專利名稱：機(jī)車控制回路的接地檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)車控制回路的接地監(jiān)測(cè)電路。
背景技術(shù)：
機(jī)車110V直流電源是機(jī)車控制單元、信號(hào)通訊系統(tǒng)、繼電器保 護(hù)回路及其他自動(dòng)裝置的工作電源。由于機(jī)車運(yùn)行環(huán)境惡劣，110V
電氣設(shè)備或?qū)Ь€的絕緣損壞常常會(huì)造成電路的接地故障，雖然單點(diǎn)接 地故障對(duì)機(jī)車的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響，但是若出現(xiàn)兩處或兩處以上的多 點(diǎn)接地故障時(shí)，電路可能會(huì)產(chǎn)生短路而燒損設(shè)備和導(dǎo)線，從而嚴(yán)重影 響機(jī)車正常運(yùn)行的安全性和可靠性。因此對(duì)機(jī)車直流絕緣監(jiān)測(cè)方法的 研究顯得十分重要。
目前，在機(jī)車上應(yīng)用的控制回路接地保護(hù)方法主要有兩種
l.直流機(jī)車上的控制回路接地保護(hù)方法
直流機(jī)車控制回路接地保護(hù)原理如圖1所示，L+和L-為控制回 路的正負(fù)極，RL為控制回路的負(fù)載電阻，Q為接地自動(dòng)開關(guān)，R為接 地限流電阻，K為接地繼電器，控制回路L-極通過(guò)Q、 R和K的并 聯(lián)電路接地。當(dāng)L+極接地時(shí)，控制回路正負(fù)極通過(guò)Q短路，因Q的 動(dòng)作電流值很小，所以自動(dòng)開關(guān)Q立即動(dòng)作斷開，控制回路電源直 接作用在Rl、 R和K上，K吸和動(dòng)作，并連鎖輸出接地故障信號(hào)到 機(jī)車控制系統(tǒng)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。R限制短路電流，維持機(jī)車帶故障運(yùn) 行。目前這種接地保護(hù)方式在SS4改、SS4B等直流機(jī)車上廣泛應(yīng)用。
這種方法簡(jiǎn)單，不需要太多的元器件，但這種方法存在明顯的缺陷如果L-負(fù)極上某點(diǎn)也發(fā)生了接地，這種接地保護(hù)方式失效，L+ 和L-直接短路，導(dǎo)致機(jī)車直流控制系統(tǒng)無(wú)法工作，嚴(yán)重者可能燒損 控制回路上的電氣設(shè)備。
2.電橋法
用電橋法檢測(cè)機(jī)車控制回路接地故障的原理是用直流正負(fù)極對(duì)地絕緣電阻和任意設(shè)置的兩個(gè)電阻組成電橋，其中絕緣電阻是衡量介 質(zhì)絕緣性能好壞的物理量，用于此處，即指正負(fù)極對(duì)地的絕緣程度， 它在數(shù)值上等于介質(zhì)所具有的電阻值。系統(tǒng)正常時(shí)，電橋平衡。當(dāng)控 制回路某一點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，電橋失去平衡，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。目前中華 之星、奧星、哈車和藍(lán)箭等機(jī)車上應(yīng)用了這種接地保護(hù)方法。
這種方法簡(jiǎn)單，但存在明顯的缺陷
① 當(dāng)正負(fù)極絕緣電阻均等下降或數(shù)值接近時(shí)，即使己經(jīng)超過(guò)報(bào) 警極限，這種方法無(wú)法檢測(cè)出接地故障；
② 當(dāng)正負(fù)極對(duì)地絕緣電阻數(shù)值都在正常范圍內(nèi)，但相差很大時(shí)， 這種方法會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型旨在提供一種基于不 平衡電橋法的機(jī)車控制回路接地檢測(cè)電路，能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)直流電 源系統(tǒng)正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻，消除接地故障給機(jī)車運(yùn)行帶來(lái)的安 全隱患。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是， 一種機(jī)車控制回路接地檢測(cè)電路，包括正母線、負(fù)母線、負(fù)載電阻及正、負(fù)母線對(duì) 地的絕緣電阻，所述正、負(fù)母線與地之間均連接有兩條檢測(cè)支路，一 條由己知電阻構(gòu)成，另一條由已知電阻和切換開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成。
綜上所述，本實(shí)用新型提供機(jī)車控制回路接地檢測(cè)電路通過(guò)檢測(cè) 正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻大小判定機(jī)車控制回路存在的接地故障，克 服了傳統(tǒng)方法的不足，對(duì)接地故障預(yù)先報(bào)警，消除接地故障給機(jī)車正 常運(yùn)行帶來(lái)的安全隱患，提高機(jī)車的正常使用效率。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述


