CN217133292U - 一种电网检测装置和一种机车电网 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电网检测装置和一种机车电网，包括：控制装置、交流电网绝缘电阻检测电路、第一报警装置。交流电网绝缘电阻检测电路包括信号源和第一阻性器件；控制装置与电源检测电路连接，用于控制信号源发送电信号和获取交流电网绝缘阻值；控制装置还与第一报警装置连接，用于在交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制第一报警装置与电源接通或断开。由于交流电网绝缘电阻检测电路与电网中线、相线、空气、大地构成回路，当信号源发出检测信号，能根据电流值够精确计算交流电网绝缘阻值，以反应电网的绝缘状态。同时，该方案在供电线路中线中接入电阻，不会影响相线的绝缘电阻，提高电网安全性。

Description

一种电网检测装置和一种机车电网

技术领域

本实用新型涉及电气工程领域，特别是涉及一种电网检测装置和一种机车电网。

背景技术

机车的供电电网包括交流电网和直流电网，各电网相互独立。由于供电电网的线束数量多且各线束相互交错，当线束绝缘层损坏后，容易发生漏电和电路接地的情况，引起电源短路从而导致机车供电电网瘫痪，甚至造成安全事故。

通常在电网相线与地面之间串联电阻和电流传感器，通过电流传感器检测回路中的电流强度以判定电网线路的绝缘状态。但由于处于绝缘状态时，电网相线与地面间依然存在漏电流，且由于电网相线与地面间的绝缘电阻较大导致短路电流远远大于漏电流，导致选择的电流传感器无法同时精确获取电流值，无法准确判断电路中的电流信号是漏电流或短路电流。因此串联电阻和电流传感器的测量方法测量无法准确判断电网是否短路。同时，传统的测量方法串联电阻后会拉低电网相线与地面的绝缘阻值，降低电网的安全性。

由此可见，如何提出一种电网检测装置，用于在不拉低电网绝缘阻值的基础上更准确的检测电网绝缘状态，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电网检测装置和一种机车电网，用于实现更精确的检测电网的绝缘状态。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电网检测装置，该装置包括：

控制装置1、交流电网绝缘电阻检测电路2、第一报警装置3；

所述交流电网绝缘电阻检测电路2包括信号源和第一阻性器件，所述信号源的第一端设置于交流电网中线处，所述信号源的第二端与所述第一阻性器件的第一端连接，所述第一阻性器件的第二端接地；

所述控制装置1与所述电源检测电路连接，用于控制所述直流信号源发送电信号和获取所述交流电网对地电阻的交流电网绝缘阻值；

所述控制装置1还与所述第一报警装置3连接，用于在所述交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制所述第一报警装置3与电源接通或断开。

优选的，还包括直流电网绝缘电阻检测电路4；

所述直流电网绝缘电阻检测电路4包括第二阻性器件，第三阻性器件，第四阻性器件，第五阻性器件，第六阻性器件，第七阻性器件，第八阻性器件，第一开关器件，第二开关器件；

所述第一开关器件的第一端设置于直流电网正极处，并与所述第二阻性器件的第一端、所述第六阻性器件的第一端均连接，所述第一开关器件的第二端与所述第七阻性器件的第一端连接；

