RU2537936C1 - Safe voltage and current measurement system for high-voltage circuits of electric locomotive - Google Patents
Safe voltage and current measurement system for high-voltage circuits of electric locomotive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537936C1 RU2537936C1 RU2013129733/11A RU2013129733A RU2537936C1 RU 2537936 C1 RU2537936 C1 RU 2537936C1 RU 2013129733/11 A RU2013129733/11 A RU 2013129733/11A RU 2013129733 A RU2013129733 A RU 2013129733A RU 2537936 C1 RU2537936 C1 RU 2537936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- output
- voltage
- electric locomotive
- input
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области систем измерения высоковольтных сигналов для тягового подвижного состава.The invention relates to the field of systems for measuring high voltage signals for traction rolling stock.
Известна штатная схема электровоза постоянного тока серий ВЛ10, ВЛ11, реализующая способ измерения напряжений и токов высоковольтных цепей электровоза при котором используется контактный метод измерения напряжения и токов силовой цепи (Э.С. Вохмянин, В.Ю. Чумаков, «Электрические схемы электровозов ВЛ11 и ВЛ11м», Москва, ИКЦ «Академкнига», 2003, вкладка с электрическими схемами).There is a well-known regular circuit of a direct current electric locomotive of the VL10, VL11 series, which implements a method for measuring the voltages and currents of high-voltage circuits of an electric locomotive using the contact method for measuring voltage and currents of a power circuit (E.S. Vokhmyanin, V.Yu. Chumakov, “Electric circuits of electric locomotives VL11 and VL11m ”, Moscow, ICC“ Akademkniga ”, 2003, tab with electrical circuits).
Недостатком известного решения является повышенная опасность поражения локомотивной бригады или обслуживающего персонала электрическим током высокого напряжения, т.к. к измерительным приборам в кабине машиниста подводится высокое напряжение.A disadvantage of the known solution is the increased risk of damage to the locomotive crew or maintenance personnel by high voltage electric current, because High voltage is applied to measuring instruments in the driver’s cab.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение безопасности системы измерения высоковольтных сигналов, путем исключения возможности поражения локомотивной бригады и обслуживающего персонала локомотивных депо электрическим током высокого напряжения от измерительных приборов, расположенных на пульте машиниста, а также исключение разрушающего воздействия высокого напряжения на указанные приборы при аварийных режимах работы высоковольтного оборудования электровоза.The technical result, the claimed solution is aimed at achieving, is to increase the security of the high-voltage signal measurement system by eliminating the possibility of damage to the locomotive crew and maintenance personnel of the locomotive depots by high-voltage electric current from measuring devices located on the driver’s console, as well as eliminating the destructive effect of high voltage on these devices during emergency operation of high-voltage equipment of an electric locomotive.
Указанный технический результат достигается тем, что система измерения напряжений и токов высоковольтных цепей электровоза содержит связанные со схемой силовых цепей электровоза высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, киловольтметр, первый и второй амперметры и измерительные преобразователи, причем первый измерительный преобразователь входом связан с выходом высоковольтного предохранителя, а выходом - с киловольтметром, второй измерительный преобразователь входом связан с выходом первого измерительного шунта, а выходом связан с первым амперметром, третий измерительный преобразователь входом связан с выходом второго измерительного шунта, а выходом - с вторым амперметром, блок питания входом связан со схемой цепей управления электровоза, а выходом - с входами питания первого, второго и третьего измерительных преобразователей, а выходы первого, второго и третьего измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих измерительных входов и являются низковольтными, т.е. с безопасным для человека уровнем напряжения.The specified technical result is achieved by the fact that the system for measuring the voltages and currents of high-voltage circuits of an electric locomotive contains a high voltage fuse, a first and second measuring shunts, a kilovoltmeter, first and second ammeters and measuring transducers, the first measuring transformer being connected to the output of the high voltage fuse, and with an output - with a kilovoltmeter, the second measuring transducer is connected to the output of the first about the shunt, and the output is connected to the first ammeter, the third measuring transducer is connected to the output of the second measuring shunt, and the output to the second ammeter, the power supply input is connected to the control circuit of the electric locomotive, and the output to the power inputs of the first, second and third measuring transducers, and the outputs of the first, second and third measuring transducers are galvanically isolated from the corresponding measuring inputs and are low-voltage, i.e. with a voltage level safe for humans.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг.1, где представлена структурная схема заявляемой системы измерения.The claimed solution is specified in figure 1, which presents a structural diagram of the inventive measurement system.
