列车交流漏电检测保护控制装置和方法与流程

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种列车交流漏电检测保护控制装置和方法。

背景技术：

列车上的供电制式一般包括ac25kv、ac380v及dc110v等，其中ac380v是列车牵引冷却风机运转、充电机实现dc110v转换的电源基础。当ac380v母线上出现短路接地故障点时，会影响列车牵引走车以及列车dc110v供电等。

为了保证列车的正常工作，需要及时检测出ac380v母线上可能出现的短路接地故障。

在现有技术中，采用辅助逆变器检测ac380v母线短路接地故障，并隔离漏电故障。在发现故障后，根据故障手动隔离ac380v母线操作，维持ac380v供电。

现有技术中的故障检测方法只能检测出故障的发生，无法实现对故障点的精确定位，这就使得一旦发生故障就需要对整个列车进行隔离ac380v母线的操作，会对列车的正常运转产生较大的影响。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种列车交流漏电检测保护控制装置和方法，用以解决现有技术中只能检测出故障的发生，无法实现对故障点的精确定位的缺陷，实现对故障点的精确定位。

本发明第一方面实施例提供一种列车交流漏电检测保护控制装置，包括：辅助逆变器、输出隔离接触器、母线隔离接触器以及中央控制单元；其中，

所述辅助逆变器通过所述输出隔离接触器连接到ac380v母线上，所述辅助逆变器还通过通信线路与所述中央控制单元连接；所述辅助逆变器根据所述中央控制单元的指令对所连接的输出隔离接触器的断开与闭合状态进行控制；

所述母线隔离接触器安装在ac380v母线上，其通过通信线路与所述中央控制单元连接；

所述中央控制单元用于向所述辅助逆变器发送指令，以使得所述辅助逆变器能够对与其相连的输出隔离接触器的断开与闭合状态进行控制；用于对所述ac380v母线上所发生的短路故障的位置进行判断；还用于对母线隔离器的断开与闭合状态进行控制。

上述技术方案中，所述辅助逆变器与所述输出隔离接触器各有四个，一个辅助逆变器与一个输出隔离接触器构成一个组合器件；四个组合器件分别位于列车的不同车厢内并连接到ac380v母线上；

所述母线隔离接触器有三个，在ac380v母线上的两个相邻的连接点中间安装有一个母线隔离接触器；其中，所述连接点是输出隔离接触器与ac380v母线的连接点。

上述技术方案中，所述四个组合器件分别位于列车的不同车厢内并连接到ac380v母线上包括：

所述四个组合器件中的第一组合器件位于列车第一车厢与第二车厢所形成的第一单元内，并与所述ac380v母线连接；

所述四个组合器件中的第二组合器件位于列车第三车厢与第四车厢所形成的第二单元内，并与所述ac380v母线连接；

所述四个组合器件中的第三组合器件位于列车第五车厢与第六车厢所形成的第三单元内，并与所述ac380v母线连接；

所述四个组合器件中的第四组合器件位于列车第七车厢与第八车厢所形成的第四单元内，并与所述ac380v母线连接。

上述技术方案中，所述辅助逆变器与所述输出隔离接触器各有八个，一个辅助逆变器与一个输出隔离接触器构成一个组合器件；八个组合器件分别位于列车的不同车厢内并连接到ac380v母线上；

所述母线隔离接触器有七个，在ac380v母线上的两个相邻的连接点中间安装有一个母线隔离接触器；其中，所述连接点是输出隔离接触器与ac380v母线的连接点。

上述技术方案中，所述辅助逆变器与所述输出隔离接触器各有两个，一个辅助逆变器与一个输出隔离接触器构成一个组合器件；两个组合器件分别位于列车的不同车厢内并连接到ac380v母线上；

