CN210669521U - 能使杂散电流定值排流的排流柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能使杂散电流定值排流的排流柜，包括排流装置、控制单元、触摸显示屏和电源单元；接线端子Ⅰ依次与二极管、直流接触器、快速熔断器、IGBT、电流传感器、限流电阻和接线端子Ⅱ串联，其中二极管的正极与接线端子Ⅰ连接、负极与直流接触器连接；电压传感器的两端分别与接线端子Ⅰ和接线端子Ⅱ连接；高压薄膜电容的一端与接线端子Ⅱ连接，高压薄膜电容的另一端连接在直流接触器与快速熔断器之间的电路上；控制单元分别与IGBT、电流传感器、电压传感器、触摸显示屏和直流接触器连接。能控制杂散电流以定值进行排流，从而保证排流柜的正常工作；同时如杂散电流的电流值或电压值过大，能及时切断排流柜，防止杂散电流对排流柜的冲击。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种排流柜，具体是一种能使杂散电流定值排流的排流柜。
背景技术
随着科学技术的快速发展，城市轨道交通在我国全面发展，地铁采用直流牵引供电系统，走行轨回流，由于钢轨与地之间不能完全绝缘，会产生杂散电流。地铁杂散电流对地铁本身结构钢筋、沿线金属管线以及建筑物等产生电化学腐蚀，给地铁系统甚至整个城市的安全稳定运营带来隐患。
排流柜安装在牵引变电所内，其内部的电气联接排流网端子与整流器负极母排，使结构钢筋中的杂散电流单方向流回牵引变电所内的负极柜，减少杂散电流对地铁结构钢筋的腐蚀，同时，抑制杂散电流向地铁系统外泄露，有效减缓甚至避免以上安全隐患。
但是当杂散电流防护系统中出现以下情况，会造成排流柜损坏，而现有排流柜对自身保护的设计不够重视，因此排流柜存在一定的隐患。
1、当现场钢轨对地绝缘性不好，会产生较大的杂散电流，从而导致经由排流柜的杂散电流波动较大、不稳定，造成排流柜损坏；
2、当流经排流柜的杂散电流中出现大电流或高电压涌动时，因无法有效的保护，也会造成排流柜中电气元件的损坏。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种能使杂散电流定值排流的排流柜，能控制杂散电流以定值进行排流，从而保证排流柜的正常工作；同时如杂散电流的电流值或电压值过大，能及时切断排流柜，防止杂散电流对排流柜的冲击，导致其损坏。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种能使杂散电流定值排流的排流柜，包括排流装置、控制单元、触摸显示屏、电源单元；
所述排流装置包括接线端子Ⅰ、接线端子Ⅱ、二极管、直流接触器、快速熔断器、限流电阻、IGBT、电流传感器、电压传感器、高压薄膜电容和压敏电阻；接线端子Ⅰ依次与二极管、直流接触器、快速熔断器、IGBT、电流传感器、限流电阻和接线端子Ⅱ串联，其中二极管的正极与接线端子Ⅰ连接、负极与直流接触器连接；电压传感器的一端与接线端子Ⅰ连接、另一端与接线端子Ⅱ连接；高压薄膜电容的一端与接线端子Ⅱ连接，高压薄膜电容的另一端连接在直流接触器与快速熔断器之间的电路上；
所述控制单元分别与IGBT、电流传感器、电压传感器、直流接触器和触摸显示屏连接，且控制单元与上位机通信；当控制单元接收到上位机发送的指令，能控制直流接触器的开闭；然后控制单元能实时接收电流传感器和电压传感器反馈的数据，并根据数据对IGBT的导通占空比进行调节；
所述电源单元为排流装置和控制单元供电。
上述快速熔断器的作用是实现排流柜的过流保护；限流电阻的作用是防止排流装置电流过大；高压薄膜电容的作用是储能滤波，使电流传感器反馈值更加稳定。
进一步，还包括IGBT保护单元，IGBT保护单元并联在IGBT两端，所述IGBT保护单元由电阻和电容串联组成；用于抑制杂散电流中出现的大电流和高电压对IGBT的冲击，避免IGBT损坏。
进一步，还包括压敏电阻，压敏电阻并联在电压传感器的两端。增设压敏电阻能防止二极管两端电压过大时损坏二极管。
