有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漏電保護(hù)裝置領(lǐng)域，具體涉及有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常見的漏電保護(hù)器，為電流動作型觸/漏電保護(hù)器，又稱差分電流動作保護(hù)器或接地故障保護(hù)器等，主要用于交流電網(wǎng)的漏電保護(hù)，其工作原理如圖3所示，單相電源的火線L和零線N時穿過磁環(huán)，且零線N接地，E為磁環(huán)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，Zx為火線L漏電阻，未漏電時電流從火線L穿過磁環(huán)進(jìn)入負(fù)載，再經(jīng)零線N反向穿過磁環(huán)后回流到電源端，流經(jīng)磁環(huán)的電流代數(shù)和為零，磁環(huán)線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；當(dāng)火線L對地漏電時，漏電流通過大地回流到電源端，而不經(jīng)過磁環(huán)，這樣流經(jīng)磁環(huán)的電流代數(shù)和不為零，磁環(huán)線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E，由E可計算出線路的漏電流值，進(jìn)而計算出線路的對地漏電阻Zx，該方法易于實現(xiàn)，測量速度快，但是要求電源線路中必須有一端接地，如果火線L、零線N都不接地，就無法形成有效的漏流回路，進(jìn)而無法測量電源的漏電流，因此，浮空制的不接地電源系統(tǒng)不能用上述方法測量漏電流。
[0003]有軌電車的每組列車由3至6節(jié)車廂組成，每節(jié)車廂都有對地最小漏電要求；有軌電車使用的電源為750V直流電源，是一種浮空制的不接地電源，由于現(xiàn)場情況復(fù)雜，車廂漏電情況時有發(fā)生，因此要求所使用的750V直流電源具有漏電保護(hù)功能，避免在有軌電車運行過程中因漏電造成的設(shè)備損壞或人身傷害，常見的漏電保護(hù)器無法對直流電源實現(xiàn)該功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，可以解決現(xiàn)有漏電保護(hù)器要求電源線路一端接地，無法對直流電源實現(xiàn)漏電保護(hù)功能，無法對采用750V直流電源的有軌電車的乘客及設(shè)備提供安全保障。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，包括通過隔離變壓器Tl和單向?qū)ňчl管組成的全橋整流濾波電路Dl從交流電源轉(zhuǎn)換得到的直流電源，所述直流電源為負(fù)載供電，還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器Kl、控制器和顯示器，所述中性點接地漏電檢測電路的輸入端經(jīng)斷路器Kl連接直流電源，輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路Dl、斷路器Kl以及顯示器。
[0006]所述中性點接地漏電檢測電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2組成，所述電阻Rl和電阻R2經(jīng)斷路器Kl串聯(lián)于直流電源正、負(fù)極之間，所述電阻R3 —端連接于電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端接地；所述電壓傳感器Ul的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負(fù)極接地，輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADl連接控制器；所述電壓傳感器U2的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負(fù)極連接直流電源負(fù)極，輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD2連接控制器。
[0007]所述斷路器Kl為線圈端子連接控制器輸出端的繼電器，電阻Rl經(jīng)繼電器的常開觸點Kl-1連接直流電源正極，電阻R2經(jīng)繼電器的常開觸點K1-2連接直流電源負(fù)極。
[0008]所述控制器為PLC可編程邏輯控制器。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
一、中性點接地漏電檢測電路能夠準(zhǔn)確及時的檢測供電系統(tǒng)的漏電情況，控制器切斷直流電源，避免在有軌電車運行過程中因漏電造成的設(shè)備損壞或人身傷害；
二、并根據(jù)需要設(shè)定電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值，可以限制系統(tǒng)的最大漏電值，從而進(jìn)一步提高安全性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的原理圖。
[0012]圖3為現(xiàn)有漏電保護(hù)器的原理圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示的有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，包括通過隔離變壓器Tl和單向?qū)ňчl管組成的全橋整流濾波電路Dl從交流電源轉(zhuǎn)換得到的直流電源，所述直流電源為負(fù)載供電，還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器K1、作為控制器的PLC可編程邏輯控制器和顯示器，所述斷路器Kl為線圈端子連接PLC可編程邏輯控制器輸出端的繼電器，所述中性點接地漏電檢測電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2組成，所述電阻Rl和電阻R2串聯(lián)于直流電源正、負(fù)極之間，電阻Rl經(jīng)繼電器的常開觸點Kl-1連接直流電源正極，電阻R2經(jīng)繼電器的常開觸點K1-2連接直流電源負(fù)極，所述電阻R3—端連接于電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端接地；所述電壓傳感器Ul的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負(fù)極接地，輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADl連接PLC可編程邏輯控制器；所述電壓傳感器U2的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負(fù)極連接直流電源負(fù)極，輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD2連接PLC可編程邏輯控制器，所述PLC可編程邏輯控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路D1、斷路器Kl以及顯示器。