Заявляемая система содержит схему силовых цепей электровоза 1, выходы которой связаны с входами высоковольтного предохранителя 2, первого измерительного шунта 3 и второго измерительного шунта 4. Выход высоковольтного предохранителя 2 связан с входом первого измерительного преобразователя 5, выход первого измерительного шунта 3 связан с входом второго измерительного преобразователя 6, а выход второго измерительного шунта 4 связан с входом третьего измерительного преобразователя 7. Система снабжена блоком питания 8, выход которого связан со вторыми входами измерительных преобразователей 5, 6 и 7. Выход первого измерительного блока 5 связан с входом киловольтметра 9, выход второго измерительного блока 6 связан с входом первого амперметра 10, а выход третьего измерительного блока 7 связан с входом второго амперметра 11. Система содержит также схему цепей управления электровоза 12, выход которой связан с входом блока питания 8.The inventive system contains a circuit of power circuits of an electric locomotive 1, the outputs of which are connected to the inputs of the high voltage fuse 2, the first measuring shunt 3 and the second measuring shunt 4. The output of the high voltage fuse 2 is connected to the input of the first measuring transducer 5, the output of the first measuring shunt 3 is connected to the input of the second measuring transducer 6, and the output of the second measuring shunt 4 is connected to the input of the third measuring transducer 7. The system is equipped with a power supply 8, the output of which is connected to the second inputs of the measuring transducers 5, 6 and 7. The output of the first measuring unit 5 is connected to the input of the kilovoltmeter 9, the output of the second measuring unit 6 is connected to the input of the first ammeter 10, and the output of the third measuring unit 7 is connected to the input of the second ammeter 11. The system also contains a circuit control circuits of an electric locomotive 12, the output of which is connected to the input of the power supply 8.
Схема силовых цепей электровоза 1 предназначена для обеспечения питания тяговых двигателей электровоза в соответствии с заданным режимом работы.The circuit of the power circuits of the electric locomotive 1 is designed to provide power to the traction motors of the electric locomotive in accordance with a given operating mode.
Высоковольтный предохранитель 2 предназначен для защиты высоковольтных цепей электровоза от короткого замыкания в измерительных цепях.High-voltage fuse 2 is designed to protect high-voltage circuits of an electric locomotive from short circuits in measuring circuits.
Первый измерительный шунт 3 предназначен для формирования измерительного сигнала, пропорционального величине тока в цепи якоря тягового двигателя.The first measuring shunt 3 is designed to generate a measuring signal proportional to the current in the armature circuit of the traction motor.
Второй измерительный шунт 4 предназначен для формирования измерительного сигнала, пропорционального величине тока в цепи обмотки возбуждения тягового двигателя.The second measuring shunt 4 is designed to generate a measuring signal proportional to the magnitude of the current in the excitation winding circuit of the traction motor.
Первый измерительный преобразователь 5 предназначен для преобразования входного высоковольтного сигнала, равного величине напряжения в контактной сети и поступающего из схемы силовых цепей электровоза через высоковольтный предохранитель 2, в гальванически развязанный низковольтный выходной сигнал, величина которого пропорциональна величине входного сигнала.The first measuring transducer 5 is designed to convert the input high-voltage signal equal to the voltage in the contact network and coming from the circuit of the electric circuit of the electric locomotive through the high-voltage fuse 2, into a galvanically isolated low-voltage output signal, the magnitude of which is proportional to the magnitude of the input signal.
Второй измерительный преобразователь 6 предназначен для преобразования входного высоковольтного сигнала, поступающего от первого измерительного шунта 3, включенного в цепь якоря тягового электродвигателя, являющуюся частью схемы силовых цепей электровоза, в гальванически развязанный низковольтный выходной сигнал, величина которого пропорциональна величине входного сигнала, а направление тока в выходной цепи изменяется в соответствии с изменением направления тока во входной высоковольтной цепи.The second measuring transducer 6 is designed to convert the input high-voltage signal coming from the first measuring shunt 3, included in the traction motor armature circuit, which is part of the electric locomotive power circuits, into a galvanically isolated low-voltage output signal, the value of which is proportional to the value of the input signal, and the current direction is the output circuit changes in accordance with a change in the direction of the current in the input high-voltage circuit.
