机车空调系统接地监测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种机车空调系统接地监测装置，包括外壳、检测元件、A/D转换单元、控制器、通讯单元以及操作执行机构；外壳上设有显示屏和指示灯；A/D转换单元、控制器、通讯单元以及操作执行机构均设置在外壳内；检测元件设置在外壳外，分别与机车空调系统的电源以及A/D转换单元连接；A/D转换单元与控制器连接；通讯单元分别与控制器、显示屏以及指示灯连接；操作执行机构分别与控制器以及操作盒连接。本发明采用检测元件等几个部件的组合，结构精简，占用体积小；当系统发生接地时，既能实现系统的实时监控，同时又能通过控制器控制操作执行机构关闭操作盒，阻止事故的发生，安全性高，使用方便。
【专利说明】机车空调系统接地监测装置【技术领域】
[0001]本发明涉及接地检测【技术领域】，特别地，涉及一种机车空调系统接地监测装置。
【背景技术】
[0002]机车空调电源是将机车上不符合空调机组输入电源等级或不稳定的电源通过交流变频技术变换成频率电压可调的电气设备。机车空调机组是一台内部有室内风机、室外风机和压缩机三种交流电机，其电源都是由同一个空调电源的同一个变频调速装置提供，只是根据指令不同启动时序有所不同的制冷设备。机车空调系统的组成:机车上一般有I端和II端两个司机操纵室。在每个操纵室的顶部各安装有一台空调机组；在机车的电气间装有一台5kVA或IOkVA空调系统供电电源(简称机车空调电源)。因此，机车空调系统由空调电源、空调机组和与之匹配的操作设备及线路组成。
[0003]现有技术中，空调机组与空调电源是由不同厂家提供，当一方故障或检测到安全隐患时，不能及时通知另一方对设备做出动作。如在空调机组某相接地情况下，空调系统如果没有及时保护，将造成一个接地点。机车电路发生一点接地时，对电路的正常工作没有太大的影响，(如内燃机车电路是悬浮的系统)但发生两点接地或多点接地，则会造成电路无法正常工作，严重者会造成机车电路及电器元件的烧损，影响机车的正常运用。
[0004]为了保证机车可靠运行，发明一种灵敏可靠的机车空调系统接地监测装置，准确检测空调系统是否接地，将事故消灭在萌芽状态，这对保证铁路机车的正常安全运行有着非常重要的作用。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供准确性高、使用安全的机车空调系统接地监测装置，可以准确检测空调系统是否接地，将事故消灭在萌芽状态，具体技术方案如下:
[0006]一种机车空调系统接地监测装置，包括外壳、检测元件、A/D转换单元、控制器、通讯单元以及操作执行机构；
[0007]所述外壳上设有指示灯、显示屏、信号输入端口以及信号输出端口 ；
[0008]所述A/D转换单元、控制器、通讯单元以及操作执行机构均设置在所述外壳的内部; [0009]所述检测元件设置在所述外壳的外部，其一端与机车空调系统的电源输出端连接，另一端经所述信号输入端口与所述A/D转换单元连接；
[0010]所述A/D转换单元与所述控制器连接；
[0011]所述通讯单元的一端与所述控制器连接，另一端与所述显示屏以及指示灯连接；
[0012]所述操作执行机构的一端与所述控制器连接，另一端经所述信号输出端口与机车空调系统电源漏电端的操作盒连接；
[0013]所述控制器与机车空调系统的电源连接。
[0014]为了达到更好的技术效果，还包括用于对接收到的模拟信号进行滤波和放大的滤波放大单元，所述滤波放大单元设置在所述检测元件与所述A/D转换单元之间，且设置在所述外壳的内部。
[0015]为了达到更好的技术效果，还包括数据存储单元，所述数据存储单元设置在所述外壳内，且所述数据储存单元与所述控制器连接。
[0016]以上技术方案中优选的，所述检测元件为漏电流传感器。
[0017]以上技术方案中优选的，所述控制器为微处理器或单片机。
[0018]本发明具有以下有益效果:
