CN203237059U

CN203237059U - 电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置

Info

Publication number: CN203237059U
Application number: CN 201320144518
Authority: CN
Inventors: 张中; 乔瑞峰; 史宏; 吕文
Original assignee: DATONG BAISHENG ELECTRONIC AND ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: DATONG BAISHENG ELECTRONIC AND ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-03-27

Abstract

本实用新型公开一种电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置，主机装置（5）设在机车机械间内，第一节车显示控制器（6），第二节车显示控制器（7）设置在司机控制室内，主机装置（5）内部设置有无线接收分析控制主板（8）、警笛报警装置（9）、指示灯部件（10）和静态检测电源（13），第一节车显示控制器（6）内部设置有指示灯部件（10）、语音呈报报警部件（11）和按键部件（12），第二节车显示控制器（7）内部设置有指示灯部件（10）、语音呈报报警部件（11）和按键部件（12）。本实用新型可在行车过程中在线实时监控电力机车车顶绝缘状态，发现车顶设备绝缘等级下降后，及时进行故障通报或自动应急降弓等响应，避免造成更大的损失。

Description

电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置

技术领域

本实用新型属于检测系统领域，具体涉及一种电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置。

背景技术

电力机车或动力集中型动车组高压供电系统主要完成25kV 50Hz交流电的受流、传导、隔离、控制及检测。其主要器件有受电弓、高压隔离开关、高压电压互感器、高压电流互感器、避雷器、导电杆以及支撑绝缘子等高压电器。由于整个高压系统工作在露天状态，且经常经受风、沙、雨、雪及雾霾等恶劣天气的侵袭和自然环境的影响，容易使支撑绝缘子绝缘性能下降或异物搭接在高压部分和车体间，一旦形成高压爬电或绝缘损坏，轻者使本车机破，重者造成接触网烧断，更严重情况造成整个线路停运，影响整个线路上其他电力机车的正常运行，给国家造成巨大的经济损失。目前尽管部分机车已经安装我公司前期生产的离线车顶绝缘检测，但在机车整个运行过程中仍无法完全实时监控绝缘情况，因而无法提前预测接地事故的发生和彻底解决上述问题，如果能够采用在线绝缘检测装置，实时监测25kV供电系统的绝缘情况，如果检测到25kV高压系统绝缘下降某一数值或发生爬电和放电现象，立刻切断主断路器并降弓，则可以达到及时发现问题，及早处理问题，避免问题的扩大，保证机车的正常运行。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是要提供一种电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置，本装置在机车出库升弓前，首先对机车车顶高压供电系统进行静态绝缘检测，静态检测合格后，机车可升弓运行，本装置可在机车运行过程中在线实时监控电力机车车顶绝缘状态，发现车顶设备绝缘等级下降后，及时进行语音、声光和显示通报，当绝缘状态严重故障时进行自动应急降弓等响应，避免造成更大的损失。

本实用新型的技术方案：电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置，它包括第一节车弓网供电电流无源无线采集器，第二节车弓网供电电流无源无线采集器，第一节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件，第二节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件，主机装置，第一节车显示控制器，第二节车显示控制器，无线接收分析控制主板，静态检测电源；主机装置设置在机车机械间合适位置，其特征是主机装置内部设置有无线接收分析控制主板、警笛报警装置、指示灯部件和静态检测电源，对接收到的电流，电压，爬电电流等信息进行数据处理分析和语音，声光，报警控制指令处置；第一节车显示控制器与第二节车显示控制器分别设置在司机室司乘人员可视位置，便于司乘人员观察和操作，第一节车显示控制器和第二节车显示控制器内部分别设置有指示灯部件、语音呈报报警部件和按键部件，可对主机传输过来的信息进行不同状态显示和语音，声光，报警以及静态检测和查询操作。第一节车弓网供电电流无源无线采集器与第二节车弓网供电电流无源无线采集器分别装于受电弓和导电杆连接处，内部设置有电流互感器线圈、供电电源采集线圈、数据采集模数转换板、数据无线传输模块等组成，用于无线发送电流信息至主机装置。第一节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件与第二节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件分别安装于受电弓下车顶上，内部设置有电流信号接收，模数转换，总线传输等电路板及无线收发模块，与主机装置通过can总线连接，将所采集的信息和无线接收的信息传输至主机；主机装置分别与第一节车显示控制器和第二节车显示控制器通过can总线连接，以监测显示控制机车车顶高压供电系统各种绝缘状态。

