电力机车电气设备故障诊断应急处理系统及方法
【专利摘要】本发明涉及机车电气设备技术领域，尤其涉及一种电力机车电气设备故障诊断应急处理系统及方法。故障诊断应急处理系统，包括电源模块、触发模块、MCU数据处理模块、通讯模块、故障检测模块、故障设备甩除模块和屏幕显示控制模块。故障诊断应急处理方法是，利用零序电流原理实时监测、存储机车电气设备的三相不平衡状态与数据，在电力机车的电气设备发生故障后，向其母线注入检测信号，将收集的数据与存储的数据进行算法处理后定位故障设备，并对故障设备甩除模块进行充电，达到电量要求后停止充电并放电，从而甩除故障设备。本发明的使用，既保证了电力机车的运行质量，又能确保乘务员的人身安全，缩短了检修作业时间，提高了检修效率。
【专利说明】
电力机车电气设备故障诊断应急处理系统及方法
一、技术领域
[0001]本发明涉及机车电气设备技术领域，尤其涉及一种电力机车电气设备故障诊断应急处理系统及方法。
二、【背景技术】
[0002]电力机车在运行过程中因电气设备故障造成的机破约占机车机破事故的一半以上，尤其是主接地、辅接地造成的跳主断以及因空转造成的电气设备故障都极易造成停车。目前常用的定位故障设备的方法是乘务人员对设备逐个上电进行排查，尤其是在机车的单值乘要求下，容易处理不当，甚至造成机车损坏和人身伤害，对运输造成严重影响。
[0003]现有技术中，例如中国专利CN201796290U披露了该装置的故障信息均由电力机车的低压柜提供，能够确定机车已经发生某种故障，但不能准确地定位具体故障设备，并且该装置故障处理执行机构的控制继电器串入机车的供电回路，增加了机车发生电气故障的风险。
[0004]因此，如何能够及时、准确地定位和排除电力机车的电气设备故障，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
三、
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:克服目前的作业方法所存在的缺陷，提供一种在电力机车的电气设备发生故障时，能够自动完成电气设备的故障定位与甩除的电力机车电气设备故障诊断应急处理系统及方法。
[0006]本发明所采用的技术解决方案是:一种电力机车电气设备故障诊断应急处理系统，包括电源模块、触发模块、MCU数据处理模块、故障检测模块、故障设备甩除模块和屏幕显示控制模块，其中，电源模块为整个系统供电，触发模块用于实现主回路中电源的控制，MCU数据处理模块采集电力机车的各种电气参数以及进行数据处理，故障设备甩除模块实现故障设备的甩除功能；屏幕显示控制模块显示机车的三相不平衡状态和故障信息，提供故障甩除按钮，也具有对历史故障信息(包含故障时间、故障设备)的记录和查询功能。另外，该系统还包括通讯模块，用来实现MCU数据处理模块与屏幕显示控制模块之间的通讯。
[0007]优选地，故障检测模块包括检测信号注入单元和电气故障检测单元，检测信号注入单元在机车发生电气故障后向回路注入交流检测信号，电气故障检测单元实时检测回路中各个设备的零序电流。电气故障检测单元包含16路电流互感器，设备的三相电缆线同时穿过电流互感器且电流互感器分别套接在设备靠近母线的接线端。
[0008]优选地，故障设备甩除模块由一个逆变单元、一个储能单元、16个甩除选择开关组成，每个设备的断路器与甩除选择开关串联构成甩除回路。
[0009]—种电力机车电气设备故障诊断应急处理方法，包括如下步骤:1、利用零序电流原理实时监测机车电气设备的三相不平衡状态，通过软件相关算法的处理后将该数据存储;2、在电力机车发生电气设备漏电故障后，向电气设备的母线注入检测信号，通过对返回的数据进行收集并与存储的数据结合进行算法处理后准确定位故障设备;3、在定位故障设备后，对故障设备甩除模块进行充电，在电量达到设备要求后停止充电，然后对故障设备甩除模块进行放电，从而甩除故障设备。
[0010]本发明的有益效果是:在电力机车电气设备发生故障后，乘务人员不仅能够快速、准确地定位故障设备，并根据屏幕显示的故障图标和发出的声音报警，提醒乘务人员点击故障甩除按钮从而能够快速地甩除故障设备，并维持电力机车的正常工作，提高了铁路运输的安全性和机车运行效率，大大降低了机车救援成本以及机务工人的劳动强度和维护成本。
四、【附图说明】
[0011]图1为本发明的系统框图；
[0012]图2为本发明的电气故障检测原理图；
[0013]图3为本发明的故障设备甩除模块原理图；