Третий измерительный преобразователь 7 предназначен для преобразования входного высоковольтного сигнала, поступающего от второго измерительного шунта 4, включенного в цепь обмотки возбуждения тягового электродвигателя, являющуюся частью схемы силовых цепей электровоза, в гальванически развязанный низковольтный выходной сигнал, величина которого пропорциональна величине входного сигнала.The third measuring transducer 7 is designed to convert the input high-voltage signal coming from the second measuring shunt 4, which is included in the excitation winding circuit of the traction motor, which is part of the power train circuit of the electric locomotive, into a galvanically isolated low-voltage output signal, the magnitude of which is proportional to the value of the input signal.
Блок питания 8 получает питание от схемы цепей управления электровоза 12 и формирует стабилизированное напряжение для питания измерительных преобразователей 5, 6, 7.The power supply unit 8 receives power from the control circuit of the electric locomotive 12 and generates a stabilized voltage to power the measuring transducers 5, 6, 7.
Киловольтметр 9 предназначен для измерения низковольтного сигнала, поступающего от первого измерительного преобразователя 5, и отображения его значения в виде положения стрелки относительно цифровой шкалы. При этом указанное значение цифровой шкалы является измеренным значением напряжения контактной сети.The kilovoltmeter 9 is designed to measure the low-voltage signal from the first measuring transducer 5, and display its value in the form of the position of the arrow relative to the digital scale. Moreover, the indicated value of the digital scale is the measured value of the voltage of the contact network.
Первый амперметр 10 предназначен для измерения низковольтного сигнала, поступающего от второго измерительного преобразователя 6, и отображения его значения в виде положения стрелки относительно цифровой шкалы. При этом указанное значение цифровой шкалы является измеренным значением тока якоря тягового электродвигателя.The first ammeter 10 is designed to measure the low-voltage signal from the second measuring transducer 6, and display its value in the form of the position of the arrow relative to the digital scale. Moreover, the indicated value of the digital scale is the measured value of the armature current of the traction motor.
Второй амперметр 11 предназначен для измерения низковольтного сигнала, поступающего от третьего измерительного преобразователя 7, и отображения его значения в виде положения стрелки относительно цифровой шкалы. При этом указанное значение цифровой шкалы является измеренным значением тока возбуждения тягового электродвигателя.The second ammeter 11 is designed to measure the low-voltage signal from the third measuring transducer 7, and display its value in the form of the position of the arrow relative to the digital scale. In this case, the indicated value of the digital scale is the measured value of the excitation current of the traction motor.
Схема цепей управления электровоза 12 является источником питания блока питания 8. При этом точка подключения к схеме цепей управления выбирается так, чтобы входное напряжение на блок питания 8 подавалось непосредственно перед поднятием токоприемника (т.е. перед подачей высокого напряжения на оборудование электровоза).The control circuit diagram of the electric locomotive 12 is the power source of the power supply 8. The connection point to the control circuit diagram is selected so that the input voltage to the power supply 8 is supplied immediately before raising the current collector (i.e., before applying high voltage to the equipment of the electric locomotive).
Заявляемая система реализует бесконтактный способ измерения, при котором применяются штатные измерительные шунты электровоза и гальванически развязанные измерительные преобразователи напряжения.The inventive system implements a non-contact measurement method in which standard measuring shunts of an electric locomotive and galvanically isolated voltage measuring transducers are used.
Система позволяет производить измерения для каждой секции электровоза одинаковым комплектом оборудования, в который входят: высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, первый, второй и третий измерительные преобразователи, блок питания, киловольтметр, первый и второй амперметры.The system allows measurements for each section of an electric locomotive with the same set of equipment, which includes: a high-voltage fuse, first and second measuring shunts, first, second and third measuring transducers, a power supply, a kilovoltmeter, first and second ammeters.
Заявляемая система работает следующим образом.The inventive system operates as follows.
Высоковольтный сигнал, равный величине напряжения в контактной сети, из схемы силовых цепей электровоза 1 через высоковольтный предохранитель 2 поступает на измерительный вход первого измерительного преобразователя 5. На выходе преобразователя 5 формируется низковольтный сигнал, уровень которого находится в линейной зависимости от уровня входного высоковольтного сигнала. С выхода измерительного преобразователя 5 низковольтный сигнал подается на киловольтметр 9, установленный на пульте в кабине машиниста. Показание стрелки киловольтметра 9 является измеренным значением напряжения контактной сети.A high-voltage signal equal to the voltage in the contact network from the power circuit of the electric locomotive 1 through a high-voltage fuse 2 is fed to the measuring input of the first measuring transducer 5. At the output of the transducer 5, a low-voltage signal is generated, the level of which is linearly dependent on the level of the input high-voltage signal. From the output of the measuring transducer 5, the low-voltage signal is supplied to a kilovoltmeter 9 mounted on a remote control in the driver's cab. The arrow reading of the kilovoltmeter 9 is the measured value of the voltage of the contact network.
