專利名稱：和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及和諧型電力機車高壓電壓互感器領域，具體涉及一種和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀。
背景技術：
近年來，新型和諧型電力機車由于具有輸出功率大、自動化程度高、故障率低等優點，在我國鐵路運輸部門運輸逐步取代傳統的內燃機車和韶山型電力機車地位，成為鐵路主干線運輸的主力機車。和諧型機車經過近幾年的大規模運用，也逐步暴露出一些設計、工藝和制造上的一些質量問題。這些問題會造成高壓互感器自身絕緣降低、內部繞組短路等故障，產生高壓互感器爬電、炸裂等現象，引起供電所跳閘，斷網事故頻繁發生，不僅嚴重破壞正常的行車秩序，而且會危及行車安全。例如，2011年南昌鐵路局和諧型機車發生多起高壓電壓互感器故障，造成機車及弓網事故，嚴重影響行車安全。機車上高壓電壓互感器主要用于對機車供電電網電壓進行監測。監測常用的結構有兩種，一種是油浸式高壓電壓互感器；另一種是干式高壓電壓互感器。和諧型機車所用的監測裝置結構是后者。從高壓電壓互感器損壞現象看，和諧機車監測裝置出現的故障主要有兩種情況，一種是 硅橡膠絕緣子爬電閃烙擊穿；另一種是高壓電壓互感器原邊線圈短路燒損。硅橡膠絕緣子爬電閃烙擊穿的主要原因如下:(1)由于電網電壓波動，瞬間峰值過大；
(2)硅橡膠絕緣子表面污損；(3)設計制造缺陷。高壓電壓互感器原邊線圈短路燒損的主要原因如下:⑴電網電壓波動，瞬間峰值過大；⑵同一區間內，多種機車運行，電網供電品質劣化，高頻諧波分量大；⑶設計制造缺陷。對于第一種故障，廠家通過改進設計制造水平，提高爬電距離和性能，用戶經常清洗絕緣子表面油污、灰塵等，收到了一定的效果。對于第二種故障，由于各型機車高壓互感器因廠家、采用的工藝及絕緣介質等的不同，其絕緣、耐壓性能都不盡相同，因此如何判斷高壓互感器工作狀態是否正常成為確保安全、預防事故的重要課題。鐵路部門因此開展過專項的技術討論及故障預防措施，防止事故的產生。而目前國內外還沒有對高壓互感器故障產生機理及預警系統進行全面研究。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是:提供一種和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，對和諧型電力機車高壓互感器中的故障隱患進行監測。本實用新型為解決上述技術問題所采取的技術方案為:和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，其特征在于:它包括信號采集模塊、中央處理模塊、狀態顯示模塊和報警輸出模塊；其中信號采集模塊的輸出端與中央處理模塊的輸入端連接，狀態顯示模塊和報警輸出模塊分別與中央處理模塊的輸出端連接；所述的信號采集模塊包括:用于檢測互感器原邊電流的跟蹤型電流傳感器、用于檢測副邊電壓的跟蹤型電壓傳感器、用于檢測溫度信號的溫度傳感器、以及用于將傳感器檢測到的模擬信號轉換為中央處理模塊能夠識別的數字信號的模數轉換模塊。按上述方案，所述的跟蹤型電流傳感器選用穿心式電流傳感器，且直接套在機車電壓互感器原邊接地端銅線上。按上述方案，所述的跟蹤型電壓傳感器并聯在電壓互感器副邊。按上述方案，它還包括串聯在降弓回路中的執行部件，執行部件的控制端與中央處理模塊的輸出端連接。按上述方案，所述的執行部件為繼電器，繼電器的常閉觸點串聯在降弓回路中，繼電器的控制線圈與中央處理模塊的輸出端連接。高壓電壓互感器故障的過程是原邊線圈工作狀態逐漸惡化的過程，直到損壞高壓電壓互感器及輸電線路。如果我們能在高壓電壓互感器工作狀態逐漸惡化的期間，設計出一套能檢測到這種惡化趨勢的監視系統，并發出報警信號，就可以避免機車因此而導致的事故發生。本實用新型正是基于此故障產生的機理，對故障產生的過程進行實時監控，并根據網壓變化及互感器運行狀態，運用合理的故障判定算法，判定高壓互感器的工作狀態。當檢測到互感器運行狀態異常時，監控裝置的中央處理模塊就將異常信號輸送至機車控制電路。機車控制電路控制監控裝置完成跳主斷及降弓等一系列保護動作，從而避免了因高壓互感器自身絕緣降低、內部繞組短路等而造成高壓互感器爬電、炸裂情況的發生。本實用新型的有益效果為:1、通過采用本實用新型結構，提高了檢測和諧型電力機車高壓互感器的原邊電流信號、副邊電壓信號的精度，增強了是否存在故障隱患的判斷能力，能有效的做出故障報警，為準備處理故障爭取寶貴時間，大大提高了鐵路運輸的安全性。2、采用計算機自動化控制技術處理檢測數據，并實時監測給出高壓互感器的運行狀態，在合理分析故 障隱患的同時，還可實現人性化的語音提示報警保護。3、當故障嚴重時，還可通過增加的執行部件自動控制降弓風缸放風，實現快速降弓，提高系統安全性。
