列車絕緣檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種列車絕緣檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括列車絕緣檢測控制裝置和列車車頂絕緣檢測裝置：列車車頂絕緣檢測裝置包括：環(huán)氧澆注筒、真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭、永磁機(jī)構(gòu)，永磁機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動桿，通過絕緣拉桿與動觸頭相連接，當(dāng)永磁機(jī)構(gòu)接收到接通信號后驅(qū)動驅(qū)動桿，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內(nèi)接觸，檢測高壓信號通過動觸頭和靜觸頭加載到待測物上；當(dāng)永磁機(jī)構(gòu)接收到斷開信號后驅(qū)動驅(qū)動桿，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內(nèi)斷開；列車絕緣檢測控制裝置包括逆變器、處理器、調(diào)壓器、高壓發(fā)生器、電壓傳感器、電流傳感器，處理器根據(jù)檢測電壓信號和檢測電流信號判斷絕緣性。本發(fā)明性價比好，電氣性能好，漏電痕跡指標(biāo)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】列車絕緣檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及列車絕緣檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種列車絕緣檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著時代的發(fā)展，使用鐵路運輸人員和貨物的需求也越來越大，而現(xiàn)在列車的主 流是電力機(jī)車。
[0003] 因為列車運行范圍大，不同地域之間的地理條件差異大，而且有平原地區(qū)、丘陵地 域和各種河流流域。加之海拔高度變化也不同，爬坡情況也很多。
[0004] 在列車運行后，均需要進(jìn)行絕緣檢測，而現(xiàn)有的絕緣檢測裝置檢測的絕緣檢測效 果均很差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種列車絕緣檢測系統(tǒng)，可以有效對 列車進(jìn)行絕緣檢測。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種列車絕緣檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括列車絕緣 檢測控制裝置和列車車頂絕緣檢測裝置：
[0007] 所述列車車頂絕緣檢測裝置包括：
[0008] 環(huán)氧澆注筒，用于絕緣和密封；
[0009] 真空滅弧室，容置在所述環(huán)氧澆注筒內(nèi)；
[0010] 靜觸頭，位于所述真空滅弧室內(nèi)，并從所述環(huán)氧澆注筒伸出；
[0011] 動觸頭，位于所述環(huán)氧澆注筒內(nèi)，用于接收外部的高壓發(fā)生器發(fā)出的檢測高壓信 號；
[0012] 永磁機(jī)構(gòu)，所述永磁機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動桿，通過絕緣拉桿與所述動觸頭相連接，當(dāng)所述 永磁機(jī)構(gòu)接收到接通信號后驅(qū)動驅(qū)動桿，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內(nèi)接觸，所述檢 測高壓信號通過動觸頭和靜觸頭加載到待測物上；當(dāng)所述永磁機(jī)構(gòu)接收到斷開信號后驅(qū)動 驅(qū)動桿，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內(nèi)斷開；
[0013] 所述列車絕緣檢測控制裝置包括：
[0014] 逆變器，用于將接收到的機(jī)車直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；
[0015] 處理器，用于產(chǎn)生控制信號；
[0016] 調(diào)壓器，與所述處理器和逆變器相連接，用于在處理器的控制下將所述交流電壓 轉(zhuǎn)換為連續(xù)可變交流電壓；
[0017] 高壓發(fā)生器，與所述調(diào)壓器相連接，用于將所述連續(xù)可變交流電壓轉(zhuǎn)化為檢測高 壓信號，所述高壓發(fā)生器的接地端與列車車體相連接；
[0018] 電壓傳感器，與所述處理器相連接，用于當(dāng)所述檢測高壓信號加載到所述列車車 體的待測物上時，產(chǎn)生檢測電壓信號并發(fā)送給所述處理器；
[0019] 電流傳感器，與所述處理器相連接，用于當(dāng)所述檢測高壓信號加載到所述列車車 體的待測物上時，產(chǎn)生檢測電流信號并發(fā)送給所述處理器，所述處理器根據(jù)檢測電壓信號 和檢測電流信號判斷絕緣性。
[0020] 進(jìn)一步的，所述環(huán)氧澆注筒的材質(zhì)為環(huán)氧絕緣材料.