所述母线隔离接触器有一个，在ac380v母线上的两个相邻的连接点中间安装有一个母线隔离接触器；其中，所述连接点是输出隔离接触器与ac380v母线的连接点。

本发明第二方面实施例提供了一种列车交流漏电检测保护控制方法，该方法基于本发明第一方面实施例所述的列车交流漏电检测保护控制装置实现，该方法包括：

断开与辅助逆变器相连接的输出隔离接触器，检测辅助逆变器内部的短路故障；

断开母线隔离接触器，启动辅助逆变器，闭合与辅助逆变器相连的输出隔离接触器，检测ac380v母线上的短路故障。

上述技术方案中，还包括：

对所检测到的内部发生短路故障的辅助逆变器进行隔离；

相应地，所述断开母线隔离接触器，启动辅助逆变器，闭合与辅助逆变器相连的输出隔离接触器包括：

断开ac380v母线上非故障部分的母线隔离接触器，启动未被隔离的辅助逆变器，闭合与未被隔离的辅助逆变器相连的输出隔离接触器。

上述技术方案中，还包括：

根据ac380v母线上的短路故障发生位置，隔离ac380v母线上发生短路故障的电路。

上述技术方案中，所述对所检测到的内部发生短路故障的辅助逆变器进行隔离包括：

断开与内部发生短路故障的辅助逆变器相连接的输出隔离接触器。

上述技术方案中，所述隔离ac380v母线上发生短路故障的电路包括：

将ac380v母线上发生短路故障的电路与ac380v母线上能正常工作的短路之间的母线隔离接触器予以断开。

本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置和方法通过辅助逆变器、输出隔离接触器和母线隔离接触器三者之间的配合，能够对辅助逆变器内部的短路故障以及ac380v母线上的短路故障进行检测，并能确定故障的发生位置，提高了列车ac380v的漏电检测自动化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置包括：第一辅助逆变器101、第二辅助逆变器102、第三辅助逆变器103、第四辅助逆变器104、第一输出隔离接触器105、第二输出隔离接触器106、第三输出隔离接触器107、第四输出隔离接触器108以及第一母线隔离接触器109、第二母线隔离接触器110、第三母线隔离接触器111、第一中央控制单元112、第二中央控制单元113。

第一辅助逆变器101与第一输出隔离接触器105连接，第一辅助逆变器101通过第一输出隔离接触器105连接到ac380v母线，第一辅助逆变器101还通过通信线路与中央控制单元连接；第二辅助逆变器102与第二输出隔离接触器106连接，第二辅助逆变器102通过第二输出隔离接触器106连接到ac380v母线，第二辅助逆变器102还通过通信线路与中央控制单元连接；第三辅助逆变器103与第三输出隔离接触器107连接，第三辅助逆变器103通过第三输出隔离接触器107连接到ac380v母线，第三辅助逆变器103还通过通信线路与中央控制单元连接；第四辅助逆变器104与第四输出隔离接触器108连接，第四辅助逆变器104通过第四输出隔离接触器108连接到ac380v母线，第四辅助逆变器104还通过通信线路与中央控制单元连接。

从上述描述可以看出，一个辅助逆变器与一个输出隔离接触器构成一个组合器件。不同的组合器件会被安装在列车的不同位置。在本发明实施例中，在一个由8车厢组成的列车中，第一车厢与第二车厢作为一个单元，第三车厢与第四车厢作为一个单元，第五车厢与第六车厢作为一个单元，第七车厢与第八车厢作为一个单元。第一辅助逆变器101与第一输出隔离接触器105所形成的第一组合器件安装在第一车厢与第二车厢所形成的第一单元内，第二辅助逆变器102与第二输出隔离接触器106所形成的第二组合器件安装在第三车厢与第四车厢所形成的第二单元内，第三辅助逆变器103与第三输出隔离接触器107所形成的第三组合器件安装在第五车厢与第六车厢所形成的第三单元内，第四辅助逆变器104与第四输出隔离接触器108所形成的第四组合器件安装在第七车厢与第八车厢所形成的第四单元内。辅助逆变器能够对与其相连的输出隔离接触器的断开与闭合状态进行控制。

第一母线隔离接触器109、第二母线隔离接触器110和第三母线隔离接触器111均安装在ac380v母线上，且均通过通信线路与中央控制单元连接。这些母线隔离接触器用于辅助判断ac380v母线上短路接地故障点，并在ac380v母线发生短路接地故障时起到隔离短路接地故障单元的作用。因此需要设置在ac380v母线上的不同位置。在本发明实施例中，记第一输出隔离接触器105与ac380v母线的连接点为第一连接点，第二输出隔离接触器106与ac380v母线的连接点为第二连接点，第三输出隔离接触器107与ac380v母线的连接点为第三连接点，第四输出隔离接触器108与ac380v母线的连接点为第四连接点；所述第一母线隔离接触器109安装在第一连接点与第二连接点之间，所述第二母线隔离接触器110安装在第二连接点与第三连接点之间，所述第三母线隔离接触器111安装在第三连接点与第四连接点之间。以前述的由8车厢组成的列车为例，在一个示例中，第一母线隔离接触器109安装在第二车厢或第三车厢上，第二母线隔离接触器110安装在第四车厢或第五车厢上，第三母线隔离接触器111安装在第六车厢或第七车厢上。

中央控制单元用于向辅助逆变器发送检测指令，以使得辅助逆变器能够对与其相连的输出隔离接触器的断开与闭合状态进行控制，实现对辅助逆变器内部短路故障的检测；用于对ac380v母线上所发生的短路故障的位置进行判断；还用于对母线隔离器的断开与闭合进行控制。在本发明实施例中，中央控制单元包括第一中央控制单元112与第二中央控制单元113，第一中央控制单元112与第二中央控制单元113具有相同的功能。它们分别位于列车的两端，在实际使用时根据需要选取其中一个进行控制操作。