五、【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明，如图1-3所示。
[0015]实施例:一种电力机车电气设备故障诊断应急处理系统，包括电源模块、触发模块、MCU数据处理模块、通讯模块、故障检测模块、故障设备甩除模块和屏幕显示控制模块，其中，电源模块为整个系统供电，触发模块用于实现主回路中电源的控制，MCU数据处理模块采集电力机车的各种电气参数以及进行数据处理，通讯模块用来实现MCU数据处理模块与屏幕显示控制模块之间的通讯，故障设备甩除模块实现故障设备的甩除功能；屏幕显示控制模块显示机车的三相不平衡状态和故障信息，提供故障甩除按钮，也具有对历史故障信息(包含故障时间、故障设备)的记录和查询功能。
[0016]故障设备甩除模块由一个逆变单元、一个储能单元、16个甩除选择开关组成，每个设备的断路器与甩除选择开关串联构成甩除回路。
[0017]故障检测模块包括检测信号注入单元和电气故障检测单元，检测信号注入单元在机车发生电气故障后向回路注入交流检测信号，电气故障检测单元实时检测回路中各个设备的零序电流。电气故障检测单元共有两个，每个单元独立工作，以图2为例。Kl实现两个单元的选通，8路互感器分别检测各自设备的零序电流，L与N为注入的一路交流检测信号。
[0018]故障设备甩除模块通过制造过流信号使断路器断开从而甩除故障设备，以图3为例』^2为储能电容，电容存储的能量通过1(2，1(3，1(4，1(5，1(6，1(7构成的逆变器逆变为交流，通过变压器Tl将能量传至故障设备甩除电路。取变压器副边两相电，经整流桥Dl整为直流，M⑶数据处理模块在接收到甩除指令后首先控制继电器Ul闭合，电容E3、E4通过电阻Rl充电，在电容电压达到400V以上后Ul继电器断开K9吸合继续充电，电容电压达到540V后将Ul和K9断开然后根据指令闭合K10，利用电容瞬间放电的大电流制造过流信号甩除故障设备。其中，电阻Rl的作用是限制充电电流，避免大电流对前端电容或蓄电池造成过大的冲击，电阻R2用于限流，防止大电流烧毁线缆和设备。
[0019]本发明的电力机车电气设备故障诊断应急处理系统及方法的使用，既保证了电力机车的运行质量，又能确保乘务员的人身安全，缩短了检修作业时间，提高了检修效率。
【主权项】
1.一种电力机车电气设备故障诊断应急处理系统，包括电源模块、触发模块、MCU数据处理模块、故障检测模块、故障设备甩除模块和屏幕显示控制模块，其特征在于:故障设备甩除模块由一个逆变单元、一个储能单元、16个甩除选择开关组成，每个设备的断路器与甩除选择开关串联构成甩除回路;其中，电源模块为整个系统供电，触发模块用于实现主回路中电源的控制，MCU数据处理模块采集电力机车的各种电气参数以及进行数据处理，故障设备甩除模块实现故障设备的甩除功能;屏幕显示控制模块显示机车的三相不平衡状态和故障信息，提供故障甩除按钮，也具有对历史故障信息(包含故障时间、故障设备)的记录和查询功能。2.根据权利要求1所述的电力机车电气设备故障诊断应急处理系统，其特征在于:还包括通讯模块，用来实现MCU数据处理模块与屏幕显示控制模块之间的通讯。3.根据权利要求1所述的电力机车电气设备故障诊断应急处理系统，其特征在于:故障检测模块包括检测信号注入单元和电气故障检测单元，检测信号注入单元在机车发生电气故障后向回路注入交流检测信号，电气故障检测单元实时检测回路中各个设备的零序电流。4.根据权利要求1或3所述的电力机车电气设备故障诊断应急处理系统，其特征在于:电气故障检测单元包含16路电流互感器，设备的三相电缆线同时穿过电流互感器且电流互感器分别套接在设备靠近母线的接线端。5.—种电力机车电气设备故障诊断应急处理方法，其特征在于包括如下步骤:1、利用零序电流原理实时监测机车电气设备的三相不平衡状态，通过软件相关算法的处理后将该数据存储;2、在电力机车发生电气设备漏电故障后，向电气设备的母线注入检测信号，通过对返回的数据进行收集并与存储的数据结合进行算法处理后准确定位故障设备;3、在定位故障设备后，对故障设备甩除模块进行充电，在电量达到设备要求后停止充电，然后对故障设备甩除模块进行放电，从而甩除故障设备。
【文档编号】G01R31/00GK105911387SQ201610256918
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】黄斐
【申请人】山东云舜智能科技有限公司