CN211043494U - 一种用于列车供电系统的差异电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于列车供电系统的差异电流检测装置，包括：一端连接供电区域中正极母线的正极母排和一端连接供电区域中负极母线的负极母排；所述正极母排另一端连接霍尔传感器，所述负极母排另一端连接霍尔传感器；一端连接上下行馈线正极的正极子排和一端连接上下行馈线负极的负极子排；所述正极子排另一端连接霍尔传感器，所述负极子排另一端连接霍尔传感器。本实用新型的装置能够准确迅捷的检测差异电流，精确度更高。

Description

一种用于列车供电系统的差异电流检测装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通运输技术领域，特别是涉及一种用于列车供电系统的差异电流检测装置。

背景技术

目前，高铁交通没有设置直流接地保护，而由于轻轨与磁悬浮轨道交通直流牵引供电系统与传统地铁供电方式相比，其负极不通过走行轨回流，而是另设负极轨回流。轻轨通过胶轮运行，磁悬浮列车是悬浮运行，这就使得轻轨及磁悬浮列车与地之间是相对绝缘，随着时间增加，漏电情况难以避免。而目前针对各种漏电情况，监测电流是一个很普遍的方式。在现有方式中，测量正极母线和负极母线的电流一般都是通过两个传感器分别测量以后再计算对应的电流差值，精确值较低的同时，成本也较高。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种用于列车供电系统的差异电流检测装置，可以更精确更迅捷的检测正极母线和负极母线间的差异电流。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于列车供电系统的差异电流检测装置，包括：

一端连接供电区域中正极母线的正极母排和一端连接供电区域中负极母线的负极母排；

所述正极母排另一端连接霍尔传感器，所述负极母排另一端连接霍尔传感器；

一端连接上下行馈线正极的正极子排和一端连接上下行馈线负极的负极子排；

所述正极子排另一端连接霍尔传感器，所述负极子排另一端连接霍尔传感器。

作为上述装置的进一步改进为：

所述霍尔传感器检测正极母线和对应负极母线的磁场，获得差异电流数值。

上述装置中，优选地，所述正极母排与负极母排以所述霍尔传感器为中心，对称分布于霍尔传感器的一侧。

上述装置中，优选地，所述霍尔传感器检测电流范围为-100A～100A。

上述装置中，优选地，所述正极母排宽度为83.5毫米。

由以上方案可以看出，本实用新型的用于列车供电系统的差异电流检测装置，通过霍尔传感器实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值；相比于现在常用的分开测量正极母线和负极电流，再计算差异电流大小的方式，本实用新型的方法直接测量两者的电流差值即差异电流数值，更加的快速、准确，利用差异电流数值可以快速确定漏电的区域。在漏电这种分秒必争的情况下，更短的时间检测出差异电流大小，可以保证更快更精确查找到漏电的供电区域，进一步可以使得恢复工作更加迅速，保障城市轨道运输安全。同时，相比分开检测电流的现有方式来说，本实用新型测量的误差也更小，成本也较低。

附图说明

图1为本实用新型的差异电流示意图；

图2为本实用新型实施例中差异电流传感装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例中差异电流传感装置规格示意图；

图4为本实用新型实施例中无列车牵引时供电系统电流流向示意图。

其中，1、正极母排；2、负极母排；3、霍尔传感器；4、正极子排；5、负极子排。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述。

参见图1至图4所示，本实用新型的实施例首先要说明下本新型的装置以及实际使用的情况。

在目前市场上的接地漏电保护装置都是电压检测型保护，当发生接地漏电故障时，在该条线路上的所有保护装置都会检测到漏电电压的存在(并联电路电压相等)，所以会导致全线跳闸，无法确定漏电的故障区段。

当引入差异电流的判断时，可以准确的区分故障点的具体区段。具体原理如下所述：

A、差异电流传感器(即本实用新型装置)原理说明：

参见图1和图2。差异电流传感器可以同时检测正极母线和负极母线的电流，正极母线电流产生的磁场方向为图1中实线所示，负极母线电流产生的磁场方向为图1中虚线所示。

参见图2，本实施例的装置，正极母排1和负极母排2分别连接正极母线和负极母线；霍尔传感器3分别连接正极母排1、负极母排2、正极子排3和负极子排4。

霍尔传感器基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)，将产生一个电势VH，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流Ic。当通入的电流Ic＝0时，霍尔电势VH＝0；

