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有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置的制作方法

文檔序號:3971928閱讀:868來源:國知局
專利名稱:有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及漏電保護(hù)裝置,特別是一種有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置。
背景技術(shù)
目前有軌電車是礦山平巷運輸?shù)闹饕ぞ?,具有供電設(shè)備簡便運力大容易維護(hù)等優(yōu)點,所以被很多現(xiàn)代化礦井廣泛采用。因井下的條件限制,架空線高度一般在二米多,550伏的電壓,較小的空間距離。這就存在很多不安全隱患。比如礦工上下班在巷道行走或在大巷作業(yè),一不小心就會發(fā)生觸電身亡的惡性事故。再一個存在問題有的老礦運輸巷道長達(dá)幾千米或上萬米。多數(shù)接頭在陰暗潮濕環(huán)境中容易氧化變質(zhì)造成回路中的電阻增大。架空線落地的事情也不斷發(fā)生,當(dāng)遠(yuǎn)點有接地短路時,因電流達(dá)不到過流整定值而不跳閘,幾百安的漏電流不但損壞有關(guān)電氣設(shè)備,影響電車的正常運行。而漏電流有時會引起雷管的先期爆炸。車弓運行中碰撞風(fēng)管水管以及高壓鎧裝電纜,接地電流的弧光有時會燒壞高壓鎧裝電纜,造成大面積停電影響生產(chǎn)和礦井的安全。這就成了井下運輸線上一重大隱患難以解決的一大難題。為此,多年來有很多專家學(xué)者設(shè)想研發(fā)一種架空線漏電保護(hù)裝置,但經(jīng)過多年的努力至今也沒有研制出一個成功方案。
煤礦井下現(xiàn)在使用有多種漏電保護(hù)裝置,但都是使用在交流供電的設(shè)備上,多數(shù)采用變壓器中心點不接地加設(shè)三相零序電抗器,向三相回路中送直流作漏電檢測的方式或二相電流失衡法等。上述幾種漏電保護(hù)措施都較容易實現(xiàn),使用效果也都比較理想。但有軌電車架空線漏電保護(hù)就不能采用上述方法,因為電車的工作電流要經(jīng)道軌作為導(dǎo)線回到電源。礦工行走和作業(yè)要在道軌上活動接觸,人體的安全電流一般在50毫安以下,而幾臺電車同時運行的電流達(dá)到幾百安,用什么方法鑒定電車的工作電流與漏電流是一大難題,好比雨水落到江河里,再分雨水與河水,在理論上是不可能的。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種當(dāng)遠(yuǎn)點架空線絕緣降低或接地或人身觸電時,能有效檢測出并迅速切斷架空線工作電源的有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置。
本實用新型設(shè)計方案是有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置是由可控硅整流電源、工作電源、同步觸發(fā)電路、數(shù)字電解調(diào)解器、漏電脈沖檢測電路、漏電脈沖取樣電路組成;其中可控硅整流電源中的可控硅、與架空線、電車中的電機串連的阻向二極管、電機、鐵道軌串連組成電車工地供電回路;工作電源的輸出分別連接同步觸發(fā)電路、數(shù)字電解調(diào)解器、漏電脈沖檢測電路、漏電脈沖取樣電路;數(shù)字電解調(diào)解器輸出分別連接同步觸發(fā)電路和漏電脈沖取樣電路;漏電脈沖取樣電路連接鐵道軌、架空線和漏電脈沖檢測電路;漏電脈沖檢測電路輸出連接同步觸發(fā)電路;同步觸發(fā)電路輸出連接可控硅整流電源;可控硅整流電源輸出連接工作電源。
