专利名称：电力机车主电路接地智能检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力机车的牵引主电路系统的接地故障检测，适用于我国铁路几乎所有国产电力机车。
背景技术：
由于铁路运输对牵引动力的高可靠性的要求，电力机车作为主要的牵引动力，必须不断地运用新技术提高其运行的可靠性。由于电气设备或导线的绝缘损坏，会造成主电路接地故障，这种故障如果出现两点以上便会导致短路而烧损设备和导线，造成“机破”事故，直接影响铁路的运输安全。所以在主电路发生一点接地时，就必须及时检测出来并采取一定的措施进行保护。
目前，我国铁路的电力机车普遍采用直流传动方式，对主电路系统的接地故障检测采用的是有源继电器方式，由接地继电器、并联的分路电阻、串联的限流电阻、机车蓄电池DC110V电源和接地开关、高阻值接地电阻组成，DC110V电源负端接地，即接在钢制车体上，构成了一套有源保护系统。主电路上任何一点接地(即接触车体)时，就会使检测电路构成回路，从而接地继电器动作，发出报警信息。
但是这种有源继电器方式存在较多不可避免的缺点首先主电路的故障接地点不同，就有不同的串联电位与DC110V构成电压叠加，而继电器的动作电压必须大于60V，所以必然会造成某些接地故障不能灵敏地检出，造成一定的“死区”。其次在主电路中串入DC110V电源，不符合电路的隔离原则，在特殊情况下可能对DC110V控制电源造成影响，从而影响机车的正常控制；而且在发生接地继电器动作后，还要求司机必须手动将接地开关从继电器打到高阻值接地电阻上。再者，从检修部门的反馈信息来看，机械式的接地继电器本身的故障率也比较高，从而影响了接地检测电路的工作可靠性。
发明内容
本实用新型的发明目的是为了克服现有电力机车主电路接地故障检测方式存在的固有缺点，提高电力机车的运行可靠性，开发了一种传感器方式的主电路接地故障智能检测系统。本实用新型利用通用电压传感器进行智能检测，可以实现无“死区”、高隔离，无需司机手动操作，并能够对故障接地点进行智能定位，从而既提高电力机车的运用可靠性，又方便故障后的检修。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的一种电力机车主电路接地智能检测系统，其特征在于包括两个等值的高阻值接地电阻R1和R2、电压传感器和单片机检测电路。电阻R1和R2的一端分别接于主电路直流电压的正、负端，另端则互相接在一起并接地，在电阻R1两端并接电压传感器，其输出端与单片机检测电路相连接。
与现有技术相比较，本实用新型采用传感器方式设计接地检测系统，较采用继电器方式检测而言，具有更简单的主电路结构，更宽广的检测范围，所以能够获得更加可靠的检测效果。其有益效果是可以实现电力机车主电路接地故障的无“死区”检测、主电路和控制电路高度隔离，发生一点接地故障后无需司机手动操作，并能够对故障接地点进行智能定位，从而既提高电力机车的运用可靠性，又方便故障后的检修。
图1传统的继电器式接地故障检测系统电路图。
图2是实用新型的传感器式接地故障智能检测系统电路图。
图3是本实用新型主电路正端接地时的检测原理示意图。
图4是主电路负端接地时的检测原理示意图。
图中，1、接地继电器2、分路电阻3、限流电阻4、DC110V电源5、接地开关6、高阻值接地电阻7、钢制车体8、接地电阻R19、接地电阻R210、电压传感器11、单片机检测电路12、电力机车主电路系统13、正端14、负端。
具体实施方式
图2、3、4所示的传感器式接地故障智能检测系统，其特征在于包括两个等值的高阻值接地电阻R18和R29的一端分别接在主电路的直流电压正端、负端，另一端互相接在一起并可靠接地(即钢制车体7)，在电阻R18两端并接一个电压传感器10，电压传感器的信号输出端接入由单片机组成的检测电路11。主电路系统正常时，由于电阻R18和R29串联接在正端和负端之间，且两电阻的阻值一致，所以在电阻R18两端的电压为主电路电压的一半。电压传感器检测到半电压(主电路电压的一半)，单片机检测电路即认为系统正常，无接地故障。
当发生主电路正端接地故障时，由于电阻R18的两端都接在地电位上，所以电阻R18两端的电压为零。电压传感器检测到零电压，单片机检测电路据此判断是主电路正端接地，发出接地故障信息。此时由于本身接地电阻就是高阻值，且和DC110V控制电源没有关系，所以也无须司机手动进行任何操作，和原先发现主电路一点接地后应采取的措施一样进行处理即可。
当发生主电路负端接地故障时，由于电阻R29的两端都接在地电位上，所以电阻R29两端的电压为零，主电路的电压全部加在电阻R18两端。电压传感器检测到全电压，单片机检测电路据此判断是主电路负端接地，发出接地故障信息。此时也无须司机手动进行任何操作，和原先发现主电路一点接地后应采取的措施一样进行处理即可。
此外，如果主电路除正端和负端外其他地方发生接地故障，在传感器上都可以检测到相应特征的电压信息，由于单片机在智能判断方面的长处，都可以相应判断出接地故障发生区段，对故障点进行较准确的定位，很方便检修。
权利要求1.一种电力机车主电路接地智能检测系统，其特征在于包括两个等值的高阻值接地电阻R1(8)和R2(9)、电压传感器UV(10)和单片机检测电路(11)、电阻R1和R2的一端分别接于主电路直流电压的正、负端，另端则互相接在一起并接地，在电阻R1两端并接电压传感器，其输出端与单片机检测电路相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电力机车主电路接地智能检测系统，涉及对国产电力机车目前传统的继电器式接地故障检测电路的改进，其特征在于采用两个高阻值接地电阻，在其中一个电阻上并接电压传感器，传感器测量的信息交由单片机构成的智能检测电路进行判断，即可分别准确判断出主电路正端接地、负端接地以及其他各部分接地等故障信息。采用传感器式接地故障智能检测电路可以实现电力机车主电路接地故障的无“死区”检测、主电路和控制电路高度隔离，发生一点接地故障后无需司机手动操作，并能够对故障接地点进行智能定位，从而既提高电力机车的运用可靠性，又方便故障后的检修。
文档编号B60L3/00GK2816828SQ20052001988
公开日2006年9月13日 申请日期2005年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者车向中, 谢步明, 郭建斌, 蔡景荣 申请人:谢步明