本实用新型的有益效果：

（1）该系统可实现自动化监测，无需人工操作，在装置供电启动后，首先判断机车的网压信号，如果没有25kV网压信号，则自动（或手动）进行静态绝缘检测，并将检测结果通过语音方式向司乘人员进行呈报。根据语音呈报的检测结果，正常时司乘人员可以升弓，机车供电系统接通网压后，检测装置则自动识别网压，自动转入动态绝缘检测状态。

（2）该系统可在行车过程中在线实时监控电力机车车顶绝缘状态，发现车顶设备绝缘等级下降后，及时进行故障通报或自动应急降弓等响应，避免造成更大的损失。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图所示：电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置，它包括第一节车弓网供电电流无源无线采集器1，第二节车弓网供电电流无源无线采集器2，第一节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件3，第二节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件4，主机装置5，第一节车显示控制器6，第二节车显示控制器7，无线接收分析控制主板8，静态检测电源13；主机装置5设置在机车机械间内合适位置，主机装置5内部设置有无线接收分析控制主板8、警笛报警装置9、指示灯部件10和静态检测电源13，对接收到的电流，电压，爬电电流等信息进行数据处理分析和语音，声光，报警控制指令处置；第一节车显示控制器6与第二节车显示控制器7分别设置在司机司乘人员可视位置，便于司乘人员观察和操作，第一节车显示控制器6和第二节车显示控制器7内部分别设置有指示灯部件10、语音呈报报警部件11和按键部件12，可对主机传输过来的信息进行不同状态显示和语音，声光，报警以及静态检测和查询操作。第一节车弓网供电电流无源无线采集器1与第二节车弓网供电电流无源无线采集器2分别装于受电弓和导电杆连接处，内部设置有电流互感器线圈14、供电电源采集线圈15、数据采集模数转换板16、数据无线传输模块17等组成，用于无线发送电流信息至主机装置5；第一节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件3与第二节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件4分别安装于受电弓外缘车顶上，内部设置有电流信号接收18，模数转换19，总线传输20等电路板及无线收发模块21，与主机装置5通过can总线连接，将所采集的信息和无线接收的信息传输至主机；主机装置5分别与第一节车显示控制器6和第二节车显示控制器7通过can总线连接，以监测显示控制机车车顶高压供电系统各种绝缘状态。

该装置是静动态车顶绝缘检测结合监控，静态检测主要原理是采用向高压互感器反送模拟电压来检测机车车顶绝缘状态；动态检测控制其主要核心原理是在机车主变压器前端的受电弓和后端主变压器次极分别装设配套变比的电流互感器，通过检测到的电流差值进行判断和处理，正常时电流的差值维持在一定数值，如果在车顶区域内的高压设备和线路发生闪络或短路就会使电流的差值变大，大于设定阀值而实施电气保护。这种方法可以对两个互感器之间的线

路，包括变压器内部、出线套管和线路进行监测和保护。

该检测装置可实现自动化监测，无需人工操作，在装置供电启动后，首先判断机车的网压信号，如果没有25kV网压信号，则自动（或手动）进行静态绝缘检测，并将检测结果通过语音方式向司乘人员进行呈报。根据语音呈报的检测结果，正常时司乘人员可以升弓，机车供电系统接通网压后，检测装置则自动识别网压，自动转入动态绝缘检测状态。

静态检测：在机车出库升弓前，检测装置会自动识别进入静态检测状态其原理是：利用机车上蓄电池的直流电压DC77-137.5V, 检测装置通过逆变输出频率为50Hz，电压为116V的检测电压，加到机车上高压电压互感器的次边上，利用高压电压互感器升压到29Kv（机车运行时的最高网压），由于原有高压电路的连接，可以对其车顶高压电器的绝缘状态进行检测，一旦绝缘下降到一定阀值或异物搭接，在高压电压互感器的原边(次边)会产生很大的电流，从而对其检测结果进行自动分析判断，并采用语音呈报方式，报出检测结果，提示司乘人员给予关注解决。