本實用新型在同一電車供電回路中輪流輸送兩種方向不同電流,一路是電機車工作電流,另一路是在電機車工作電流的開口時輸入與該工作電流方向相反的漏電檢測脈沖(正常時不導(dǎo)通,架空線漏電時導(dǎo)通,形成漏電檢測電流),只是二個電流的占空比不同,工作電流占空比可計算為Ax+Bx+Cx半波量,Ax50-10+Bx5O+Cx50=140(個半波),開口處Bx與Cx峰大約10毫秒,峰谷大約有3毫秒寬度,平均品寬為6.5毫秒。工作電流每秒的導(dǎo)通時間可計算為1000-10×6.5=935(毫秒),漏電檢測時間占空比可計算為10×6.5=65(毫秒),因而對電車正常運行沒有任何影響。正常時,因漏電檢測脈沖是在直流工作電壓開口時插入,此時可控硅整流電源的可控硅關(guān)閉,再加上電車中的阻向二極管的阻向,漏電檢測脈沖在電車供電回路中不導(dǎo)通,當(dāng)遠(yuǎn)點架空線絕緣降低或接地或人身觸電時,檢測脈沖通過人體或?qū)w導(dǎo)通,漏電脈沖取樣電路取得漏電檢測電流,漏電脈沖檢測電路將漏電脈沖取樣電路取得的樣量放大處理達(dá)到設(shè)定值時,向同步觸發(fā)電路發(fā)出保護(hù)指令,使同步觸發(fā)電路停止觸發(fā)可控硅整流電源,迅速切斷電車供電回路電源,架空線斷電。


圖1是本實用新型漏電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是可控硅整流電源與電車電機組成的電車供電回路示意圖。
圖3是圖1所示同步觸發(fā)電路電路圖。
圖4是圖1所示數(shù)字電解調(diào)解器電路圖。
圖5是圖1所示漏電脈沖檢測電路電路圖。
圖6是圖1所示漏電脈沖取樣電路電路圖。
圖7是圖1所示工作電源電路圖。
圖8是供電回路工作電流與漏電檢測脈沖波形圖具體實施方式
如圖1所示,本實用新型漏電保護(hù)裝置中F1是可控硅整流電源;F2為工作電源,為各部提供電源;F3是同步觸發(fā)電路,在F4控制下為F1提供設(shè)計脈沖;F4為數(shù)字電解調(diào)解器,對AT同步信號經(jīng)數(shù)字處理后給F3、F6提供2種不同的脈沖;F5是漏電脈沖檢測電路,將F6送來的漏電脈沖放大處理達(dá)到設(shè)定值時向F3發(fā)出保護(hù)指令,快速切斷主電源;F6是漏電脈沖取樣電路,主功能是將F4送來的檢測脈沖放大后輸入到主回路上,并取出漏電脈沖的樣量提供給F5作漏電參考。
如圖2所示,當(dāng)?shù)乜諝忾_關(guān)K1合上后三相交流電分別通過可控硅整流電源F1的可控硅Kp1、Kp2、Kp3,可控硅Kp1、Kp2、Kp3在同步觸發(fā)電路F3觸發(fā)下輸出帶有開口的直流電壓,正級經(jīng)過主回路架空線KX、電車中的阻向二極管FD1及電機MD,由鐵道軌DX回到可控硅整流電源F1的負(fù)極電源,組成電車供電回路,工作電流走向在圖1中用I1箭頭標(biāo)出。P1電流指示、P2為電壓指示,D1、R構(gòu)成空載維持負(fù)載,保證在空載時電壓指示的準(zhǔn)確性。r1是電車的調(diào)速電阻,F(xiàn)D2是續(xù)流管,主作用是吸收電機線圈產(chǎn)生的反電勢消除對檢測電路的影響,引起誤動作。
如圖4、圖3、圖6、圖8所示,AXT、A相同步電經(jīng)R67、D30進(jìn)入IC5、IC6數(shù)字電解調(diào)解成每秒10個脈沖,經(jīng)BG11、BG12、BG13放大倒相后送入IC7對脈沖進(jìn)行整形、相位調(diào)整,經(jīng)BG8輸出寬為10毫秒、間隔90毫秒負(fù)脈沖,去控制同步觸發(fā)電路F3中的IC3,按設(shè)計關(guān)閉BG5的輸出脈沖。另一路有BC10輸出一個倒相正脈沖作為開門脈沖去控制IC8作到每隔98.2毫秒釋放輸出一個1.8毫秒的檢測脈沖,經(jīng)BG7放大后有推動變壓器B6,送到漏電脈沖取樣電路F6中的BG21經(jīng)R105把與工作電流相反的檢測脈沖輸入架空線KX,正向電流經(jīng)BG20穩(wěn)壓后通過R106、W10輸入到地線鐵軌道DX上,這時可控硅整流電源F1中的三只可控硅KP1、KP2、KP3處于截止?fàn)顟B(tài),P2內(nèi)阻大沒什么影響,D1、阻向二極管FD1有阻向作用也不能導(dǎo)通,明顯的檢測電流只能通過網(wǎng)絡(luò)絕緣的降低,漏電處、接地點或者人體觸電等途徑出現(xiàn),這項措施有效區(qū)分了工作運行電流和檢測電流狀態(tài)。圖8中,上部為工作電流波形,下部為漏電檢測脈沖波形,漏電檢測脈沖自工作電流開口處插入。
