一种地铁直流牵引供电系统中直流设备框架绝缘监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种绝缘监测装置，尤其是涉及一种地铁直流牵引供电系统中直流设备框架绝缘监测装置。

背景技术：

地铁直流牵引供电系统中，框架保护是特有且重要的保护类型。接触轨为正极，走行轨为负极，电流除了从走行轨返回，还可以从大地返回，这样杂散电流会很大。所以，直流牵引供电系统设计为不接地系统。但是直流设备框架外壳是接地的，如果发生正极与外壳触碰，正极通过设备外壳对负极间的短路电流会突然增大，由于钢轨与车身外壳是相连为负极的，旅客上下车将有严重的生命危险。为了防止正极与地发生短路造成安全隐患，在直流设备安装时，牵引系统的正、负极配电柜均采用对地绝缘安装，且最小绝缘阻值不得小于2MΩ。在绝缘安装完成后，此处的所有直流设备框架外壳最后只通过一根接地线进行单点接地，直流设备框架的泄漏电流只能流入该接地点，这样我们通过单接地点，可以做到对框架绝缘进行监测和保护。因此，框架绝缘监测和保护是杜绝发生各种短路或者接地故障、保护人身和设备安全的保证。

目前的直流设备框架绝缘保护，只是通过设置泄漏电流阈值触发继电器动作，反馈开关量的形式触发继保动作，并不能实时监测框架的泄漏电流，也不能反映直流设备框架绝缘的优劣程度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种地铁直流牵引供电系统中直流设备框架绝缘监测装置，用以实时监测直流设备框架接地点处的泄漏电流、判断直流设备框架绝缘的优劣程度，并实现实时微小电流监测功能和数据上传功能。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种地铁直流牵引供电系统中直流设备框架绝缘监测装置，所述的地铁直流牵引供电系统中包括有33KV电房和1500V电房，33KV电房中设有建筑地排，1500V电房的直流设备柜体内设有接地铜排，所述的直流设备框架设有单点接地线，所述的单点接地线两端分别连接在33KV电房建筑地排与1500V电房接地铜排之间，其特征是所述的装置包括：

三个各自独立、模拟量和量程分别为4～20mA，0～100mA；4～20mA，0～10A；4～20mA，0～100A的第一、第二和第三磁调制电流传感器S1、S2和S3，传感器为闭环形式，通径40mm，预先穿套在所述单点接地线上；

一直流设备框架绝缘监测箱，具有3个模拟量输入通道以及一个485通信端口；

串口服务器RS2、交换机SC1和上位机；

所述第一、第二和第三磁调制电流传感器S1、S2和S3的输出经过传感器电源及变送模块PM1后分别输入到直流设备框架绝缘监测箱的3个模拟量输入通道，所述直流设备框架绝缘监测箱的485通信端口的传输经串口服务器RS2和交换机SC1后连接至上位机。

所述的直流设备框架绝缘监测箱供电电源为AC220V，监测箱包括依次连接的：1)由传感器供电电源、信号调理模块组成的传感器电源及变送模块PM1，其将传感器的电流值转换为标准的0～20mA模拟量信号，通过磁调制措施解决零漂，以完善的抗干扰电路保证了信号采集的可靠性和准确性；2)现有产品采集测控单元DCR150，其CPU时钟周期15nS，具有3个模拟量输入通道，其A/D转换芯片分辨率为14位，接收传感器0～20mA模拟量输入信号，经过A/D转换和CPU处理后，通过RS485串口进行通信。

在上述基础上，本实用新型还可以有各种改进：

新增一段400mm²接地电缆，一端连接在所述的建筑地排、另一端连接所述单点接地线一端，单点接地线的另一端接1500V电房接地铜排,三个磁调制电流传感器穿套在新增接地电缆上。这样做减少很多施工环节，同时，传感器可以预先穿好，形成一组测量套件，便于现场安装。