动态检测：检测装置在机车出库升弓后，会自动识别进入动态监测状态，其原理是：采用电场强度测量和电流分段差异测量原理，进行动态监测，其方法是在车顶相关部位加装电场强度采集器，高压电流互感器（2个高压电流互感器TA1、TA2）、绝缘子表面爬电漏电流采集器，通过加装的两个电流互感器（TA1、TA2）和机车原有电流互感器（TA0、TA3）进行检测和差分比较来判断网侧电路对地的绝缘状况；通过车内原有电流互感器（TA0）和电流互感器（TA3）进行检测和差分比较来判断主变压器原边内部的绝缘状况；通过加装的两个电流互感器（TA1、TA2）和机车原有电流互感器（TA0）进行检测和差分比较来判断车顶设备对地的绝缘状况；通过TA0和TA3进行检测和差分比较来判断主变压器原边的绝缘状况；通过电场强度采集器，检测车顶是否有异物（树枝、木条、铁丝、布条等）搭接；通过绝缘子表面漏电流采集器，可分析判断受电弓支撑绝缘子的表面爬电状态是否良好，其分析判断结果如下：

a、当上述TA1、TA2：TA0；TA0：TA3检测电流差值较大表示相应部位绝缘下降严重，根据不同的数值得出评判标准。可以分为3个等级：轻度、中度和重度击穿。对于轻度，只是预告司机，不影响正常运行，一般为部分高压电器或绝缘子表面污染或绝缘下降，可以通过回段对其检查和试验进行进一步判定；对于中度，除了预告司机，同时自动控制切断主断和降弓，一般为下雨天或污闪所致，之后由司乘人员进行静态绝缘检测并确认检测合格后，可再次合闸升弓可以确保机车回段检修；对于重度击穿，除报警之外，自动切断主断路器并降弓，一般为永久性的绝缘击穿。

b、当电场强度采集器，出现电场强度突然增加时，可判断车顶有异物搭接

与高压供电设备，检测装置会立即报警，当情况极其严重时，会自动控制切断主断并降弓确保避免出现烧网事故。

c、通过受电弓支撑绝缘子表面漏电流采集器，所检测的漏电流状态，可分析判断每个支撑绝缘子，出现表面爬电，距离缩短接近短路的状态，当问题严重时装置可自动切断主断并降弓，避免弓网事故。

Claims

1.一种电力机车高压供电系统静动态在线绝缘监控装置，它包括第一节车弓网供电电流无源无线采集器（1），第二节车弓网供电电流无源无线采集器（2），第一节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件（3），第二节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件（4），主机装置（5），第一节车显示控制器（6），第二节车显示控制器（7），无线接收分析控制主板（8），警笛报警装置（9），指示灯部件（10）；语音呈报报警部件（11），按键部件（12）；静态检测电源（13）；其特征是：主机装置（5）设置在机车机械间内，主机装置（5）内部设置有无线接收分析控制主板（8）、警笛报警装置（9）、指示灯部件（10）和静态检测电源（13）；第一节车显示控制器（6）与第二节车显示控制器（7）分别设置在司机控制室内，第一节车显示控制器（6）和第二节车显示控制器（7）内部分别设置有指示灯部件（10）、语音呈报报警部件（11）和按键部件（12）；第一节车弓网供电电流无源无线采集器（1）与第二节车弓网供电电流无源无线采集器（2）分别装于受电弓和导电杆连接处，内部设置有电流互感器线圈（14）、供电电源采集线圈（15）、数据采集模数转换板（16）、数据无线传输模块（17）；第一节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件（3）与第二节车受电弓支撑绝缘子爬电电流信息采集部件（4）分别安装于受电弓下车顶上，内部设置有电流信号接收（18），模数转换（19），总线传输（20）等电路板及无线收发模块（21），与主机装置（5）通过can总线连接；主机装置（5）分别与第一节车显示控制器（6）和第二节车显示控制器（7）通过can总线连接，以监测显示控制机车车顶高压供电系统各种绝缘状态。