所述第二开关器件的第二端设置于直流电网负极处，并与所述第五阻性器件的第二端，所述第三阻性器件的第二端连接；

所述第二阻性器件的第二端与所述第三阻性器件的第一端连接，连接点作为第一测量点；

所述第四阻性器件的第一端、所述第六阻性器件的第二端、所述第七阻性器件的第二端、所述第八阻性器件的第一端均接地；

所述第四阻性器件的第二端和所述第五阻性器件的第一端连接，连接点作为第二测量点；

所述第八阻性器件的第二端与所述第二开关器件的第一端连接；

所述控制装置1与所述第一开关器件和所述第二开关器件连接，用于控制所述开关器件导通或关断；

所述控制装置1还与所述第一测量点和所述第二测量点连接，用于获取电压信号，以判断直流电网对地电阻的直流电网绝缘阻值是否满足所述报警条件。

优选的，还包括人机交互装置；

所述人机交互装置与所述控制装置1连接，用于设置所述报警条件。

优选的，还包括显示装置；

所述显示装置与所述控制装置1连接，用于显示所述直流电网绝缘阻值和所述交流电网绝缘阻值和报警信息。

优选的，还包括通信装置；

所述通信装置与所述控制装置1连接，用于向远程设备发送报警信息。

优选的，还包括存储装置，用于记录报警信息。

优选的，所述第一报警装置3包括指示灯和蜂鸣器。

优选的，在所述直流电网绝缘阻值小于第一阻值阈值时，所述控制装置1接通所述蜂鸣器；

在所述交流电网绝缘阻值小于第二阻值阈值时，所述控制装置1接通所述蜂鸣器和所述指示灯。

优选的，还包括第二报警装置，所述第二报警装置与所述控制装置1连接，所述控制装置1在检测到所述交流电网绝缘电阻检测电路2或所述直流电网绝缘电阻检测电路4故障时，启动所述第二报警装置。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种机车电网，包括所述的电网检测装置。

本实用新型提供了一种电网检测装置，该装置包括控制装置、交流电网绝缘电阻检测电路、第一报警装置。交流电网绝缘电阻检测电路包括信号源和第一阻性器件，信号源的第一端设置于交流电网中线处，信号源的第二端与第一阻性器件的第一端连接，第一阻性器件的第二端接地；控制装置与电源检测电路连接，用于控制信号源发送电信号和获取交流电网对地电阻的交流电网绝缘阻值；控制装置还与第一报警装置连接，用于在交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制第一报警装置与电源接通或断开。由于交流电网绝缘电阻检测电路与电网中线、电网供电线路即相线和空气、大地构成回路，当信号源发出检测信号时，根据检测电路中电流值计算交流电网绝缘阻值，能够更加精确的反应电网的绝缘状态。同时，该方案在供电线路中线中接入电阻，不会影响相线的绝缘电阻，提高电网安全性。

此外，本实用新型所提供的机车电网包括上述提到的电网检测装置，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种电网检测装置的结构图；

图2为本申请实施例所提供的一种交流电网绝缘电阻检测电路的结构图；

图3为本申请实施例所提供的一种直流电网绝缘电阻检测电路的结构图；

附图标记如下：1为控制装置，2为交流电网绝缘电阻检测电路，3为第一报警装置，4为直流电网绝缘电阻检测电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

本实用新型的核心是提供一种电网检测装置和一种机车电网。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例所提供的一种电网检测装置的结构图，图2为本申请实施例所提供的一种交流电网绝缘电阻检测电路的结构图，如图1或图2所示，该装置包括控制装置1、交流电网绝缘电阻检测电路2、第一报警装置3；

交流电网绝缘电阻检测电路2包括信号源G和第一阻性器件R1，信号源G的第一端设置于交流电网中线处，信号源G的第二端与第一阻性器件R1的第一端连接，第一阻性器件R1的第二端接地；

控制装置1与电源检测电路连接，用于控制直流信号源G发送电信号和获取交流电网对地电阻的交流电网绝缘阻值；

控制装置1还与第一报警装置3连接，用于在交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制第一报警装置3与电源接通或断开。

可以理解的是，本申请所提供的阻性器件可以为单独的电阻，也可以为多个电阻构成的模块。本申请所提供的方案可以应用于具有中线的交流供电电网，如四线三相供电电网，五线三相供电电网等，本实施例中以四线三相供电电网为例对电网检测装置进行说明，为了便于说明，将交流电网供电线路(即相线)与地面间的绝缘电阻设为交流电阻Rf1，交流电网供电线路(即相线)与地面间的绝缘电阻设为直流电阻Rf2。

在具体实施中，交流电网绝缘电阻检测电路2与电网中线、电网供电线路(即相线)和空气、大地构成回路，通过测量第一阻性器件R1两端电压即可获取绝缘电阻的阻值。控制装置1控制信号源G发出电源信号以检测电网是否处于绝缘状态，可以理解的是，可以每隔预设周期控制信号源G发出电源信号，其中，预设周期可以由管理人员自行设置；也可以为当控制装置1检测到管理人员检测操作时，控制信号源G发出电源信号。

需要注意的是，为了保证信号源G所发出的检测信号不会影响交流供电网络的正常供电，保护与电网连接的设备，检测信号为直流信号，且信号强度远远小于电网中传输的电信号的强度。

在检测过程中，当控制装置1控制信号源G发出检测信号时，信号源G向被测量的交流电网中注入直流电信号，通过测量第一阻性器件R1的电压值，即可计算出绝缘电阻的值，通过控制装置1判断绝缘阻值是否满足报警条件，若满足报警条件，则控制第一报警装置3发出警报。

