一种轨道车辆特高压过流故障检测装置及方法与流程

本发明涉及列车故障检测技术领域，特别涉及一种轨道车辆特高压过流故障检测装置及方法。

背景技术：

列车正常运行中，高压供电系统是轨道车辆的动力源泉，是列车至关重要的一部分。高压供电系统从高压接触网获得ac25kv高压交流电，为车辆牵引设备和其它辅助设施提供动力，并进行检测和保护，其运行的安全可靠性直接关乎列车的正常运营。

特别是，随着国内城际、市域轨道交通的快速发展，为保证轨道车辆的安全、高效和可靠运行，对于轨道车辆部件性能的可靠性要求也不断提高。

ac25kv轨道车辆由于采用交流供电制式，与直流供电制式车辆相比，具有“大电压、小电流”的特点，单台受电弓滑板通流量满足整车负载载流量要求，因此大多采用单弓受流方式，另一台弓备用。

通常受电弓附近会设置高压隔离开关或主断路器用于隔离故障受电弓，两套高压设备之间通过特高压电缆组件贯穿连接，由于中间高压母线没有隔离设备，若特高压回路发生过流接地故障，则无法准确快速的隔离故障单元，保证车辆继续运行，而只能等待故障救援。

因此，对于轨道车辆出现的特高压过流故障难以定位检测的问题，急需一种能准确定位故障区域及隔离故障单元的方法，能够有效判断并切除故障单元，使车辆能维持一半动力继续运行，避免停车压线，影响线路运营秩序。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明用于解决特高压过流故障难以定位检测的问题，提供一种轨道车辆特高压过流故障检测装置及方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种轨道车辆特高压过流故障检测装置，包括两个受电弓，每个受电弓对应连接有电流传感器和主变压器，两个电流传感器之间并联有第三电流传感器；

其中，受电弓对应连接的电流传感器和主变压器之间连接有主断路器；第三电流传感器两端分别并联到两个受电弓对应的主断路器和变压器之间；第三电流传感器的一端串联高压隔离开关；

所述轨道车辆特高压过流故障检测装置还包括控制模块，其中，所述控制模块用于识别处于升弓状态的受电弓，根据采集到的特高压回路的过电流信号，通过逻辑关系定位故障区域。

根据本发明的另一方面，提供一种轨道车辆特高压过流故障检测方法，包括：检测车辆主控端，识别处于升弓状态的受电弓；采集特高压回路过电流信号，根据逻辑关系定位故障区域；根据故障判断结果，采取对应的处理措施；

其中，所述受电弓包括两个受电弓，每个受电弓对应连接有电流传感器和主变压器，两个电流传感器之间并联有第三电流传感器；其中，受电弓对应连接的电流传感器和主变压器之间连接有主断路器；第三电流传感器两端分别并联到两个受电弓对应的主断路器和变压器之间；第三电流传感器的一端串联高压隔离开关。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提出一种特高压过流故障定位检测装置和方法，能够准确快速地定位特高压过流故障区域，并根据逻辑关系提示列车司机进行相应的操作。

该方法一方面能够减少特高压回路故障对其他高压设备的冲击影响，另一方面通过采取及时有效的应对措施，保证列车的正常运行，提高列车的运行安全性和可靠性。

附图说明

图1为根据本发明实施例的轨道车辆特高压过流故障检测装置的结构框图；

图2为本发明实施例的一种轨道车辆特高压过流故障检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

总的来说，本发明提供了一种轨道车辆特高压过流故障检测装置，该装置包括两个受电弓，每个受电弓对应连接有电流传感器和主变压器，两个电流传感器之间并联有第三电流传感器。其中，第三电流传感器的一端布置高压隔离开关。

其中，每个受电弓直接连接的电流传感器分别为第一电流传感器和第二电流传感器，第一传感器和第二传感器后端分别并联有第三电流传感器。第一电流传感器经由第一主断路器连接到第一主变压器。第二电流传感器经由第二主断路器连接到第二主变压器

其中，第三电流传感器一端并联到第一主断路器和第一主变压器之间。第三电流传感器另一端并联到第二主断路器和第二主变压器之间。

其中，第一主变压器、第二主变压器和高压隔离开关分别接地。

具体地，如图1所示，车辆特高压过流故障检测装置包括电流传感器1、电流传感器2、电流传感器3、高压隔离开关、主断路器1、主断路器2、受电弓1和受电弓2。

受电弓1的支路上分别顺序串联电流传感器1、主断路器1和主变压器1，受电弓2的支路上分别顺序串联电流传感器2、主断路器2和主变压器2。

电流传感器3串联高压隔离开关，二者形成的支路的两端分别并联到主断路器1和主变压器1之间，以及主断路器2和主变压器2之间。

如图1所示，根据线路布置和电路逻辑可以确定相应的可能故障点，如图所示，在不同部件或者连接点的位置定义了不同的可能故障点a、b、c、d、e、f、g、h、j、k、m和n，以便于确定具体的故障位置或者区域。

其中，该轨道车辆特高压过流故障检测装置还包括控制模块，该控制模块用于检测车辆主控端，识别处于升弓状态的受电弓，获取电路传感器采集到的特高压回路过电流信号，根据逻辑关系定位故障区域并采取对应的处理措施。

其中，所述控制模块用于列车运行前检测有效主控端，识别升本端弓还是远端弓。

其中，根据工作的受电弓位置不同，电流传感器1、3或电流传感器2、3分别检测流过本传感器的电流信号。

其中，任一传感器一旦检测到过电流信号则首先断开对应的主断路器，避免故障扩大。同时，主断路器断开后，自动控制中间母线的高压隔离开关断开，将过电流信号发送给控制模块。