圖1為本實用新型實施例的結構框圖。圖2為信號采集模塊框圖。圖3為傳感器在機車中的安裝位置示意圖。 圖中:I一跟蹤型電流傳感器，2—數字溫度傳感器，3—跟蹤型電壓傳感器，4一高壓電壓互感器原邊，5—第一接線端子，6—高壓電壓互感器，7—第二接線端子，8—高壓電壓互感器副邊。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實例對本實用新型作進一步的描述。如圖1所示，和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀包括信號采集模塊、中央處理模塊(本實施例中為微處理器)、狀態顯示模塊(本實施例中為一個顯示屏尺寸為4寸的液晶顯示屏，主要顯示高壓互感器的運行時的狀態和溫度值)和報警輸出模塊；其中信號采集模塊的輸出端與中央處理模塊的輸入端連接，狀態顯示模塊和報警輸出模塊分別與中央處理模塊的輸出端連接；所述的信號采集模塊包括:用于檢測原邊電流的跟蹤型電流傳感器、用于檢測副邊電壓的跟蹤型電壓傳感器、用于檢測溫度信號的溫度傳感器、以及用于將傳感器檢測到的模擬信號轉換為中央處理模塊能夠識別的數字信號的模數轉換模塊。在本實施例中，跟蹤型電流傳感器選用穿心式電流傳感器，且直接套在機車電壓互感器原邊接地端銅線上；跟蹤型電壓傳感器并聯在電壓互感器副邊。可選的，為了提高安全性能，本監測儀還包括串聯在降弓回路中的執行部件，執行部件的控制端與中央處理模塊的輸出端連接。本實施例中執行部件為繼電器，繼電器的常閉觸點串聯在降弓回路中，繼電器的控制線圈與中央處理模塊的輸出端連接。本實施例中，供電電源取自機車直流110伏特蓄電池電源，經電源模塊后降壓成檢測系統各部分所需電壓；模數轉換器轉換后的數字信號傳送至中央微處理器，微處理器根據輸入信號變化，運用編寫好的故障判定算法，判斷輸入信號是否存在異常。若時異常信號，則輸出控制信號到報警輸出模塊。報警輸出模塊完成報警，當信號嚴重異常時，微處理器通過控制串接在降弓回路中的繼電器常閉接點，自動控制降弓風缸放風，實現快速降弓；若不是異常信號，就輸出控制信號到顯示模塊。如圖2所示，高壓電壓互感器的原邊電流經過跟蹤型電流傳感器測量，并以0 — 20毫安的電信號送至模數轉換模塊；副邊電流經過跟蹤型電壓傳感器測量，也以0 — 20毫安的電信號送至模數轉換模塊；高壓電壓互感器的溫度經過數字溫度傳感器測量，以數字代碼形式送至微處理器(CPU)。如圖3所示，將跟蹤型電壓傳感器3直接套在機車電壓互感器副邊8接地端銅軟線上，檢測高壓電壓互感器6的副邊電壓。副邊電壓取自副邊150伏特電壓輸出端子，通過電纜和第二接線端子7與模數轉換模塊連接；跟蹤型電流傳感器I串聯在電壓互感器原邊4，檢測高壓電壓互感器6的原邊電流，其輸出信號通過電纜和第一接線端子5送至模數轉換模塊，轉換成數字信號后送入 微處理器；數字溫度傳感器2采集到的高壓電壓互感器6的溫度信號直接是數字信號，無需轉換直接輸入到微處理器。
權利要求1.和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，其特征在于:它包括信號采集模塊、中央處理模塊、狀態顯示模塊和報警輸出模塊；其中信號采集模塊的輸出端與中央處理模塊的輸入端連接，狀態顯示模塊和報警輸出模塊分別與中央處理模塊的輸出端連接； 所述的信號采集模塊包括:用于檢測互感器原邊電流的跟蹤型電流傳感器、用于檢測副邊電壓的跟蹤型電壓傳感器、用于檢測溫度信號的溫度傳感器、以及用于將傳感器檢測到的模擬信號轉換為中央處理模塊能夠識別的數字信號的模數轉換模塊。
2.根據權利要求1所述的和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，其特征在于:所述的跟蹤型電流傳感器選用穿心式電壓傳感器，且直接套在機車電壓互感器原邊接地端銅線上。
3.根據權利要求1所述的和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，其特征在于:所述的跟蹤型電壓傳感器并聯在電壓互感器副邊。
4.根據權利要求1或2或3所述的和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，其特征在于:它還包括串聯在降弓回路中的執行部件，執行部件的控制端與中央處理模塊的輸出端連接。
5.根據權利要求4所述的和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，其特征在于:所述的執行部件為繼電器，繼電器的常閉觸點串聯在降弓回路中，繼電器的控制線圈與中央處理模塊的輸出端連接 。
專利摘要本實用新型提供和諧型電力機車高壓互感器隱患監測儀，包括信號采集模塊、中央處理模塊、狀態顯示模塊和報警輸出模塊；信號采集模塊的輸出端與中央處理模塊的輸入端連接，狀態顯示模塊和報警輸出模塊分別與中央處理模塊的輸出端連接；信號采集模塊包括用于檢測原邊電流的跟蹤型電流傳感器、用于檢測副邊電壓的跟蹤型電壓傳感器、用于檢測溫度信號的溫度傳感器、以及用于將傳感器檢測到的模擬信號轉換為中央處理模塊能夠識別的數字信號的模數轉換模塊。通過采用本實用新型結構，提高了檢測和諧型電力機車高壓互感器的原邊電流、副邊電壓信號的精度，能有效做出故障報警，為準備處理故障爭取寶貴時間，大大提高了鐵路運輸的安全性。
文檔編號G01R35/02GK203133265SQ20132010525
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者余先濤, 詹煜, 張晶, 劉恒超 申請人:武漢理工大學
專業數控銑床產品供應商
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