[0021] 進(jìn)一步的，所述列車車頂絕緣檢測裝置還包括機(jī)構(gòu)箱，所述永磁機(jī)構(gòu)話高壓發(fā)生 器容置在所述機(jī)構(gòu)箱內(nèi)。
[0022] 進(jìn)一步的，所述列車車頂絕緣檢測裝置還包括蓋板，蓋合在所述結(jié)構(gòu)箱上。
[0023] 進(jìn)一步的，所述待測物為車頂絕緣子。
[0024] 進(jìn)一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括存儲器，與所述處理器相連接。
[0025] 進(jìn)一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括顯示器，與所述處理器相連接。
[0026] 進(jìn)一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括USB接口，與所述處理器相連接。
[0027] 進(jìn)一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括時鐘芯片，與所述處理器相連接。
[0028] 本發(fā)明性價比好，電氣性能好，漏電痕跡指標(biāo)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；阻燃型產(chǎn)品阻燃級通 過UL論證V-0級。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明列車絕緣檢測系統(tǒng)的示意圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明列車絕緣檢測系統(tǒng)的列車車頂絕緣檢測裝置的示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明列車絕緣檢測系統(tǒng)的列車絕緣檢測控制裝置的示意圖；
[0032] 圖4為本發(fā)明列車絕緣檢測系統(tǒng)的列車絕緣檢測方法的流程圖；
[0033] 圖5是列車絕緣檢測方法的檢測原理圖。

【具體實施方式】
[0034] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0035] 圖1為本發(fā)明列車絕緣檢測系統(tǒng)的示意圖，如圖所示，列車絕緣檢測系統(tǒng)包括列 車絕緣檢測控制裝置1和列車車頂絕緣檢測裝置2。
[0036] 圖2為本發(fā)明列車絕緣檢測系統(tǒng)的列車車頂絕緣檢測裝置的示意圖，如圖所示， 列車車頂絕緣檢測裝置包括：環(huán)氧澆注筒21、真空滅弧室22、靜觸頭23、動觸頭24和永磁 機(jī)構(gòu)25。
[0037] 環(huán)氧澆注筒21利用絕緣材料制作，例如環(huán)氧樹脂。真空滅弧室22容置在環(huán)氧澆 注筒21內(nèi)，并且是固封在環(huán)氧澆注筒21內(nèi)。靜觸頭23位于真空滅弧室22內(nèi)，并從環(huán)氧澆 注筒21伸出；動觸頭24位于環(huán)氧澆注筒21內(nèi)，與外部的高壓發(fā)生器10相連接，接收檢測 高壓信號；永磁機(jī)構(gòu)25具有驅(qū)動桿250,通過絕緣拉桿26與動觸頭24相連接，當(dāng)永磁機(jī)構(gòu) 25接收到接通信號后驅(qū)動驅(qū)動桿250,將動觸頭24與靜觸頭23在真空滅弧室23內(nèi)接觸， 檢測高壓信號通過動觸頭24和靜觸頭23加載到待測物上；當(dāng)永磁機(jī)構(gòu)25接收到斷開信號 后驅(qū)動驅(qū)動桿250,將動觸頭24與靜觸頭23在真空滅弧室22內(nèi)斷開。
[0038] 永磁機(jī)構(gòu)25通過控制得電動作，上推和下拉：上推時，壓動開關(guān)體內(nèi)絕緣拉桿26 帶動觸頭彈簧和傳動件使真空滅弧室22內(nèi)的動觸頭24閉合，并以恒定壓力壓緊使動觸頭 24和靜觸頭23壓緊；下拉時，同樣通過開關(guān)體內(nèi)絕緣拉桿26拉開滅弧室的動觸頭24,使開 關(guān)打開；在開關(guān)動作的同時，安裝在永磁機(jī)構(gòu)25上的接近開關(guān)同時上下移動，打開或閉合。
[0039] 作為絕緣檢測系統(tǒng)車頂裝置對于絕緣檢測系統(tǒng)可靠運行的重要性是不言而喻的。 對于高壓真空開關(guān)（一般開關(guān)也如此），保證其可靠性設(shè)計的關(guān)鍵是：滅弧室的應(yīng)用、絕緣 設(shè)計、操動機(jī)構(gòu)及傳動、控制器及附件設(shè)計。