与现有技术相比，本实用新型采用排流装置、控制单元和电源单元相结合方式，通过触摸显示屏向控制单元内输入设定的排流电流值，同时设定最大电流阈值和最大电压阈值；排流柜开始工作时，控制单元接收到上位机发出的指令控制直流接触器闭合，同时控制单元控制IGBT导通，使回流的杂散电流经过排流装置进行排流，电流传感器和电压传感器分别将检测的数据反馈给控制单元，控制单元将电流检测值和设定的排流电流值分别进行比较，根据比较结果控制单元对IGBT的导通和关闭进行调控，同时对IGBT的导通占空比进行调控，使杂散电流经过IGBT内调整其电流值，然后以定值排出排流柜；本实用新型能控制杂散电流以定值进行排流，从而保证排流柜的正常工作；同时如杂散电流的电流值或电压值过大，能及时切断排流柜，防止杂散电流对排流柜的冲击，导致其损坏。
附图说明
图1是本实用新型的电连接原理图；
图2是本实用新型中排流装置的电连接原理图；
图3是本实用新型中IGBT保护单元的电路图；
图4是控制单元与排流装置内各个器件的电连接原理图。
具体实施方式
下面将对本实用新型作进一步说明。
如图所示，本实用新型包括排流装置、控制单元、触摸显示屏、电源单元；
所述排流装置包括接线端子Ⅰ、接线端子Ⅱ、二极管、直流接触器、快速熔断器、限流电阻、IGBT(即绝缘栅双极晶体管)、电流传感器、电压传感器、高压薄膜电容和压敏电阻；接线端子Ⅰ依次与二极管、直流接触器、快速熔断器、IGBT、电流传感器、限流电阻和接线端子Ⅱ串联，其中二极管的正极与接线端子Ⅰ连接、负极与直流接触器连接；电压传感器的一端与接线端子Ⅰ连接、另一端与接线端子Ⅱ连接；高压薄膜电容的一端与接线端子Ⅱ连接，高压薄膜电容的另一端连接在直流接触器与快速熔断器之间的电路上；
所述控制单元分别与IGBT、电流传感器、电压传感器、直流接触器和触摸显示屏连接，且控制单元与上位机通信；当控制单元接收到上位机发送的指令，能控制直流接触器的开闭；然后控制单元能实时接收电流传感器和电压传感器反馈的数据，并根据数据对IGBT的导通占空比进行调节；
所述电源单元为排流装置和控制单元供电。
上述快速熔断器的作用是实现排流柜的过流保护；限流电阻的作用是防止排流装置电流过大；高压薄膜电容的作用是储能滤波，使电流传感器反馈值更加稳定。
进一步，还包括IGBT保护单元，IGBT保护单元并联在IGBT两端，所述IGBT保护单元由电阻和电容串联组成；用于抑制杂散电流中出现的大电流和高电压对IGBT的冲击，避免IGBT损坏。
进一步，还包括压敏电阻，压敏电阻并联在电压传感器的两端。增设压敏电阻能防止二极管两端电压过大时损坏二极管。
先将接线端子Ⅰ和接线端子Ⅱ分别与负极母排和杂散电流防护收集网系统连接，使本实用新型的排流装置串联在负极母排与杂散电流防护收集网系统之间的电路上；通过触摸显示屏向控制单元内输入设定的排流电流值，同时设定最大电流阈值和最大电压阈值；排流柜开始工作时，控制单元接收到上位机发送的指令控制直流接触器闭合，同时控制单元控制IGBT导通，使回流的杂散电流流入排流装置内，杂散电流经过IGBT调整其电流值，然后排出排流柜；电流传感器实时检测IGBT排出的电流值并反馈控制单元，控制单元将检测电流值通过触摸显示屏进行显示，同时控制单元将接收的检测电流值先与最大电流阈值进行比较，
若未超过最大电流阈值，则将该检测电流值与设定的排流电流值进行比较，若检测电流值大于设定的排流电流值，则控制单元控制IGBT的导通占空比减小，从而减小IGBT的排流电流值；若检测电流值小于设定的排流电流值，则控制单元控制IGBT的导通占空比增大，从而增大IGBT的排流电流值；若检测电流值等于设定的排流电流值，则保持当前IGBT的导通占空比；然后接收下次反馈的检测电流值；从而保证杂散电流在设定的排流电流值附近进行定值排流；
若超过最大电流阈值，则控制单元控制IGBT关闭，使杂散电流无法经过排流装置，从而保护排流柜的安全；同时控制单元通过触摸显示屏显示报警提示；
同时电压传感器实时检测负极母排与杂散电流防护收集网系统之间的电压值，并反馈给控制单元，控制单元将检测电压值通过触摸显示屏进行显示，同时控制单元将检测电压值与设定的最大电压阈值进行比较，若该检测电压值未超过最大电压阈值，则排流装置保持当前工作状态；若该检测电压值超过最大电压阈值，则控制单元控制IGBT关闭，使杂散电流无法经过排流装置，从而保护排流柜的安全；同时控制单元通过触摸显示屏显示报警提示。另外触摸显示屏能显示排流柜的运行状态，包括排流柜电流值、电压值、排流状态、排流柜中直流接触器分合状态、快速熔断器状态、IGBT状态等信息，并可通过触摸显示屏对各个保护参数和排流参数等进行设定，从而满足不同的需求。