[0019](I)本发明整体结构精简，占用体积小，使用方便；采用检测元件、A/D转换单元、控制器、通讯单元以及操作执行机构的结合，将检测元件检测到的漏电信号一边传输给通讯单元进行显示的同时，一边与设定数值进行比较，当漏电数值超过设定值时，控制器控制操作执行机构关闭机车空调系统电源漏电端的操作盒，既能完成实时监控的功能，同时又能将阻止事故的发生，安全性高，使用方便。
[0020](2)本发明还包括滤波放大单元，用于对接收到的模拟信号进行滤波和放大，从而提高监测的准确度。
[0021](3)本发明还包括数据储存单元，可以对检测到的漏电信号以及对操作执行机构所执行的动作进行保存，以满足后续查阅和建档的需求。
[0022](4)本发明中检测元件选用漏电流传感器，灵敏度高，使用方便；控制器选用微处理器或单片机，部件容易获得，使用方便。
[0023]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025]图1是本发明优选实施例1的机车空调系统接地监测装置的外部结构示意图；
[0026]图2是本发明优选实施例1的机车空调系统接地监测装置的结构框图；
[0027]图3是图2中机车空调系统接地监测装置的工作原理图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]实施例1:
[0030]一种机车空调系统接地监测装置，详见图1以及图2，具体包括外壳11、检测元件12、A/D转换单元13、控制器14、通讯单元15、操作执行机构16、滤波放大单元17以及数据储存单元18。
[0031]所述外壳11上设有指示灯111、显示屏112、信号输入端口 113以及信号输出端口114。
[0032]所述A/D转换单元13、控制器14、通讯单元15、操作执行机构16、滤波放大单元17以及数据储存单元18均设置在所述外壳11的内部，整体结构精简，占用体积小。[0033]所述检测元件12设置在所述外壳11的外部，其一端与机车空调系统的电源输出端001连接，另一端经所述信号输入端口 113与所述A/D转换单元13连接。
[0034]所述A/D转换单元13与所述控制器14连接。
[0035]所述通讯单元15的一端与所述控制器14连接，另一端与所述显示屏112以及指示灯111连接。
[0036]所述操作执行机构16的一端与所述控制器14连接，另一端经所述信号输出端口114与机车空调系统电源漏电端的I端操作盒以及II端操作盒002连接。
[0037]所述控制器14与机车空调系统的电源连接，机车空调系统启动的同时，机车空调系统接地监测装置也启动。
[0038]所述滤波放大单元17设置在所述检测元件12与所述A/D转换单元13之间，用于对接收到的模拟信号进行滤波和放大，提高监测的准确性。
[0039]所述数据储存单元18与所述控制器14连接，可以对检测到的漏电信号以及对操作执行机构所执行的动作进行保存，以满足后续查阅和建档的需求。
[0040]所述检测元件12为漏电流传感器，灵敏度高，使用方便。所述控制器14为微处理器或单片机，部件容易获得，使用方便。
[0041]本发明机车空调系统接地监测装置的工作原理详见图3，具体如下:
[0042]机车空调系统的电源由外部电源给予供电，单片机与机车空调系统的电源连接；
[0043]将机车空调系统接地监测装置安装在机车空调电源侧，将操作执行机构分别串接在I端操作盒和II端操作盒的I脚当中，此时操作盒中的继电器处于闭合状态；
[0044]将两个相同的过漏电流传感器的一端分别与一端空调机组和二端空调机组的电源输出端进行连接，另外一端经外壳上的信号输入端口与滤波放大器连接；
[0045]司乘人员通过I端操作盒和II端操作盒来控制机车空调系统的启动，机车空调系统启动的同时机车空调系统接地监测装置也投入工作；通过外壳上的显示屏将机车空调系统接地监测装置设置一个监测设定值，此设定值可以是一个具体的数值，也可以是一个以某数值为中心的上下浮动范围，此设定值可以根据具体监测环境的不同而设置不同的数值或者数值范围；
