[發明專利]一種鐵路機車輔助變流器輸出接地故障檢測電路、裝置及方法

在審

• 申請號: 202211255970.7
• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115561670A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 江海濤;路超;呂雁文;單寶鈺
• 申請（專利權）人: 中車大連電力牽引研發中心有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明提供一種鐵路機車輔助變流器輸出接地故障檢測電路，通過輔助變流器輸出側三相隔離變壓器的中性點，外加一個電阻和一個電壓傳感器，實現鐵路機車輔助變流器輸出接地故障實時檢測。電壓傳感器檢測到的信號送到輔助變流器控制器中，然后輔助變流器控制器通過電壓傳感器輸出的信號判斷是否發生接地故障，若發生接地故障，將故障信息通過機車網絡系統實時傳輸到機車司機室顯示屏，提示司機機車現在存在輔助變流器輸出接地故障，可以快速定位故障點，同時可以避免更嚴重的事故發生。

技術領域

本發明涉及故障檢測技術領域，具體而言，尤其涉及一種鐵路機車輔助變流器輸出接地故障檢測電路、裝置及方法。

背景技術

鐵路機車包括內燃機車、電力機車或者混合動力機車等類型，不管哪種機車都會配備輔助變流器，輔助變流器主要給輔助設備提供供電電源。機車在使用過程中經常由于輔助設備絕緣處理不當或者老化嚴重，出現絕緣損壞情況，嚴重時造成供電線直接接地，這樣就增加車輛使用人員的觸電風險，嚴重時導致輔助變流器輸出兩相短路，造成輔助變流器故障保護，影響機車正常運行。目前沒有明確的文獻對鐵路機車輔助變流器輸出接地故障進行實時檢測的方法，當機車輔助負載發生單相接地故障時，增加人員觸電風險；發生兩相接地故障時，會造成輔助變流器輸出短路故障，機車無法正常運行，機車只能救援回庫后通過專用設備進行輔助負載的絕緣檢測，進而判斷故障點，浪費大量時間。

如圖1所示是鐵路機車輔助變流器原理示意圖，圖中，Udc為直流母線電壓，APU輔助變流器功率單元模塊，IGBT11～IGBT16是輔助變流器功率單元模塊用的功率開關管，L₁為三相交流濾波電抗器，C₁為三相交流濾波電容器，TR₁為三相隔離變壓器，KM₁為三相交流接觸器，KM₁后面帶的是輔助負載，輔助負載一般是各類散熱風機、壓縮機等負載。一般情況下輔助變流器三相隔離變壓器輸出電壓為3AC380V～3AC440V之間，給輔助負載使用。輔助負載外殼是與機車車體連接的，機車車體通過輪對與大地連接。

以上輔助變流器電路中：

1)當出現輔助負載單相絕緣損壞時，輔助變流器輸出的U₂、V₂、W₂中的一相與輔助負載外殼絕緣電阻就會降低很多，嚴重時U₂、V₂、W₂中的一相與輔助負載外殼直接連接，此時若有人觸碰輔助變流器另外未接地的兩相中的一相，就會發生兩相觸電事故。

2)當出現輔助負載兩相絕緣同時損壞時，就會造成輔助變流器輸出電流不均衡，絕緣損壞嚴重時，即等同于輔助變流器輸出兩相接地，造成輔助變流器輸出短路故障，影響機車運行。

發明內容

根據上述背景技術中提到的技術問題，而提供一種鐵路機車輔助變流器輸出接地故障檢測電路。本發明主要利用

一種鐵路機車輔助變流器輸出接地故障檢測電路，包括：

依次連接的輔助變流器功率單元模塊APU、三相交流濾波電抗器L₁、三相交流濾波電容器C₁、三相隔離變壓器TR₁、三相交流接觸器KM₁，以及與所述三相交流接觸器KM₁連接的輔助負載；

所述輔助變流器功率單元模塊APU中設置有多個功率開關管；

所述三相隔離變壓器TR₁的輸出星形端的中性線上連接在電阻R₁的一端，所述電阻R₁的另外一端接所述輔助負載；所述電阻R₁的兩端還并聯設置有電壓傳感器TV₁。