На первом измерительном шунте 3, связанном со схемой силовых цепей электровоза 1, выделяется высоковольтный (относительно корпуса электровоза) сигнал, уровень которого линейно зависит от уровня тока в цепи якоря тягового двигателя, в которую включен указанный шунт. При этом полярность указанного высоковольтного сигнала определяется направлением тока в цепи якоря тягового двигателя. С выхода первого измерительного шунта 3 высоковольтный сигнал поступает на измерительный вход второго преобразователя 6. На выходе преобразователя 6 формируется низковольтный сигнал, уровень которого находится в линейной зависимости от уровня входного высоковольтного сигнала. С выхода измерительного преобразователя 6 низковольтный сигнал подается на первый амперметр 10, установленный на пульте в кабине машиниста. Показание стрелки амперметра 10 является измеренным значением тока якоря тягового электродвигателя.At the first measuring shunt 3, connected with the circuit diagram of the power circuits of the electric locomotive 1, a high-voltage signal (relative to the body of the electric locomotive) is allocated, the level of which linearly depends on the current level in the armature circuit of the traction motor, into which the specified shunt is included. The polarity of the indicated high-voltage signal is determined by the direction of the current in the armature circuit of the traction motor. From the output of the first measuring shunt 3, the high-voltage signal is fed to the measuring input of the second transducer 6. At the output of the transducer 6, a low-voltage signal is generated, the level of which is linearly dependent on the level of the input high-voltage signal. From the output of the measuring transducer 6, the low-voltage signal is supplied to the first ammeter 10 mounted on the remote control in the driver's cab. The reading of the arrow of ammeter 10 is the measured value of the armature current of the traction motor.
На втором измерительном шунте 4, связанном со схемой силовых цепей электровоза 1, выделяется высоковольтный (относительно корпуса электровоза) сигнал, уровень которого линейно зависит от уровня тока в цепи обмотки возбуждения тягового двигателя, в которую включен указанный шунт. С выхода второго измерительного шунта 4 высоковольтный сигнал поступает на измерительный вход третьего преобразователя 7. На выходе преобразователя 7 формируется низковольтный сигнал, уровень которого находится в линейной зависимости от уровня входного высоковольтного сигнала. С выхода измерительного преобразователя 7 низковольтный сигнал подается на второй амперметр 11, установленный на пульте в кабине машиниста. Показание стрелки амперметра 11 является измеренным значением тока возбуждения тягового электродвигателя.On the second measuring shunt 4, connected with the power circuit diagram of the electric locomotive 1, a high-voltage (relative to the electric locomotive case) signal is allocated, the level of which linearly depends on the current level in the excitation winding circuit of the traction motor, which includes the specified shunt. From the output of the second measuring shunt 4, the high-voltage signal is fed to the measuring input of the third transducer 7. At the output of the transducer 7, a low-voltage signal is generated, the level of which is linearly dependent on the level of the input high-voltage signal. From the output of the measuring transducer 7, the low-voltage signal is supplied to the second ammeter 11 mounted on the remote control in the driver's cab. The reading of the arrow of ammeter 11 is the measured value of the excitation current of the traction motor.
Выходные низковольтные сигналы всех измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих входных высоковольтных сигналов, что позволяет ограничить высоковольтные цепи входами измерительных преобразователей 2, 3, 4.The output low-voltage signals of all measuring transducers are galvanically isolated from the corresponding input high-voltage signals, which makes it possible to limit the high-voltage circuits to the inputs of the measuring transducers 2, 3, 4.
Элементы 1-4, 9-12 являются штатным оборудованием электровоза и используются в предложенной схеме измерений без какой-либо доработки.Elements 1-4, 9-12 are standard equipment of an electric locomotive and are used in the proposed measurement scheme without any modification.