所述的上位机有两台，第一台上位机PC1为实时数据库，第二台上位机PC2为状态评估数据库。

工作原理：

为了监测直流设备框架的泄漏电流，在直流设备框架单点接地线或新增接地电缆上穿心安装磁调制电流传感器，就可以监测泄漏电流。磁调制电流传感器将实时测量的泄漏电流转化为4～20mA模拟量信号输出；通过测控单元DCR150的模拟量输入端口，接收由传感器输入的4-20mA信号，经DCR150内部的A/D电路转化为数字量信号，再经过CPU进行处理后进行显示，以及相关逻辑出口的控制，同时通过DCR150的RS485端口传送至后台显示分析，判断绝缘故障状态，实现提前预警和报警功能。

有益效果：本实用新型可实时监测直流设备框架的泄漏电流，并在事故发生时及时做出判断，提前采取措施，将事故危害程度减少到最小，通过直流继保装置的读取和处理，做出判断进行保护，同时将测量值实时传送至后台处理及显示，对泄漏电流进行存储、记录和分析，设置报警阈值，触发在线监测系统动作，提示维护人员采取措施；同时还可以显示泄漏电流历史曲线，提供状态评估分析，生成报表，提供预警功能。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型的实施例示意图。

图中附图标记指代：1-33KV电房，2-1500V电房，3-建筑地排3，4-地铜排，5-单点接地线，6-新增接地电缆，7-直流设备框架绝缘监测箱，71-传感器电源及变送模块PM1，72-采集测控单元DCR150，73-供电电源AC220V，8-串口服务器RS2,9-交换机，PC1-第一上位机，PC2-第二上位机，S1-第一磁调制电流传感器，S2-第二磁调制电流传感器，S3-第三磁调制电流传感器。

具体实施方式

图1为本实用新型的原理示意，图2为本实用新型的实施例。

在地铁直流牵引供电系统中，包括有33KV电房1和1500V电房2，33KV电房中设有建筑地排3，1500V电房的直流设备柜体内设有接地铜排4，地铁直流牵引供电系统中的直流设备框架设有单点接地线5，单点接地线两端分别连接在33KV电房建筑地排与1500V电房接地铜排之间。

本实用新型的地铁直流牵引供电系统中直流设备框架(也即直流设备柜体)绝缘监测装置实施例，包括：三个各自独立、模拟量和量程分别为4～20mA，0～100mA；4～20mA，0～10A；4～20mA，0～100A的第一、第二和第三磁调制电流传感器S1、S2和S3，传感器为闭环形式，通径40mm。

第一、第二和第三磁调制电流传感器S1、S2和S3预先穿套在新增的一段400mm²接地电缆6上。新增的接地电缆一端连接在建筑地排、另一端连接单点接地线一端，单点接地线的另一端接1500V电房接地铜排。

还有一直流设备框架绝缘监测箱7，具有3个模拟量输入通道以及一个485通信端口；串口服务器RS2、交换机SC1和两个上位机PC1和PC2。

第一、第二和第三磁调制电流传感器S1、S2和S3的输出经过传感器电源及变送模块PM1后分别输入到直流设备框架绝缘监测箱的3个模拟量输入通道，直流设备框架绝缘监测箱的485通信端口的传输经串口服务器RS2和交换机SC1后连接至上位机PC1和PC2，第一台上位机PC1为实时数据库，第二台上位机PC2为状态评估数据库。

直流设备框架绝缘监测箱供电电源73为AC220V，监测箱包括依次连接的：1)由传感器供电电源、信号调理模块组成的传感器电源及变送模块PM1(71)，其将传感器的电流值转换为标准的0～20mA模拟量信号，通过磁调制措施解决零漂，以完善的抗干扰电路保证了信号采集的可靠性和准确性；2)现有产品采集测控单元DCR150(72)，其CPU时钟周期15nS，具有3个模拟量输入通道，其A/D转换芯片分辨率为14位，接收传感器0～20mA模拟量输入信号，经过A/D转换和CPU处理后，通过RS485串口进行通信。