[0040] 真空滅弧室22作為隔離開關(guān)，實際開斷電流僅為毫安級，遠(yuǎn)小于額定開關(guān)電流 (630A)，因此其壽命和安全性將進(jìn)一步提高。真空滅弧室22需要的閉合力為600-800N，永 磁機(jī)構(gòu)25閉合力設(shè)計為2200N，長時間運用后即使發(fā)生一點退磁也可保證裝置正常使用。 絕緣拉桿26作為傳動部件充分保正可靠性和同步性。動觸頭24拉桿采用了環(huán)氧樹脂固封 進(jìn)行制作，減少了運動部分的質(zhì)量，為分合閘提供了一定的便利。
[0041] 環(huán)氧絕緣材料由于其優(yōu)良的絕緣、理化性能在高壓電器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。采 用了戶外環(huán)氧樹脂為開關(guān)的主絕緣件，其有更好的電氣，機(jī)械綜合性能，有利于減輕車頂部 分的體積和重量。其具有耐紫外線性、憎水性和自潔性，使裝置的日常保養(yǎng)大大簡化。
[0042] 27. 5kV電壓等級，空氣濕度100 %飽和情況下，安全空氣絕緣距離彡360mm，可以 符合有關(guān)要求。
[0043] 根據(jù)27. 5kV接觸網(wǎng)電器強(qiáng)度的有關(guān)規(guī)定，設(shè)計外爬距為1.lm、內(nèi)爬距為0. 6m，對 地耐壓為100kV/l分鐘。
[0044] 控制器采用低功耗微處理器，輸出采用大功率電力電子器件，主要元器件采用軍 品級元件，電流電壓留有裕度，整個控制電路加強(qiáng)了電磁兼容抗擾度設(shè)計。電源供給由電容 提供。接近開關(guān)采用100萬次壽命的接近開關(guān)，可靠性高。
[0045] 真空滅弧室22直澆在環(huán)氧絕緣子中上端（靜觸頭）接入動車組車頂母線，下端 (動觸頭）接升高壓發(fā)生器10的輸出端。在中軸線下方安裝一臺永磁機(jī)構(gòu)用來斷開和閉合 真空滅弧室中的動觸頭和靜觸頭。真空滅弧室額定工作電壓40. 5kV，短時工頻耐受電壓達(dá) 100kV，額定電流630A，開距14mm，機(jī)械壽命20000次。真空滅弧室代替?zhèn)鹘y(tǒng)開關(guān)不僅增加 了安全性，提高了穩(wěn)定性。而且杜絕了在帶電分、合閘時的拉弧、放電現(xiàn)象。
[0046] 永磁機(jī)構(gòu)25采用對稱式雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，無論在合閘位置和分閘位置，其保持力均由 釹鐵硼永久磁鐵提供。永磁機(jī)構(gòu)由七個主要零件組成：為靜鐵心，為機(jī)構(gòu)提供磁路通道，對 于方形結(jié)構(gòu)一般采用硅鋼片疊形結(jié)構(gòu)，圓形結(jié)構(gòu)則采用電工純鐵；動鐵心是整個機(jī)構(gòu)中最 主要的運動部件，一般采用電工純鐵結(jié)構(gòu)；永久磁體為機(jī)構(gòu)提供保持時所需要的動力；為 分閘線圈和合閘線圈；為驅(qū)動桿，是操動機(jī)構(gòu)與開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)之間的連接紐帶。為驅(qū)動桿， 是操動機(jī)構(gòu)與開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)之間的連接紐帶。為了產(chǎn)生電磁吸力驅(qū)動鐵心運動，必須給永 磁機(jī)構(gòu)的分、合閘線圈通電，使其達(dá)到一定的勵磁安匝數(shù)，這樣才能滿足真空開關(guān)的分、合 閘速度要求。檢測裝置中采用大容量電容器作為電源，有脈沖電流大、充電時間短、沒有充 電過量的危險、可并聯(lián)使用、體積小、壽命長、經(jīng)濟(jì)實用等優(yōu)點。
[0047] 再如圖2所示，所述裝置還包括機(jī)構(gòu)箱27和蓋板28,永磁機(jī)構(gòu)25和外部高壓發(fā)生 器10容置在機(jī)構(gòu)箱27內(nèi)，而蓋板28蓋合在結(jié)構(gòu)箱27上。
[0048] 具體的，列車車頂絕緣檢測裝置位于列車的車頂，真空滅弧室22固封在環(huán)氧澆注 筒21中，在其正下方結(jié)構(gòu)箱27中安裝一臺永磁機(jī)構(gòu)25,用絕緣拉桿26鏈接真空滅弧室動 觸頭24和永磁機(jī)構(gòu)25的驅(qū)動桿250。真空滅弧室動觸頭24通過軟連接、導(dǎo)線接到外部高 壓發(fā)生器10輸出端、高壓發(fā)生器10從航空插頭獲取調(diào)壓器送來的0-190V工頻交流電，并 升壓至0-35kV。永磁機(jī)構(gòu)25通過航空插頭獲取分、合信號來驅(qū)動真空滅弧室內(nèi)動觸頭24、 靜觸頭23閉合或斷開，閉合時，高壓檢測信號加載在高壓母線上。測量端將感應(yīng)到的檢測 電壓和泄露電流通過航空插頭送至控制器做處理分析。
