[发明专利]机车牵引和辅助系统一体化接地保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力机车、地铁等领域的接地保护技术，尤其涉及一种机车牵引和辅助系统一体化接地保护装置。

背景技术

为电力机车上的电气设备由于绝缘老化或破损造成的接地而设置的保护电路称为机车接地保护。机车发生接地故障时，如不及时保护，一但发生两点或多点接地，则有可能会引发危险的短路、起火甚至爆炸等严重损坏设备或引起人员触电的事故。因此在电力机车的主电路、辅助电路和控制电路中必须设有接地保护。

近年来，我国铁路飞速发展，电气化里程不断增加，电力机车在铁路运输中的比重和作用越来越大，对电力机车的安全可靠性提出了更高的要求，因此电力机车的安全保护装置受到极大的重视。电力机车的保护电路主要包括过电压、过电流、接地和过载保护等，接地保护是保护装置的重要组成部分。机车主电路发生接地故障会造成机车主电路无法正常工作，甚至造成机车电路及器件烧损。因此，灵敏可靠的实时接地检测保护电路对机车安全运行意义重大。

我国现有交直型电力机车主电路检测装置大致分为两种：有源接地检测方式、无源接地检测方式。有源接地检测方式检测设备多、体积大、机械动作繁琐、检修工作两大、检修成本高，且机车运行是振动较大，接地继电器触点易发生闭合或跳开，产生误报警，同时有源接地检测方式需将控制回路110V负极接地，形成控制回路110V和接触网25kV共地的现象，对整个机车控制部分电器产生很大的电磁干扰。无源接地检测方式，不需要外部输入信号，通过交流侧电路及主电路正负母线对地电压波形的变化来判断是否存在接地故障。无源接地检测方式与有源接地检测方式比较，提高了系统检测的精度和可靠性，由于省去了中间运放环节，减小了外部设备对主控制器的影响，提高了系统的抗干扰性，但是无源接地存在一定的保护“死区”，并且必须在高压状态下才能检测接地故障。和谐型电力机车接地保护系统大多采用牵引电路与辅助电路分别使用各自独立的接地保护电路。接地保护电路通常是通过采集多个电流或电压传感器的数据，分别对采集数据进行分析来判断牵引和辅助电路的接地故障。

发明内容

本发明提供一种机车牵引和辅助系统一体化接地保护装置，用于克服现有技术中的缺陷，实现对牵引和辅助电路中任何一点的接地进行实时检测，且不存在盲区，具有检测灵敏、可靠性高、功耗低、寿命长等特点，简化了电路，进一步提高了电力机车的电气化水平，降低了铁路运营成本，大大提高了电力机车运行的安全性和可靠性。

本发明提供一种机车牵引和辅助系统一体化接地保护装置，该装置包括机车牵引主电路和辅助系统电路以及至少两个串联的电阻，所有所述电阻串联后形成的电路与机车牵引主电路和辅助系统电路均并联且并联后形成的电路两端分别连接电源的正极和负极，其中至少一个电阻两端并联有电压传感器，所述电压传感器一端连接该电源的正极或负极，另一端接地。

本发明提供的机车牵引和辅助系统一体化接地保护装置，通过该接地保护装置能同时对牵引电路和辅助系统电路进行接地检测并保护，并且能准确判断出牵引和辅助电路的接地位置，接地保护采用中点接地方式，即将直流输入电压的正极和负极通过电阻串联分压形成中点，这里的中点是指电阻串联的连接点，并通过该中点接地，该设计电路可以对牵引和辅助电路中任何一点的接地进行实时检测，且不存在盲区，具有检测灵敏、可靠性高、功耗低、寿命长等特点，由于主、辅电路采用的是同一套接地保护电路，简化了设计电路，进一步提高了电力机车的电气化水平，降低了铁路运营成本，大大提高了电力机车运行的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的接地保护装置的电路图；

图2为正常状态下辅助负载的对地电压；

图3为正常状态下电机的对地电压；

图4为机车牵引回路接地故障示意图；

图5为图4中D侧接地故障电压传感器输出的波形图；

图6为图4中P侧接地故障电压传感器输出的波形图；

图7为图4中N侧接地故障电压传感器输出的波形图；

图8为辅助系统回路接地故障示意图；

图9为图8中APU侧接地故障电压传感器输出的波形图；

图10为图8中APU P侧接地故障电压传感器输出的波形图；

图11为图8中APU N侧接地故障电压传感器输出的波形图。

具体实施方式