霍尔传感器是按照安培定律原理做成，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此，可以检测正极母线和负极母线的差异电流数值。

当正极母线电流＝负极母线电流时，两者的磁场相互抵消，不会在霍尔元件上产生霍尔电势，此时传感器输出＝0；

当正极母线电流＞负极母线电流时，两者的磁场抵消后，正极母线多余的磁场会在霍尔元件上产生霍尔电势，此时传感器输出＞0；

当正极母线电流＜负极母线电流时，两者的磁场抵消后，负极母线多余的磁场会在霍尔元件上产生霍尔电势，此时传感器输出＜0；

在电流通过正极和负极母线时，会产生对应的磁场，此时霍尔传感器3可以通过磁场获得差异电流数值。

因为同时检测的正负极母线上的电流，相比传统的分开检测，电流差异的误差几乎可以忽略，大大提高了检测精度，其次，由原来两个传感器检测之后再相减改进为一个器件直接检测其差异，器件本身产生的误差也缩小了很多倍。

在现有一般情况下，器件检测的基数为±4000A，精度为1％，器件检测误差最小为±40A，两个器件累积误差就达到80A。

现在改为差异电流传感器检测，其检测的基数为±100A，精度为1％，因为检测基数的缩小，同样的精度得出的检测值误差成几何倍数的缩小，最小误差缩小到了1A。相比以前两个装置的方式，实际精度得到了很大的提高(80A÷1A)。

下面介绍一个使用本实用新型装置的实施例。

B、接地漏电保护装置差异电流流向说明(无车辆或车辆为牵引状态)

参见图3，图3为本实用新型实施例中差异电流传感装置规格示意图。

那么以图3所示规格的装置来演示一下实际漏电时的情况。

参见图4。图4为本实用新型实施例中无列车牵引时供电系统电流流向示意图。正极至大地电流的流向，大地至负极电流流向以及相邻供电所的穿越过来的正极电流流向如图4所示，椭圆代表的是差异电流传感装置。

在轨道上无车辆的情况下，当发生漏电故障时，正极电流都经过了差异电流传感装置，而负极电流则是通过大地(D点)回到64D设备(即漏电保护装置)的接地点，再通过64D设备回流到负极，没有通过差异电流传感装置，正极电流远远大于负极电流，此时差异电流极性为正。通过使用本新型的装置，可以快速的检测出差异电流极性。

综合以上几种情况，我们通过对所有供电所的差异电流大小、极性进行判断，只有故障点两侧的供电所(故障区段)其差异电流极性同向，非故障区段的供电所差异电流(穿越电流)极性不同向，可以很快确定出故障点的区段，针对故障区段的断路器进行跳闸，而不会影响到其他区段车辆的正常运营。

由以上方案可以看出，本实用新型的用于列车供电系统的差异电流检测装置，通过霍尔传感器实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值；相比于现在常用的分开测量正极母线和负极电流，再计算差异电流大小的方式，本实用新型的方法直接测量两者的电流差值即差异电流数值，更加的快速、准确，利用差异电流数值可以快速确定漏电的区域。在漏电这种分秒必争的情况下，更短的时间检测出差异电流大小，可以保证更快更精确查找到漏电的供电区域，进一步可以使得恢复工作更加迅速，保障城市轨道运输安全。同时，相比分开检测电流的现有方式来说，本实用新型测量的误差也更小，成本也较低。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种用于列车供电系统的差异电流检测装置，其特征在于，包括：

一端连接供电区域中正极母线的正极母排和一端连接供电区域中负极母线的负极母排；

所述正极母排另一端连接霍尔传感器，所述负极母排另一端连接霍尔传感器；

一端连接上下行馈线正极的正极子排和一端连接上下行馈线负极的负极子排；

所述正极子排另一端连接霍尔传感器，所述负极子排另一端连接霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述的用于列车供电系统的差异电流检测装置，其特征在于，所述霍尔传感器检测正极母线和对应负极母线的磁场，获得差异电流数值。

3.根据权利要求1所述的用于列车供电系统的差异电流检测装置，其特征在于，所述霍尔传感器检测电流范围为-100A～100A。

4.根据权利要求1所述的用于列车供电系统的差异电流检测装置，其特征在于，所述正极母排与负极母排以所述霍尔传感器为中心，对称分布于霍尔传感器的一侧。

5.根据权利要求1所述的用于列车供电系统的差异电流检测装置，其特征在于，所述正极母排宽度为83.5毫米。

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