圖1是現(xiàn)有直流機(jī)車控制回路接地保護(hù)電路原理圖2是本實(shí)用新型所述接地檢測(cè)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D2， L+和L-為機(jī)車控制回路的正負(fù)母線，┴為接地端子， RP和RN分別為待測(cè)的正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻，RC1、 RC2、 RC3 和RC4為測(cè)量用的已知阻值的精密電阻，RC5為負(fù)載，S1和S2為切換開關(guān)。
設(shè)控制回路的電網(wǎng)電壓為U， RP//RC3為Rcp， RN//RC4為Rcn ("http://"表示兩電阻并聯(lián))，Rcp、 Rcn對(duì)地電壓分別為Ucp、 Ucn。其中Ucp和Ucn的大小可以分別通過(guò)采集Rc3和Rc4兩端的電壓得之。 當(dāng)
開關(guān)S1， S2全部斷開時(shí)，測(cè)量RC3和RC4兩端電壓為UcpO 和UcnO，由圖可知，所測(cè)的UcpO和UcnO分別為此時(shí)正負(fù)母線與地 之間的電壓，由此可得
Ucp0/Rcp= Ucn0/Rcn (1)
當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開時(shí)，則在正母線與地之間加入了一個(gè)標(biāo) 準(zhǔn)電阻RC1，測(cè)量此時(shí)RC3和RC4兩端的電壓，得到正負(fù)母線與地 之間的電壓分別為Ucpl和Ucnl，由此可得
Ucp1/Rcp+Ucp1/Rc1=Ucn1/Rcn (2)
由(1)和(2)式聯(lián)合可以得到
Rcp=RC1(Ucp0 Ucn1/Ucp1 Ucn0-1)
Rcn=RC1〔(Ucp0 Ucn1-Ucp0 Unc1)/Ucp0 Ucp1〕
由上兩式計(jì)算出Rcp和Rcn的值，由于RC3和RC4的電阻值已 知，因此可以通過(guò)電阻并聯(lián)原理計(jì)算得到控制回路正負(fù)母線對(duì)地的絕 緣電阻Rp和Rn。
當(dāng)計(jì)算所得的Rp值小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)判定機(jī)車控制回路正極 存在接地故障；
當(dāng)計(jì)算所得的Rn值小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)判定機(jī)車控制回路負(fù)極 存在接地故障。
由原理圖可知，在下面兩種情況中，也可以通過(guò)上述推斷方法得 到控制回路正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻
① Sl和S2全部斷開；Sl斷開和S2閉合；
② Sl閉合和S2斷開；Sl斷開和S2閉合。
進(jìn)一步的，基于上述監(jiān)測(cè)電路，還可以進(jìn)行斷線判斷，其步驟為 設(shè)定圖中負(fù)載RC5上采集的電壓是U1 (電網(wǎng)電壓)；RC4上采集的電壓是U2。將U1和U2進(jìn)行比較
① 如果Ul為0，則首先判斷L-斷開；
② 當(dāng)U1X)V時(shí)，正常情況下，由圖可知，U1肯定大于U2;如 果L+斷開，RC4相當(dāng)于和RC3、 RC5串聯(lián)電路并聯(lián)，將出現(xiàn)U2>U1， 所以當(dāng)U2>U1>0V時(shí)，可判斷L+斷開；
③ 當(dāng)U1X)V時(shí)，正常情況下，S1閉合S2斷開；S1斷開S2閉 合，這兩種情況下由于阻值的變化導(dǎo)致U2的兩次檢測(cè)電壓不同，但 當(dāng)+斷開時(shí)，則會(huì)造成U2在兩種阻值不同的情況下電壓相同，所以 當(dāng)U2的兩次檢測(cè)電壓不同時(shí)，則判斷+斷開。
權(quán)利要求1、一種機(jī)車控制回路接地檢測(cè)電路，包括正母線、負(fù)母線、負(fù)載電阻及正、負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻，其特征是，所述正、負(fù)母線與地之間均連接有兩條檢測(cè)支路，一條由已知電阻構(gòu)成；另一條由已知電阻和切換開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)車控制回路接地檢測(cè)電路，包括正母線、負(fù)母線、負(fù)載電阻及正、負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻，所述正、負(fù)母線與地之間均連接有兩條檢測(cè)支路，一條由已知電阻構(gòu)成，另一條由已知電阻和切換開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成。本實(shí)用新型通過(guò)檢測(cè)正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻大小判定機(jī)車控制回路存在的接地故障，克服了傳統(tǒng)方法的不足，對(duì)接地故障預(yù)先報(bào)警，消除接地故障給機(jī)車正常運(yùn)行帶來(lái)的安全隱患，提高機(jī)車的正常使用效率。
文檔編號(hào)G01R31/08GK201181321SQ20082005290
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者毛業(yè)軍, 陳愛軍 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車有限公司