[0046]当机车空调系统中的电线没有接地或漏电时，线路中电流呈平衡状态，漏电流传感器中的互感器内电流矢量之和为零(电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“ + ”返回方向为“一”，在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵消)，由于一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，机车空调系统接地监测装置的操作执行机构中的继电器继续处于闭合状态，机车空调系统正常运行；
[0047]当机车空调系统中的电线带点部件与机车壳体发生漏电时或短路时，则在故障点产生分流，致使漏电流传感器中互感器内流入、流出的电流出现了不平衡(电流矢量之和不为零)，一次线圈中产生剩余电流，感应二次线圈，漏电流传感器将检测到的信号传输给滤波放大单元，滤波放大单元将接收到的信号进行滤波、放大后传至A/D转换单元，A/D转换单元将接收到的信号进行转换，将转换后的数值与设定值进行比较，将结果传至单片机，单片机将结果传递给通讯单元，通讯单元在显示屏上显示结果，且指示灯显示报警信号，与此同时若检测到的电流值超过设定值时，单片机控制操作执行机构控制I端操作盒和II端操作盒将其继电器断开，从而切断机车空调系统的供电电源，达到接地保护的目的；单片机也会将操作执行机构的执行动作通过通讯单元显示在显示屏上，供使用者查看；以上过程中的检测到的信号以及操作执行机构的执行动作等相关信息都会存在数据存储单元内保持，待后续查看和建档案用。
[0048]本发明机车空调系统接地监测装置适合于检测各种型号的机车空调系统是否接地的专用检测装置(例如:电源电压:DC110V，88V-135V ;电源电流:< IA ;被检测设备工作电流< 20A ;漏电电流保护可以设定OmA-1OOOmA ;信号隔离:被测系统和检测电路电压隔离不小于1500V)，能对机车空调系统有效保护并防止故障扩大造成机车电器元件的烧损，从而为机车的安全运行提供有力保障。
[0049]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种机车空调系统接地监测装置，其特征在于:包括外壳(11)、检测元件(12)、A/D转换单元(13)、控制器(14)、通讯单元(15)以及操作执行机构(16)； 所述外壳(11)上设有指示灯(111)、显示屏(112)、信号输入端口(113)以及信号输出端口 (114)； 所述A/D转换单元(13)、控制器(14)、通讯单元(15)以及操作执行机构(16)均设置在所述外壳(11)的内部； 所述检测元件(12)设置在所述外壳(11)的外部，其一端与机车空调系统的电源输出端(OOl)连接，另一端经所述信号输入端口(113)与所述A/D转换单元(13)连接； 所述A/D转换单元(13)与所述控制器(14)连接； 所述通讯单元(15)的一端与所述控制器(14)连接，另一端与所述显示屏(112)以及指示灯(111)连接； 所述操作执行机构(16)的一端与所述控制器(14)连接，另一端经所述信号输出端口(114)与机车空调系统电源漏电端的操作盒(002)连接； 所述控制器(14)与机车空调系统的电源连接。
2.根据权利要求1所述的机车空调系统接地监测装置，其特征在于:还包括用于对接收到的模拟信号进行滤波和放大的滤波放大单元(17)，所述滤波放大单元(17)设置在所述检测元件(12)与所述A/D转换单元(13)之间，且设置在所述外壳(11)的内部。
3.根据权利要求1所述的机车空调系统接地监测装置，其特征在于:还包括数据存储单元(18)，所述数据储存单元(18)设置在所述外壳(11)内，且与所述控制器(14)连接。
4.根据权利要求1所述的机车空调系统接地监测装置，其特征在于:所述检测元件(12)为漏电流传感器。
5.根据权利要求1所述的机车空调系统接地监测装置，其特征在于:所述控制器(14)为微处理器或单片机。
【文档编号】G01R31/02GK103901316SQ201410171753
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】刘扩军, 袁顺勤, 刘锡斌, 姜明红 申请人:株洲广丰电气有限公司