[0049]1、車頂部分電場計算與分析
[0050] 為了使列車車頂絕緣檢測裝置盡可能體積小，對其電場分布進(jìn)行了數(shù)值分析和優(yōu) 化設(shè)計，在實際運行電壓為30kV下空氣中的最大電場強(qiáng)度小于3kV/mm，而絕緣材料中的最 大場強(qiáng)遠(yuǎn)小于其擊穿場強(qiáng)。因此該裝置部分絕緣性能安全可靠。
[0051] 2、車頂部分空氣動力學(xué)空氣阻力計算與分析
[0052] 絕緣檢測車頂部分在行車運行中，將受到空氣對其形成的一種反向作用力，即空 氣阻力Fw，其表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括列車絕緣檢測控制裝置和列車 車頂絕緣檢測裝置： 所述列車車頂絕緣檢測裝置包括： 環(huán)氧澆注筒，用于絕緣和密封； 真空滅弧室，容置在所述環(huán)氧澆注筒內(nèi)； 靜觸頭，位于所述真空滅弧室內(nèi)，并從所述環(huán)氧澆注筒伸出； 動觸頭，位于所述環(huán)氧澆注筒內(nèi)，用于接收外部的高壓發(fā)生器發(fā)出的檢測高壓信號； 永磁機(jī)構(gòu)，所述永磁機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動桿，通過絕緣拉桿與所述動觸頭相連接，當(dāng)所述永磁 機(jī)構(gòu)接收到接通信號后驅(qū)動驅(qū)動桿，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內(nèi)接觸，所述檢測高 壓信號通過動觸頭和靜觸頭加載到待測物上；當(dāng)所述永磁機(jī)構(gòu)接收到斷開信號后驅(qū)動驅(qū)動 桿，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內(nèi)斷開； 所述列車絕緣檢測控制裝置包括： 逆變器，用于將接收到的機(jī)車直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓； 處理器，用于產(chǎn)生控制信號； 調(diào)壓器，與所述處理器和逆變器相連接，用于在處理器的控制下將所述交流電壓轉(zhuǎn)換 為連續(xù)可變交流電壓； 高壓發(fā)生器，與所述調(diào)壓器相連接，用于將所述連續(xù)可變交流電壓轉(zhuǎn)化為檢測高壓信 號，所述高壓發(fā)生器的接地端與列車車體相連接； 電壓傳感器，與所述處理器相連接，用于當(dāng)所述檢測高壓信號加載到所述列車車體的 待測物上時，產(chǎn)生檢測電壓信號并發(fā)送給所述處理器； 電流傳感器，與所述處理器相連接，用于當(dāng)所述檢測高壓信號加載到所述列車車體的 待測物上時，產(chǎn)生檢測電流信號并發(fā)送給所述處理器，所述處理器根據(jù)檢測電壓信號和檢 測電流信號判斷絕緣性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)氧澆注筒的材質(zhì)為 環(huán)氧絕緣材料.
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述列車車頂絕緣檢測裝 置還包括機(jī)構(gòu)箱，所述永磁機(jī)構(gòu)話高壓發(fā)生器容置在所述機(jī)構(gòu)箱內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述列車車頂絕緣檢測裝 置還包括蓋板，蓋合在所述結(jié)構(gòu)箱上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述待測物為車頂絕緣子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括存儲器，與所述處理器相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括顯示器，與所述處理器相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括USB接口，與所述處理器相連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括時鐘芯片，與所述處理器相連接。
【文檔編號】G01R31/12GK104330717SQ201410673744
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】劉社利, 韓社教 申請人:西安伯龍高鐵電氣有限公司