上述控制单元控制IGBT的导通占空比的程序为现有控制程序，本实用新型仅是利用该现有控制程序实现IGBT的导通占空比调整。
Claims (3)
1.一种能使杂散电流定值排流的排流柜，其特征在于，包括排流装置、控制单元、触摸显示屏、电源单元；
所述排流装置包括接线端子Ⅰ、接线端子Ⅱ、二极管、直流接触器、快速熔断器、限流电阻、IGBT、电流传感器、电压传感器、高压薄膜电容和压敏电阻；接线端子Ⅰ依次与二极管、直流接触器、快速熔断器、IGBT、电流传感器、限流电阻和接线端子Ⅱ串联，其中二极管的正极与接线端子Ⅰ连接、负极与直流接触器连接；电压传感器的一端与接线端子Ⅰ连接、另一端与接线端子Ⅱ连接；高压薄膜电容的一端与接线端子Ⅱ连接，高压薄膜电容的另一端连接在直流接触器与快速熔断器之间的电路上；
所述控制单元分别与IGBT、电流传感器、电压传感器、直流接触器和触摸显示屏连接，且控制单元与上位机通信；当控制单元接收到上位机发送的指令，能控制直流接触器的开闭；然后控制单元能实时接收电流传感器和电压传感器反馈的数据，并根据数据对IGBT的导通占空比进行调节；
所述电源单元为排流装置和控制单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种能使杂散电流定值排流的排流柜，其特征在于，还包括IGBT保护单元，IGBT保护单元并联在IGBT两端，所述IGBT保护单元由电阻和电容串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种能使杂散电流定值排流的排流柜，其特征在于，还包括压敏电阻，压敏电阻并联在电压传感器的两端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921989615.6U CN210669521U (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 能使杂散电流定值排流的排流柜 |
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| CN201921989615.6U CN210669521U (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 能使杂散电流定值排流的排流柜 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113541113A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-10-22 | 广州燃气集团有限公司 | 一种杂散电流排流器的排流方法及装置 |
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2019
- 2019-11-18 CN CN201921989615.6U patent/CN210669521U/zh active Active
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Denomination of utility model: The current drainage cabinet which can discharge stray current at fixed value Effective date of registration: 20200805 Granted publication date: 20200602 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xuzhou Copper Mt branch Pledgor: XUZHOU HEWEI-XINDIAN ELECTRICITY Co.,Ltd. Registration number: Y2020320000177 |