本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置根据辅助逆变器反馈的ac380v漏电故障信息和母线隔离接触器的状态信息，判断ac380v母线上的短路接地故障点，通过在ac380v母线设置母线隔离接触器能隔离短路接地故障单元，还能提高ac380v母线的冗余性，降低单点故障的影响，提高了列车ac380v的漏电检测自动化水平。

基于上述任一实施例，在本发明实施例中，列车交流漏电检测保护控制装置所包含的辅助逆变器与输出隔离接触器各有8个，母线隔离接触器有7个。

一个辅助逆变器与一个输出隔离接触器构成一个组合器件。不同的组合器件会被安装在列车的不同位置。在本发明实施例中，在一个由8车厢组成的列车中，每节车厢上都包括有一个辅助逆变器与输出隔离接触器的组合器件。

母线隔离接触器安装在ac380v母线上，在任意两个输出隔离接触器与ac380v母线的接触点之间都安装有一个母线隔离接触器。

本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置通过设置更多数量的辅助逆变器、输出隔离接触器和母线隔离接触器使得对故障位置的检测更为精准，对短路接地故障单元的范围判断也更为精确，提高了故障检测与故障隔离的精度。

基于上述任一实施例，在本发明实施例中，列车交流漏电检测保护控制装置所包含的辅助逆变器与输出隔离接触器各有2个，母线隔离接触器有1个。

一个辅助逆变器与一个输出隔离接触器构成一个组合器件。不同的组合器件会被安装在列车的不同位置。在本发明实施例中，在一个由8车厢组成的列车中，第一车厢至第四车厢构成第一单元，第五车厢至第八车厢构成第二单元。在第一单元与第二单元中各自安装有一个辅助逆变器与输出隔离接触器的组合器件。

母线隔离接触器安装在ac380v母线上，该母线隔离接触器安装在两个输出隔离接触器与ac380v母线的接触点之间。

本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制装置在判断ac380v母线上的短路接地故障点以及隔离短路接地故障单元的基础上，通过减少辅助逆变器、输出隔离接触器和母线隔离接触器的数量能降低成本。

在上述实施例中，描述了列车交流漏电检测保护控制装置的多种可能的实现方式。但本领域技术人员应当理解，列车交流漏电检测保护控制装置并不限于上述可能的实现方式。根据列车车厢数量、对故障检测精度的实际需求等因素，可调整列车交流漏电检测保护控制装置中的辅助逆变器、输出隔离接触器和母线隔离接触器的数量与安装位置。

基于上述任一实施例，图2为本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制方法的流程图，本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制方法是基于前述实施例所公开的列车交流漏电检测保护控制装置实现的。如图2所示，本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制方法包括：

步骤201、检测辅助逆变器内部的短路故障。

在检测辅助逆变器内部的短路故障时，将辅助逆变器所连接的输出隔离接触器予以断开，然后再检测辅助逆变器内部是否发生了短路故障。例如，若要检测第一辅助逆变器101内部是否发生了短路故障，则需要先断开第一输出隔离接触器105，然后再进行检测。

在本发明的一个实施例中，列车交流漏电检测保护控制装置包括有多个辅助逆变器，在本步骤中，可对这些辅助逆变器各自所连接的输出隔离接触器分别断开，进而达到对所述多个辅助逆变器独立检测内部短路故障的目的。

如何检测辅助逆变器内部是否发生了短路故障是本领域技术人员的公知常识，因此不在此处做重复说明。

步骤202、检测ac380v母线上的短路故障。

在检测ac380v母线上的短路故障时，首先需要断开ac380v母线上的母线隔离接触器。若没有辅助逆变器内部有短路故障，则ac380v母线上的母线隔离接触器均需断开。若有辅助逆变器内部有短路故障，会在本发明另一个实施例中对相关操作予以说明。

然后启动辅助逆变器，闭合与辅助逆变器相连的输出隔离接触器，对ac380v母线上的短路故障进行检测。

由于ac380v母线上的母线隔离接触器已经被断开，因此列车上与ac380v母线相连接的电路已经被分成了多个独立的子电路，在这些独立的子电路中分别启动辅助逆变器，闭合与辅助逆变器相连的输出隔离接触器，实现了对子电路中短路故障的检测。

由于列车上与ac380v母线相连接的电路已经被分成了多个独立的子电路，因此结合现有技术中的短路故障检测方法，可以很容易地知道ac380v母线上的哪一段发生了短路故障。例如，在图1所示的本发明实施例中，若各个辅助逆变器内部均未发生短路，在检测ac380v母线上的短路故障时，第一母线隔离接触器109、第二母线隔离接触器110与第三母线隔离接触器111均被断开，使得列车上与ac380v母线相连接的电路被分成了四个子电路。通过对这四个子电路的分别检测，一旦ac380v母线上发生了短路故障，就可以知道是ac380v母线的哪一段发生了短路故障。例如，第二辅助逆变器102所在的子电路发生了短路故障，就意味着第一母线隔离接触器109与第二母线隔离接触器110之间的ac380v母线发生短路故障。