[0014]中性點接地漏電檢測電路的原理如圖2所示，根據(jù)戴維南定理可以得以下方程式:
U1=IfR1+(IJI1RR2(I)
IfR1=WR3(2)
解上述方程組可得漏電流Ix:
Ix= (U1^R1-U2^R1-U=I=R2) / (R1*R2+R2*R3+R1*R3) (3)
為簡化計算，工程實際使用中，令R1=R2=R,可得:
Ix=(U「2U2)/(R+2R3)(4)
如果上式中的Ix為正值，表示正極對地漏電值；如果Ix為負(fù)值，表示負(fù)極對地漏電值。
[0015]通過公式(4)，結(jié)合圖2可知:
U1IU2ISU1(5)
合理的配置公式(4)的分母，即電阻R、電阻R3的阻值，可以限制系統(tǒng)的最大漏電流，避免系統(tǒng)漏電造成的危害。
[0016]結(jié)合公式(4)和公式(5)，可得系統(tǒng)最大的漏電值Ix max:
Ix Mx=U1/(R+2R3)(6)
在直流電源的應(yīng)用中，發(fā)生觸電事故導(dǎo)致人體心室顫動的直流電流約為300mA (或可稱為直流擺脫電流閥值)，所以系統(tǒng)設(shè)計最大漏電值小于300mA，根據(jù)公式(6)可得:
750/ (R+2R3) < 0.3 (即 R+2R3 > 2500 Ω ) (7)
選取R(即電阻R1、電阻R2)為800 Ω，R3為1000 Ω，并代入公式⑷可得系統(tǒng)的漏電計算公式:
Ix= (U「2U2) / (R+2R3) = (U「2U2) /2800(8)
PLC可編程邏輯控制器根據(jù)電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2檢測到的電壓值Ul、電壓值U2，計算獲得Ix，從而判斷是否存在漏電，當(dāng)漏電時通過全橋整流濾波電路Dl切斷直流電源，同時根據(jù)Ix的正、負(fù)值判斷漏電線路，并在顯示器上發(fā)出報警。
【主權(quán)項】
1.有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，包括通過隔離變壓器Tl和單向?qū)ňчl管組成的全橋整流濾波電路Dl從交流電源轉(zhuǎn)換得到的直流電源，所述直流電源為負(fù)載供電，其特征在于:還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器K1、控制器和顯示器，所述中性點接地漏電檢測電路的輸入端經(jīng)斷路器Kl連接直流電源，輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路D1、斷路器Kl以及顯示器。2.如權(quán)利要求1所述的有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，其特征在于:所述中性點接地漏電檢測電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2組成，所述電阻Rl和電阻R2經(jīng)斷路器Kl串聯(lián)于直流電源正、負(fù)極之間，所述電阻R3 —端連接于電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端接地；所述電壓傳感器Ul的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負(fù)極接地，輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADl連接控制器；所述電壓傳感器U2的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負(fù)極連接直流電源負(fù)極，輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD2連接控制器。3.如權(quán)利要求2所述的有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，其特征在于:所述斷路器Kl為線圈端子連接控制器輸出端的繼電器，電阻Rl經(jīng)繼電器的常開觸點Kl-1連接直流電源正極，電阻R2經(jīng)繼電器的常開觸點K1-2連接直流電源負(fù)極。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，其特征在于:所述控制器為PLC可編程邏輯控制器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有軌電車直流電源的漏電保護(hù)裝置，包括通過隔離變壓器T1和單向?qū)ňчl管組成的全橋整流濾波電路D1從交流電源轉(zhuǎn)換得到的直流電源，所述直流電源為負(fù)載供電，還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器K1、控制器和顯示器，所述中性點接地漏電檢測電路的輸入端經(jīng)斷路器K1連接直流電源，輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路D1、斷路器K1以及顯示器。本發(fā)明的中性點接地漏電檢測電路能夠準(zhǔn)確及時的檢測供電系統(tǒng)的漏電情況，控制器切斷直流電源，避免在有軌電車運行過程中因漏電造成的設(shè)備損壞或人身傷害；并根據(jù)需要設(shè)定參數(shù)，限制系統(tǒng)的最大漏電值，從而進(jìn)一步提高安全性。
【IPC分類】H02H7/125
【公開號】CN104917154
【申請?zhí)枴緾N201410091517
【發(fā)明人】唐金成
【申請人】江蘇中輛科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月13日