Данный метод измерения характеризуется повышенной безопасностью и небольшой стоимостью измерительного оборудования.This measurement method is characterized by increased safety and low cost of measuring equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013129733/11A RU2537936C1 (en) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Safe voltage and current measurement system for high-voltage circuits of electric locomotive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013129733/11A RU2537936C1 (en) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Safe voltage and current measurement system for high-voltage circuits of electric locomotive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2537936C1 true RU2537936C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013129733/11A RU2537936C1 (en) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Safe voltage and current measurement system for high-voltage circuits of electric locomotive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537936C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU12257U1 (en) * | 1999-06-18 | 1999-12-16 | Барбанель Евгений Семенович | MULTI-CHANNEL DEVICE FOR MEASURING AND PROCESSING ELECTRICAL SIGNALS |
| US6281598B1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-08-28 | General Electric Company | Method and system for predicting incipient failure in a locomotive energy storage unit or energy storage unit cabling |
| RU2340905C1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Measuring current transformer for dc machine sparking indication devices |
| RU82637U1 (en) * | 2008-11-11 | 2009-05-10 | Нина Борисовна Никифорова | DEVICE FOR MEASURING AND ACCOUNTING ELECTRICITY DISTRIBUTION ON AC ELECTRIC CAR |
| RU97829U1 (en) * | 2010-05-05 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | UNIVERSAL ELECTRONIC METER FOR ACCOUNTING ELECTRIC ENERGY ON ELECTRIC MOBILE COMPOSITION OF DC AND AC |
-
2013
- 2013-06-28 RU RU2013129733/11A patent/RU2537936C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU12257U1 (en) * | 1999-06-18 | 1999-12-16 | Барбанель Евгений Семенович | MULTI-CHANNEL DEVICE FOR MEASURING AND PROCESSING ELECTRICAL SIGNALS |
| US6281598B1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-08-28 | General Electric Company | Method and system for predicting incipient failure in a locomotive energy storage unit or energy storage unit cabling |
| RU2340905C1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Measuring current transformer for dc machine sparking indication devices |
| RU82637U1 (en) * | 2008-11-11 | 2009-05-10 | Нина Борисовна Никифорова | DEVICE FOR MEASURING AND ACCOUNTING ELECTRICITY DISTRIBUTION ON AC ELECTRIC CAR |
| RU97829U1 (en) * | 2010-05-05 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | UNIVERSAL ELECTRONIC METER FOR ACCOUNTING ELECTRIC ENERGY ON ELECTRIC MOBILE COMPOSITION OF DC AND AC |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5073398B2 (en) | A device for measuring the electrical energy supplied to a railway towing unit by means of a high-voltage line. | |
| JP2015534050A (en) | Equipment for detecting and measuring insulation faults | |
| CO2022008274A2 (en) | Apparatus and method to identify a fault in windings of a distribution transformer | |
| RU2537936C1 (en) | Safe voltage and current measurement system for high-voltage circuits of electric locomotive | |
| RU133931U1 (en) | DIAGNOSTIC DEVICE FOR DC AND AC POWER Locomotives | |
| RU2411526C2 (en) | Method to control resistance of insulation of ramified dc circuits and device for its realisation | |
| KR20080054077A (en) | A pack volt sensing circuit using isolation amplifier for a hybrid electric vehicle and the sensing method thereof | |
| RU2377581C1 (en) | Method of measurement and monitoring of insulation resistance of unearthed power electrical ac networks under operation voltage and device for its implementation | |
| RU2466415C2 (en) | Method of measuring resistance of earthing device of direct current railway substation | |
| RU2175138C1 (en) | Method and device for measuring power circuit insulation resistance in live electrical equipment of vehicles | |
| RU150386U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
| RU2359279C2 (en) | Inspection method of insulation condition of console of overhead wire contact suspension relative to metal reinforcement of reinforced concrete support of overhead system | |
| JP5687311B2 (en) | Voltage measurement circuit | |
| RU2617731C2 (en) | Contactless control device of alternating current electrical units | |
| RU150385U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
| RU19327U1 (en) | DC ELECTRIC ENERGY METER FOR RAILWAY COMPOSITION OF RAILWAY TRANSPORT | |
| RU150176U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
| EP2374650A1 (en) | Device for measuring electric current and voltage on board of electric traction railroad vehicles | |
| RU2460080C1 (en) | Device to measure and monitor equivalent resistance of insulation of power dc electric circuits under working voltage insulated from ground | |
| CN211928012U (en) | Rail vehicle and current sampling circuit of storage battery thereof | |
| US1299252A (en) | Measuring device. | |
| JP3403847B2 (en) | Method and apparatus for measuring insulation resistance | |
| CN211043494U (en) | Differential current detection device for train power supply system | |
| RU150311U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
| US11867727B2 (en) | Device for measuring the electric power drawn by a railway vehicle from a high-voltage electric supply line |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210804 Effective date: 20210804 |