可以理解的是，电网供电网络除包括交流供电网络外，还包括直流供电网络，为了检测直流供电网络的绝缘状态，本申请所提供的电网检测装置还包括直流电网绝缘电阻检测电路4，通过测量直流供电线路与地面间的直流电网绝缘阻值，以判断直流电网是否处于绝缘状态。

在具体实施中，交流电网绝缘电阻检测电路2可以设置于电网中线的任意位置，即可测量电网相线L1、L2、L3的绝缘状态，

在具体实施中，电网检测装置还包括人机交互装置，用于为控制装置1设置报警条件，例如第一阻值阈值、第二阻值阈值以及设置控制器的其它软件程序。在具体实施中，人机交互装置可以是键盘或者触摸式屏幕。

控制装置1可以单独设置，也可以是利用磁悬浮车辆自身的电子控制单元，以此能够减少硬件成本。

第一报警装置3的作用是对于交流电阻Rf1阻值异常的报警提示，第一报警装置3受控制装置1的控制实现自动报警，可以理解的是，第一报警装置3与控制装置1的连接，可以是有线连接，也可以是无线连接。可以理解的是，为了保证检测结果的准确性，需要保证直流电网绝缘电阻检测电路4和交流电网绝缘电阻检测电路2正常工作，因此，电网检测装置还包括第二报警装置，用于在直流电网绝缘电阻检测电路4和交流电网绝缘电阻检测电路2工作状态异常时发出报警提示。

进一步的，为了提高直流检测电路的安全性，还可以在信号源G和电网中线间串联保护电阻。

本实施例提供的电网检测装置，包括控制装置交流电网绝缘电阻检测电路、第一报警装置。交流电网绝缘电阻检测电路包括信号源和第一阻性器件，信号源的第一端设置于交流电网中线处，信号源的第二端与第一阻性器件的第一端连接，第一阻性器件的第二端接地；控制装置与电源检测电路连接，用于控制信号源发送电信号和获取交流电网对地电阻的交流电网绝缘阻值；控制装置还与第一报警装置连接，用于在交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制第一报警装置与电源接通或断开。由于交流电网绝缘电阻检测电路与电网中线、电网供电线路(即相线)和空气、大地构成回路，当信号源发出检测信号时，根据检测电路中电流值计算交流电网绝缘阻值，能够更加精确的反应电网的绝缘状态。同时，该方案在供电线路中线中接入电阻，不会影响相线的绝缘电阻，提高电网安全性。

考虑到电网检测装置的应用场景中除交流电网外，还包括直流电网，为了扩大电网检测装置的使用范围，还包括直流电网绝缘电阻检测电路4。

图3为本申请实施例所提供的一种直流电网绝缘电阻检测电路的结构图，如图3所示，直流电网绝缘电阻检测电路4包括第二阻性器件R2，第三阻性器件R3，第四阻性器件R4，第五阻性器件R5，第六阻性器件R6，第七阻性器件R7，第八阻性器件R8，第一开关器件S1，第二开关器件S2；

第一开关器件S1的第一端设置于直流电网正极处，并与第二阻性器件R2的第一端、第六阻性器件R6的第一端均连接，第一开关器件S1的第二端与第七阻性器件R7的第一端连接；

第二开关器件S2的第二端设置于直流电网负极处，并与第五阻性器件R5的第二端，第三阻性器件R3的第二端连接；

第二阻性器件R2的第二端与第三阻性器件R3的第一端连接，连接点作为第一测量点；

第四阻性器件R4的第一端、第六阻性器件R6的第二端、第七阻性器件R7的第二端、第八阻性器件R8的第一端均接地；

第四阻性器件R4的第二端和第五阻性器件R5的第一端连接，连接点作为第二测量点；

第八阻性器件R8的第二端与第二开关器件S2的第一端连接；

控制装置1与第一开关器件S1和第二开关器件S2连接，用于控制开关器件导通或关断；

控制装置1还与第一测量点和第二测量点连接，用于获取电压信号，以判断直流电网对地电阻的直流电网绝缘阻值是否满足报警条件。

在具体实施中，各阻性器件可以为单个电阻，也可以为多个电阻的组合，开关器件可以为线性开关，也可以为数字开关或开关管，在此不做限定。

在测量直流电阻Rf2时，控制装置1控制第一开关器件S1闭合，第二开关器件S2断开，获取第一测量点处的电压值U1和第二测量点处的电压值U2并记录；再控制第一开关器件S1断开，第二开关器件S2闭合，获取第一测量点处的电压值U1’和第二测量点处的电压值U2’并记录。