本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制方法通过辅助逆变器、输出隔离接触器和母线隔离接触器三者之间的配合，能够对辅助逆变器内部的短路故障以及ac380v母线上的短路故障进行检测，并能确定故障的发生位置，提高了列车ac380v的漏电检测自动化水平。

基于上述任一实施例，在本发明实施例中，列车交流漏电检测保护控制方法还包括：

对所检测到的内部发生短路故障的辅助逆变器进行隔离；

相应地，断开母线隔离接触器，启动辅助逆变器，闭合与辅助逆变器相连的输出隔离接触器包括：

断开ac380v母线上非故障部分的母线隔离接触器，启动未被隔离的辅助逆变器，闭合与未被隔离的辅助逆变器相连的输出隔离接触器。

在对辅助逆变器内部的短路故障检测时，有可能会检测到辅助逆变器内部发生了短路故障。在本发明实施例中，需要对内部发生短路故障的辅助逆变器进行隔离。

对发生短路故障的辅助逆变器进行隔离可通过断开该辅助逆变器所连接的输出隔离接触器的方式实现。之前在检测辅助逆变器内部的短路故障时，虽然也需要断开输出隔离接触器，但此类断开属于临时性的断开，在后续操作时可根据需要进行闭合操作。而在隔离发生短路故障的辅助逆变器时，对输出隔离接触器的断开操作是长期性的，在辅助逆变器内部的短路故障被排除前，都不能闭合相应的输出隔离接触器。

一旦对内部发生短路故障的辅助逆变器做了隔离，在断开母线隔离接触器时，需要断开ac380v母线上非故障部分的母线隔离接触器。例如，在图1所示的本发明实施例中，若第三辅助逆变器103内部发生了短路故障，则需要断开第一母线隔离接触器109与第二母线隔离接触器110，第三母线隔离接触器111可保持闭合状态。若第一辅助逆变器101内部发生短路故障，则需要断开第二母线隔离接触器110与第三母线隔离接触器111，第一母线隔离接触器109可保持闭合状态。

当内部发生短路故障的辅助逆变器被隔离后，启动辅助逆变器是指启动未被隔离的辅助逆变器，即如果列车交流漏电检测保护控制装置中没有辅助逆变器被隔离，则所有辅助逆变器均启动，如果有辅助逆变器被隔离，则启动那些未被隔离的辅助逆变器。

类似的，若一辅助逆变器已经被隔离，则与该辅助逆变器相连的输出隔离接触器在辅助逆变器内部的故障被排除前一直被断开，不会在被步骤中被闭合。

例如，在图1所示的本发明实施例中，若第三辅助逆变器103内部发生了短路故障，则在本步骤中，启动可正常工作的第一辅助逆变器101、第二辅助逆变器102和第四辅助逆变器104，闭合第一输出隔离接触器105、第二输出隔离接触器106和第四输出隔离接触器108。

在断开ac380v母线上非故障部分的母线隔离接触器，启动未被隔离的辅助逆变器，闭合与未被隔离的辅助逆变器相连的输出隔离接触器后，就可以对ac380v母线上的短路故障进行检测。

本发明实施例提供的动车组列车交流漏电检测保护控制方法通过辅助逆变器、输出隔离接触器和母线隔离接触器三者之间的配合，能够对辅助逆变器内部的短路故障以及辅助逆变器侧的线路故障进行检测，并能确定故障的发生位置，实现了对故障辅助逆变器的隔离。

基于上述任一实施例，在本发明实施例中，列车交流漏电检测保护控制方法还包括：

根据检测得到的故障发生位置，隔离ac380v母线上发生短路故障的部分。

隔离ac380v母线上发生短路故障的部分通过对母线隔离接触器的断开或闭合状态的控制实现。例如，若第一母线隔离接触器109与第二母线隔离接触器110之间的ac380v母线发生故障，则第一母线隔离接触器109处于断开状态，第二母线隔离接触器110处于断开状态，第三母线隔离接触器111处于闭合状态，保证了ac380v母线的其他部分能够正常工作。

若未检测到有故障发生，则闭合ac380v母线上的所有母线隔离接触器，使得ac380v母线能够正常工作。

本发明实施例提供的列车交流漏电检测保护控制方法通过对故障发生位置的测定，将发生故障的部分进行隔离，使得列车中未发生故障的部分不受到故障的影响，提高了ac380v母线的冗余性，降低了单点故障的影响。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。