其中，所述控制模块接收各个电流传感器的过流情况，根据设定的逻辑关系判断具体故障区域。

其中，在不同工况下，故障逻辑判断关系分为如下几种，首先从受电弓是否工作来分为两类共六种工况。当受电弓1工作、受电弓2不工作时，包含以下第一工况、第二工况和第三工况；当受电弓1不工作、受电弓2工作时，包含以下第四工况、第五工况和第六工况。

其中，第一工况中，电流传感器1未过流、电流传感器3未过流，则故障点确认位于电流传感器1前端回路或接触网侧故障；具体地，故障区域包括a或者接触网侧。

相应地处理措施为，降下受电弓1，联系地面调度确认接触网是否故障，若接触网无故障则换升受电弓2、闭合主断路器2继续运行；若接触网故障，则等待故障消除后换升受电弓2、闭合主断路器2，继续运行。

其中，第二工况中，电流传感器1过流、电流传感器3未过流，则故障点确认位于电流传感器1与电流传感器3之间回路；具体地，故障区域包括b、c、d、e、f或g处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，降下受电弓1，换升受电弓2、闭合主断路器2继续运行。

其中，第三工况中，电流传感器1过流、电流传感器3过流，则故障点位于电流传感器3后端回路；具体地故障区域包括h、j或k处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，维持升受电弓1、闭合主断路器1继续运行。

其中，第四工况中，电流传感器2未过流、电流传感器3未过流，则故障点位于电流传感器2前端回路或接触网侧故障；具体地，故障区域包括n或者接触网侧。

相应地处理措施为，降下受电弓2，联系地面调度确认接触网是否故障，若接触网无故障则换升受电弓1、闭合主断路器1继续运行；若接触网故障则等待故障消除后换升受电弓1、闭合主断路器1继续运行。

其中，第五工况中，电流传感器2过流、电流传感器3未过流，则故障点位于电流传感器2与电流传感器3之间回路；具体地故障区域包括h、j、k或者m处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，降下受电弓2，换升受电弓1、闭合主断路器1继续运行。

其中，第六工况中，电流传感器2过流、电流传感器3过流，则故障点位于电流传感器3后端回路；具体地故障区域包括c、d、e、f或g处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，维持升受电弓2、闭合主断路器2继续运行。特高压故障区域定位检测表如下所示。

注：○表示未过流、●表示过流。

图2为本发明实施例的一种轨道车辆特高压过流故障检测方法的流程图，如图2所示，在本发明的另一个实施例中，提供一种轨道车辆特高压过流故障检测的方法，该方法包括：检测车辆主控端，识别处于升弓状态的受电弓；采集特高压回路过电流信号，根据逻辑关系定位故障区域。进一步，还包括：根据故障判断结果，采取对应的处理措施。

其中，检测车辆主控端，识别处于升弓状态的受电弓进一步包括：列车运行前检测有效主控端，识别升本端弓还是远端弓。

其中，通过电流传感器采集过电流信号，根据工作的受电弓位置不同，电流传感器1、3或电流传感器2、3分别检测流过本传感器的电流信号。

其中，任一传感器一旦检测到过电流信号则首先断开主断路器，同时主断路器断开后自动控制中间母线高压隔离开关断开，避免故障扩大。

其中，该方法进一步包括：根据过电流信号来故障区域定位检测及采取相应的处理措施。其中，接收到电流传感器过流情况，根据设定的逻辑关系判断具体故障区域。

其中，不同工况下故障逻辑判断关系及相应的处理措施具体通过受电弓是否工作来分为两类、共六种工况。当受电弓1工作、受电弓2不工作时，包含以下第一工况、第二工况和第三工况；当受电弓1不工作、受电弓2工作时，包含以下第四工况、第五工况和第六工况。

其中，第一工况中，电流传感器1未过流、电流传感器3未过流，则故障点确认位于电流传感器1前端回路或接触网侧故障；具体地，故障区域包括a或者接触网侧。

相应地处理措施为，降下受电弓1，联系地面调度确认接触网是否故障，若接触网无故障则换升受电弓2、闭合主断路器2继续运行；若接触网故障则等待故障消除后换升受电弓2、闭合主断路器2，继续运行。

其中，第二工况中，电流传感器1过流、电流传感器3未过流，则故障点确认位于电流传感器1与电流传感器3之间回路；具体地，故障区域包括b、c、d、e、f或g处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，降下受电弓1，换升受电弓2、闭合主断路器2继续运行。

其中，第三工况中，电流传感器1过流、电流传感器3过流，则故障点位于电流传感器3后端回路；具体地故障区域包括h、j或k处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，维持升受电弓1、闭合主断路器1继续运行。

其中，第四工况中，电流传感器2未过流、电流传感器3未过流，则故障点位于电流传感器2前端回路或接触网侧故障；具体地，故障区域包括n或者接触网侧。

相应地处理措施为，降下受电弓2，联系地面调度确认接触网是否故障，若接触网无故障则换升受电弓1、闭合主断路器1继续运行；若接触网故障则等待故障消除后换升受电弓1、闭合主断路器1继续运行。

其中，第五工况中，电流传感器2过流、电流传感器3未过流，则故障点位于电流传感器2与电流传感器3之间回路；具体地故障区域包括h、j、k或者m处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，降下受电弓2，换升受电弓1、闭合主断路器1继续运行。

其中，第六工况中，电流传感器2过流、电流传感器3过流，则故障点位于电流传感器3后端回路；具体地故障区域包括c、d、e、f或g处。

相应地处理措施为，维持高压隔离开关断开状态，维持升受电弓2、闭合主断路器2继续运行。特高压故障区域定位检测表如下所示。

注：○表示未过流、●表示过流。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。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。