当第一开关器件S1闭合，第二开关器件S2断开时，

其中，U为直流母线电压，Un为直流母线负极对地电压，R2为第二阻性器件R2阻值，R3为第三阻性器件R3阻值，R4为第四阻性器件R4阻值，R5为第五阻性器件R5阻值，利用基尔霍夫电流定律即可计算正极直流电阻Rf2_R ⁺的值；

当第一开关器件S1闭合，第二开关器件S2断开时，

其中，U为直流母线电压，Un为直流母线负极对地电压，利用基尔霍夫电流定律即可计算负极直流电阻Rf2R-的值；

直流电阻Rf2的阻值为R⁺+R-。

在本实施例中，通过增加直流检测电路以检测直流电网的绝缘状态，提高电网检测装置的应用范围。同时，将直流检测电路和交流检测电路集中到一个装置中，为设备的安装和使用提供了便利。

在上述实施例的基础上，本实施例中电网检测装置还包括人机交互装置和显示装置；

其中，人机交互装置与控制装置1连接，用于设置报警条件；显示装置与控制装置1连接，用于显示直流电网绝缘阻值和交流电网绝缘阻值和报警信息。

可以理解的是，人机交互装置可以为键盘和鼠标，用于设置报警条件和操作控制装置1执行其他任务。显示装置可以为与控制装置1有线连接或无线连接的LCD显示屏，用于显示报警信息和检测到的直流电网绝缘阻值和交流电网绝缘阻值，以及用于查看以往的直流电网绝缘阻值和交流电网绝缘阻值和预警信息。此外还可以查看历史故障记录，例如：故障产生的时间及恢复的时间，用于分析绝缘故障的原因。

可以理解的是，当显示装置为触摸屏时，也可以通过触摸屏实现人机交互功能，节约硬件成本。

在本实施例中，通过增加显示装置和人机交互装置，设置电网检测装置的报警条件，并方便管理人员查看测量的绝缘电阻的数据，方便日常维护工作。

考虑电网检测装置只能监控预设范围内的电网线路的绝缘状态，需要布设多个电网检测装置，且大多布置在室外环境中，为实现实时监控电网线路需要及时获取各到电网检测装置的报警信息。

在上述实施例的基础上，还包括通信装置；

通信装置与控制装置1连接，用于向远程设备发送报警信息。

在本实施例中，通过增加通信装置便于获取远距离的电网检测装置的报警信息，便于掌握整体电网的绝缘状态。

作为优选的实施例，电网检测装置还包括存储装置，用于记录报警信息。以便于后续管理人员查看历史故障记录，分析故障原因。可以理解的是，存储装置可以为固定的存储装置，如安装在电网检测装置中的硬盘；也可以为可移动存储装置，例如：U盘。

作为优选的实施例，第一报警装置3包括蜂鸣器和指示灯，在直流电网绝缘阻值小于第一阻值阈值时，控制单元接通蜂鸣器；

在交流电网绝缘阻值小于第二阻值阈值时，控制装置1接通蜂鸣器和指示灯。通过采用不同的报警形式更加直观的反应电网检测装置的工作状态，便于管理人员检测电网的绝缘状态。

作为优选的实施例，为了保证电网检测装置能够正常工作，该装置还包括第二报警装置，第二报警装置与控制装置1连接，控制装置1在检测到交流电网绝缘电阻检测电路2或直流电网绝缘电阻检测电路4故障时，启动第二报警装置。

最后，本申请实施例还提供一种机车电网，应用于机车，该机车安慰包括电网，信息采集设备等部件外，还包括上述实施例所提到的电网检测装置。由于上文中对应各部件进行了详细描述，故本实施例不再赘述。