如圖1、圖3、圖5、圖6所示,當(dāng)出現(xiàn)架空線KX絕緣降低或接地、人身觸電時,漏電脈沖通過漏電脈沖取樣電路F6、架空線KX、人體或?qū)w、鐵道軌DX組成的回路而導(dǎo)通,電流走向在圖1中用I2箭頭標(biāo)出。檢測電流會在wlo可調(diào)電位器形成一個漏電流在,電壓降經(jīng)中心頭取樣調(diào)整后送漏電脈沖檢測電路F5進(jìn)行鑒別。漏電脈沖檢測電路F5中W8電位器分壓后經(jīng)R76抗干擾門限二級管WY2經(jīng)R77,由BG15對漏電脈沖進(jìn)步放大展寬倒相經(jīng)D40、R2送IC9的3腳,經(jīng)IC9運算后由8腳輸出高電位使BG16導(dǎo)通,由BG18輸出一個低電位去同步觸發(fā)電路F3的LB,關(guān)閉BG3、BG4、BG5,可控硅整流電源F1中KP1、KP2、KP3三支可控硅因沒有觸發(fā)脈沖而關(guān)閉停止輸出電流,從而達(dá)到漏電保護(hù)的目的,同時BG19截止,如圖1、圖7所示,繼電器JD、A1A2斷開,使工作電源F2中的JZ1釋放,斷開架空線KX線路中JZ1接點徹底斷開供電線路,給漏電保護(hù)增加雙重保護(hù),采用可控硅斷開電時間快,直流接觸器安全可靠的優(yōu)點相結(jié)合的方法做到準(zhǔn)確、快速、安全、可靠的保護(hù)要求。
權(quán)利要求1.一種有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置,其特征在于由可控硅整流電源(F1)、工作電源(F2)、同步觸發(fā)電路(F3)、數(shù)字電解調(diào)解器(F4)、漏電脈沖檢測電路(F5)、漏電脈沖取樣電路(F6)組成;其中可控硅整流電源(F1)中的可控硅(KP)、與架空線(KX)、電車中的電機(MD)串連的阻向二極管(FD1)、電機(MD)、鐵道軌(DX)串連組成電車工地供電回路;工作電源(F2)的輸出分別連接同步觸發(fā)電路(F3)、數(shù)字電解調(diào)解器(F4)、漏電脈沖檢測電路(F5)、漏電脈沖取樣電路(F6);數(shù)字電解調(diào)解器(F4)輸出分別連接同步觸發(fā)電路(F3)和漏電脈沖取樣電路(F6);漏電脈沖取樣電路(F6)連接鐵道軌(DX)、架空線(KX)和漏電脈沖檢測電路(F5);漏電脈沖檢測電路(F5)輸出連接同步觸發(fā)電路(F3);同步觸發(fā)電路(F3)輸出連接可控硅整流電源(F1);可控硅整流電源(F1)輸出連接工作電源(F2)。
專利摘要本實用新型公開了一種有軌電車架空線漏電保護(hù)裝置,該裝置主要有可控硅整流電源(F1)、數(shù)字電解調(diào)解器(F4)、同步觸發(fā)電路(F3)、漏電脈沖檢測電路(F5)、漏電脈沖取樣電路(F6)組成。本實用新型在正常時,因漏電檢測脈沖是在直流工作電壓開口時插入,此時可控硅整流電源的可控硅關(guān)閉,漏電檢測脈沖在電車供電回路中不導(dǎo)通,當(dāng)遠(yuǎn)點架空線絕緣降低或接地或人身觸電時,檢測脈沖通過人體或?qū)w導(dǎo)通,漏電脈沖檢測達(dá)到檢測電流設(shè)定值時,向同步觸發(fā)電路發(fā)出保護(hù)指令,使同步觸發(fā)電路停止觸發(fā)可控硅整流電源,迅速切斷電車供電回路電源,架空線斷電。
文檔編號B60M1/02GK2808639SQ20052002392
公開日2006年8月23日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者王順錄, 李鳳錦, 侯德寶, 王荃, 賈計賓 申請人:王順錄, 李鳳錦, 侯德寶, 王荃, 賈計賓
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