[實用新型]帶漏電保護功能的礦用直流架線整流電源

無效

• 申請號: 200620158689.1
• 申請日: 2006-12-04
• 公開（公告）號: CN200983557Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 王聰;程紅;胡少英;李彤;盧其威
• 申請（專利權）人: 王聰;程紅;胡少英;李彤;盧其威
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02;H02H3/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張衛華

技術領域

本實用新型涉及一種礦用直流架線整流電源，特別是帶漏電檢測及保護功能的整流電源，屬于電源和漏電保護技術領域。

背景技術

煤礦井下觸電死亡事故時有發生，主要發生在地面高壓和井上井下直流架線電網系統。長期以來，我國煤礦井下直流架線電網一直不具有漏電保護裝置，世界上主要采煤國家的煤礦在井下或井上電機車運輸中大都是利用直流架線電網通過軌道作為回流導體，當人體觸電時，漏電體與負荷(電機車)并聯，且漏電流遠小于負荷電流。因為人體電阻遠大于電樞繞組的直流電阻，所以保護裝置要想真正做到實用、可靠，把漏電流和負荷電流區分開是其技術關鍵。

目前世界上主要采取以下幾種方法來防止人身觸電：保護屏障法，架線電網區段化法，雙架線供電法和漏電保護法。前三種方法存在明顯缺點，均需要改變電網運行狀態，基建費用高。而第四種方法目前大多采用加交流檢測電壓來檢測是否存在漏電，由于直流架線的負載為直流電機，是一較大的電感，它對交流信號有很好的濾波作用，所以在理論上能夠檢測漏電的存在，但具體實施過程中，電網參數不能采用集中參數，必須用分布參數代替架線電網，如分布電容、分布電阻、分布電感等。由于架線電網在不同的地方，這些分布參數是不一樣的，所以常常出現因分布參數的變化導致測試結果不一樣而發生誤差的情況。這種方法至今仍然停留在實驗室研究階段，沒有真正投入實用。

發明內容

鑒于上述，本實用新型將提供一種帶漏電保護功能的礦用直流架線整流電源，它采用完全數字化控制，集直流架線機車整流電源和直流架線漏電保護于一體。

本實用新型通過以下技術方案實現：

一種帶漏電保護功能的礦用直流架線整流電源，它包括：

交流接觸器，用于開關交流電源；

不對稱方波電路，用于提供直流工作電源和測試電源，其串接于所述交流接觸器之后，包括受控直流工作電源電路、反極性直流測試電源電路，以及控制測試電源通斷的測試開關，工作電源電路和測試電源電路并聯；

電流互感器，用于感知反向測試電流，其串接于所述測試電源電路中；

微處理器電路，用于控制所述不對稱方波電路的工作和控制所述交流互感器的通斷，其輸入分別接所述電流互感器的輸出和不對稱方波電路的輸出，其輸出分別控制所述交流接觸器、不對稱方波電路中的工作電源電路和測試電源電路的工作狀態；

上位機，其與所述微處理器電路通訊。

所述不對稱方波電路可采用兩種電路形式：在第一種不對稱方波電路中，工作電源電路為三相可控硅全控橋，測試電源電路為負極性直流電源，測試開關為與測試電源電路串聯的電子開關，該可控硅全控橋的觸發電路和該電子開關受控于所述微處理器電路。在另一種不對稱方波電路中，工作電源電路由三相二極管整流橋和全橋逆變器中的正向橋路串聯構成，測試電源電路為該全橋逆變器中的負向橋路，測試開關為該全橋逆變器中的負向橋路中的電力電子器件，該全橋逆變器中的電力電子器件受控于所述微處理器電路。

微處理器電路定時控制直流工作電源和測試電源交替工作：當控制直流工作電源接通且測試電源斷開時，不對稱方波電路向直流架線提供正向脈動直流電源；當控制測試電源接通且直流工作電源斷開時，不對稱方波電路向直流架線提供負向直流測試電源，同時微處理器電路通過測試電流的大小來獲得架線的絕緣電阻值。若判斷出現絕緣嚴重下降，則停止開通直流工作電源，并切斷主電路中的三相接觸器，從而實現漏電保護。

本實用新型具有以下優點：

1.由于采用微處理器和上位機，可實現數字化控制和智能化處理，因而可根據漏電流的大小和時間正確判斷出是由于電容導致的測試電流還是絕緣降低導致的測試電流超過所設定值，提高了系統的可靠性；

2.由于實現不對稱方波供電時，可以通過控制工作電源和測試電源的接通比例，因而可在滿足漏電保護的需求下，最大限度的輸出工作電源；

3.由于采用微處理器，當人體觸電后引起架線電網絕緣嚴重下降時，系統能夠迅速斷電、切斷主電路中的三相接觸器，從而實現漏電保護，大大減小人體觸電導致的傷亡率；

4.微處理器可將檢測到的數據傳到上位機，上位機能夠將數據通過液晶顯示器顯示，出現漏電故障或系統過載時還可以聲光報警，并記錄故障發生的時間和當時的故障值。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置的系統框圖；

圖2為第一種不對稱方波電路的原理圖；

圖3為第一種不對稱方波電路的輸出波形；

圖4為第二種不對稱方波電路的原理圖；

圖5為第二種不對稱方波電路的輸出波形。