[实用新型]一种交流、直流两用电压互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机车用电压互感器领域，尤其涉及一种交流、直流两用电压互感器。

背景技术

随着电气化铁路的发展，铁路设施对电压互感器的性能要求越来越高。目前，大多数电力机车是采用电磁式电压互感器来监测接触网电压；但电磁式电压互感器存在以下缺点：①电磁式电压互感器主要依靠铁芯来运作，因此使得电磁式电压互感器不仅体积大、成本高，而且不易于安装；②电磁式电压互感器的铁芯容易产生谐振，因此电磁式电压互感器容易受到谐振的影响而导致整体损坏；③电磁式电压互感器的二次绕组侧的输出电压一般为100v，因此电磁式电压互感器不能与电力机车的控制单元直接相连。

为了克服电磁式电压互感器的上述缺点，一些厂商开始研发电力机车上使用的电子式电压互感器，并采用电子式电压互感器来监测接触网电压；但是，现有的电子式电压互感器至少还存在以下的不足：

①现有的电子式电压互感器只能适用于交流电力系统，无法应用在直流电力系统中,这严重限制了电子式电压互感器的应用范围。

②现有的电子式电压互感器的保护装置采用了通用电压互感器的保护措施，未充分考虑电力机车自身的复杂电磁环境、电力机车的运行特点和获取电能的特点等因素，因此其保护装置的保护能力较弱，可能造成电子式电压互感器的整体损坏。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种交流、直流两用电压互感器，不仅能够适用于交流和直流两种电力系统，而且结构简单、可靠性高、通用性强、便于安装。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种交流、直流两用电压互感器，串联于高压母线与公共接地端之间，包括：绝缘外壳1、箱体2、高压臂电阻4、低压臂电阻5、保护装置6、电压信号处理单元7和航空插座8；

绝缘外壳1设置于箱体2的顶部，并且绝缘外壳1与箱体2之间设有定位座3；

绝缘外壳1的内部设有空腔11；高压臂电阻4、低压臂电阻5和保护装置6均设于该空腔11内；高压臂电阻4的高压端与设于绝缘外壳1顶部的高压电极接线柱9电连接，并且该高压电极接线柱9与高压母线电连接；高压臂电阻4的低压端与低压臂电阻5的高压端电连接，低压臂电阻5的低压端与公共接地端电连接；保护装置6的输入端与低压臂电阻5并联；

电压信号处理单元7设于箱体2的内部，并且电压信号处理单元7的输入端与保护装置6的输出端电连接；航空插座8设于箱体2的外部，并且电压信号处理单元7的输出端与航空插座8电连接；

电压信号处理单元7包括直流电识别电路、交流电识别电路、直流电输出控制电路和交流电输出控制电路；直流电识别电路的输入端和交流电识别电路的输入端并联在保护装置6的输出端；直流电识别电路的输出端与直流电输出控制电路的输入端电连接；交流电识别电路的输出端与交流电输出控制电路的输入端电连接；直流电输出控制电路的输出端与交流电输出控制电路的输出端并联在航空插座8上。

优选地，所述的直流电识别电路包括：第一高阻抗电压跟随电路、第十五电阻R15、第七二极管D7、第四一电阻R41、第四二电容C42、第一电压比较电路、第一模拟开关芯片U7和第二高阻抗电压跟随电路；

第一高阻抗电压跟随电路的输入端与保护装置6的输出端电连接；第一高阻抗电压跟随电路的输出端通过第十五电阻R15与第四二电容C42的一端及第一电压比较电路的第一比较电压输入端电连接；第四二电容C42的另一端与公共接地端电连接；

第七二极管D7的阴极与第一高阻抗电压跟随电路的输出端电连接；第七二极管D7的阳极与第四一电阻R41串联，并通过第四一电阻R41电连接在第十五电阻R15与第四二电容C42之间；

第一电压比较电路的第二比较电压输入端接入大于或等于0.18V，并且小于0.24V的直流输入电压；第一电压比较电路的比较结果输出端与第一模拟开关芯片U7的片选信号输入引脚In电连接；

第一模拟开关芯片U7的第一电压输入引脚SA与公共接地端电连接；第一模拟开关芯片U7的第二电压输入引脚SB与第一高阻抗电压跟随电路的输出端电连接；第一模拟开关芯片U7的电压输出引脚D与第二高阻抗电压跟随电路的输入端电连接，并通过第二高阻抗电压跟随电路与直流电输出控制电路的输入端电连接。

优选地，所述的交流电识别电路包括：第三高阻抗电压跟随电路、第四零电阻R40、第七二二极管D72、第九二二极管D92、第八二二极管D82、第二九一电阻R291、第四二电阻R42、第五电容C5、第二电压比较电路和第二模拟开关芯片U82；