本实施例提供的机车电网，包括电网检测装置，该装置包括控制装置、交流电网绝缘电阻检测电路、第一报警装置。交流电网绝缘电阻检测电路包括信号源和第一阻性器件，信号源的第一端设置于交流电网中线处，信号源的第二端与第一阻性器件的第一端连接，第一阻性器件的第二端接地；控制装置与电源检测电路连接，用于控制信号源发送电信号和获取交流电网对地电阻的交流电网绝缘阻值；控制装置还与第一报警装置连接，用于在交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制第一报警装置与电源接通或断开。由于交流电网绝缘电阻检测电路与电网中线、电网供电线路(即相线)和空气、大地构成回路，当信号源发出检测信号时，根据检测电路中电流值计算交流电网绝缘阻值，能够更加精确的反应电网的绝缘状态。同时，该方案在供电线路中线中接入电阻，不会影响相线的绝缘电阻，提高电网安全性。

以上对本实用新型所提供的一种电网检测装置和一种机车电网进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电网检测装置，其特征在于，包括：

控制装置(1)、交流电网绝缘电阻检测电路(2)、第一报警装置(3)；

所述交流电网绝缘电阻检测电路(2)包括信号源和第一阻性器件，所述信号源的第一端设置于交流电网中线处，所述信号源的第二端与所述第一阻性器件的第一端连接，所述第一阻性器件的第二端接地；

所述控制装置(1)与所述交流电网绝缘电阻检测电路(2)连接，用于控制所述信号源发送电信号和获取所述交流电网对地电阻的交流电网绝缘阻值；

所述控制装置(1)还与所述第一报警装置(3)连接，用于在所述交流电网绝缘阻值满足报警条件时，控制所述第一报警装置(3)与电源接通或断开。

2.根据权利要求1所述的电网检测装置，其特征在于，还包括：直流电网绝缘电阻检测电路(4)；

所述直流电网绝缘电阻检测电路(4)包括第二阻性器件，第三阻性器件，第四阻性器件，第五阻性器件，第六阻性器件，第七阻性器件，第八阻性器件，第一开关器件，第二开关器件；

所述第一开关器件的第一端设置于直流电网正极处，并与所述第二阻性器件的第一端、所述第六阻性器件的第一端均连接，所述第一开关器件的第二端与所述第七阻性器件的第一端连接；

所述第二开关器件的第二端设置于直流电网负极处，并与所述第五阻性器件的第二端，所述第三阻性器件的第二端连接；

所述第二阻性器件的第二端与所述第三阻性器件的第一端连接，连接点作为第一测量点；

所述第四阻性器件的第一端、所述第六阻性器件的第二端、所述第七阻性器件的第二端、所述第八阻性器件的第一端均接地；

所述第四阻性器件的第二端和所述第五阻性器件的第一端连接，连接点作为第二测量点；

所述第八阻性器件的第二端与所述第二开关器件的第一端连接；

所述控制装置(1)与所述第一开关器件和所述第二开关器件连接，用于控制所述开关器件导通或关断；

所述控制装置(1)还与所述第一测量点和所述第二测量点连接，用于获取电压信号，以判断直流电网对地电阻的直流电网绝缘阻值是否满足所述报警条件。

3.根据权利要求1所述的电网检测装置，其特征在于，还包括人机交互装置；

所述人机交互装置与所述控制装置(1)连接，用于设置所述报警条件。

4.根据权利要求2所述的电网检测装置，其特征在于，还包括显示装置；

所述显示装置与所述控制装置(1)连接，用于显示所述直流电网绝缘阻值和所述交流电网绝缘阻值和报警信息。

5.根据权利要求1所述的电网检测装置，其特征在于，还包括通信装置；

所述通信装置与所述控制装置(1)连接，用于向远程设备发送报警信息。

6.根据权利要求1所述的电网检测装置，其特征在于，还包括存储装置，用于记录报警信息。

7.根据权利要求2所述的电网检测装置，其特征在于，所述第一报警装置(3)包括指示灯和蜂鸣器。

8.根据权利要求7所述的电网检测装置，其特征在于，在所述直流电网绝缘阻值小于第一阻值阈值时，所述控制装置(1)接通所述蜂鸣器；

在所述交流电网绝缘阻值小于第二阻值阈值时，所述控制装置(1)接通所述蜂鸣器和所述指示灯。

9.根据权利要求2所述的电网检测装置，其特征在于，还包括第二报警装置；

所述第二报警装置与所述控制装置(1)连接，所述控制装置(1)在检测到所述交流电网绝缘电阻检测电路(2)或所述直流电网绝缘电阻检测电路(4)故障时，启动所述第二报警装置。

10.一种机车电网，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的电网检测装置。

Images