一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置制造方法及圖紙

一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置。新型動車組車頂絕緣檢測裝置由處理器、控制/顯示面板、逆變器、調壓器、電流/電壓采樣模塊、升壓變壓器、永磁機構、真空滅弧室等組成。該裝置可分為高壓信號發生部分和控制部分。該裝置可提供能滿足車頂高壓設備進行污穢實驗的容量和電壓，實現車頂高壓設備的絕緣測試，其容量小于300VA，最高電壓僅為25kV。該裝置可以模擬受電弓升弓過程中絕緣設備所承受的操作過電壓狀態。該裝置具有數據自動存儲功能，該裝置對因污穢和霧霾引起的高壓設備絕緣性能下降具有修復功能，進而降低了因污穢和霧霾引起的閃絡事故。

【技術實現步驟摘要】
一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置
本專利技術涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置。
技術介紹
高速動車組投運后，由車頂絕緣子閃絡引起的車體絕緣問題逐漸暴露；高速動車組車頂絕緣子的外絕緣性能受到了廣泛關注。車頂絕緣子閃絡時，將造成接觸網故障，甚至燒壞接觸導線和受電弓滑板。動車組車頂高壓絕緣檢測裝置能快速、準確判斷車頂高壓設備是否接地或絕緣降低，防止盲目升弓燒毀接觸網和受電弓，同時為現場提高正點行車率和判斷故障點提供便捷可靠的手段。目前的高壓絕緣檢測裝置是利用動車組的高壓電壓互感器將交流電升壓后在動車組車頂的高壓設備上形成測試電壓，通過檢測漏電流，以判斷高壓設備的絕緣狀態。這種方式的特點是系統簡單和成本低。但是這種方式存在以下問題：①對于沒有高壓電壓互感器的動車組無法采用。②由于高壓電壓互感器的容量較小，不能提供較大的電流，這就使得不能檢測到動車組高壓電器的真實絕緣狀態。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了，設計了一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：新型動車組車頂絕緣檢測裝置由處理器、控制/顯示面板、逆變器、調壓器、電流/電壓采樣模塊、升壓變壓器、永磁機構、真空滅弧室等組成。該裝置可分為高壓信號發生部分和控制部分，前者安裝在車頂，后者安裝在車廂的電器柜中。所述的高壓信號發生部分主要由調壓器、升壓變壓器、真空開關、電流和電壓傳感器等組成。主要完成高電壓的產生、控制和測量。所述的控制部分由嵌入式單片機、數字電路、AD變換、操控軟件設計等組成，主要完成人機的交互、信號的采集、故障判斷、現場操作指導。所述的升壓變壓器變比為1:200,可將調壓器輸出端的0～190V工頻交流電變至0～35kV工頻交流電。相比互感器升壓方式，使用專用的升壓變壓器可以提供更大輸出功率和更高的測試電壓，可以更容易地檢測出車頂高壓設備絕緣系統的絕緣缺陷。所述的真空滅弧室的上端（靜觸頭）接入動車組車頂母線，下端（動觸頭）接升壓變壓器的輸出端。在中軸線下方安裝一臺開關操作機構，用來斷開和閉合真空滅弧室中的動、靜觸頭。所述的系統的開關操作機構采用高壓永磁開關，永磁機構采用對稱式雙穩態結構，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。為了產生電磁吸力驅動鐵芯運動，必須給永磁機構的分、合閘線圈通電，使其達到一定的勵磁安匝數，這樣才能滿足真空開關的分、合閘速度要求。所述的逆變器的整個電路分為兩大部分：第一部分采用高精度PWM（脈寬調制）芯片和MCU（微電腦處理器）組成控制電路，第二部分電路則是利用橋式整流、濾波電路將高頻交流電轉為400V左右的的直流，利用MCU程序產生的SPWM調制技術與IGBT功率管組成的輸出電路將400V直流轉為標準的220V工頻交流電。本專利技術的有益效果是：該裝置采用了獨立的高壓測量裝置，可提供能滿足車頂高壓設備進行污穢實驗的容量和電壓。已有的相關資料表明：利用機車上安裝的高壓電壓互感器的一、二次繞組的電壓變化來實現車頂高壓設備的絕緣測試，其容量小于300VA，最高電壓僅為25kV。而根據在人工氣候實驗室進行四級污穢實驗的數據表明車頂高壓設備發生污穢閃絡時，高壓實驗設備應能提供3000VA的容量。故該系統的容量為3000VA，電壓為0～30kV。該裝置可以模擬受電弓升弓過程中絕緣設備所承受的操作過電壓狀態。該裝置具有數據自動存儲功能，這些數據為裝置提供了科學、準確的絕緣性能判斷依據，同時也為車頂高壓設備的絕緣設計提供了真實、可靠的參考數據，這些數據為以后絕緣在線監測提供了參考。該裝置對因污穢和霧霾引起的高壓設備絕緣性能下降具有修復功能，進而降低了因污穢和霧霾引起的閃絡事故。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是系統原理框圖。圖2是逆變器原理圖。具體實施方式如圖1所示，新型動車組車頂絕緣檢測裝置由處理器、控制/顯示面板、逆變器、調壓器、電流/電壓采樣模塊、升壓變壓器、永磁機構、真空滅弧室等組成。該裝置可分為高壓信號發生部分和控制部分，前者安裝在車頂，后者安裝在車廂的電器柜中。高壓信號發生部分主要由調壓器、升壓變壓器、真空開關、電流和電壓傳感器等組成。主要完成高電壓的產生、控制和測量。控制部分由嵌入式單片機、數字電路、AD變換、操控軟件設計等組成，主要完成人機的交互、信號的采集、故障判斷、現場操作指導。該檢測裝置采用逆變器，將機車的24V直流電壓轉換為220V交流電壓，再將220V交流電壓轉化為0～250V連續可變化的交流電壓（根據系統檢測需要可隨時調整），再將此電壓經過高壓變壓器轉換為高壓（最高不超過30kV），并經過永磁高壓開關與絕緣子接電端相連接。高壓變壓器的接地端則與絕緣子的接大地端（車體）相連并在其間串接電流互感器的初級。電流互感器的次級線圈連接于操控系統，用于信號采集。系統上電后，操控系統首先進行自檢，確認檢測系統自身各部件及整體都工作正常后，處于等待命令狀態。根據命令對相關的部件（調壓器、開關等）進行調整控制，最終，通過對漏電流信號的采集、比較、判斷等作出警告、正常等提示并顯示漏電流值；同時將本次檢測數據保存或通報上級系統以備以后查詢。如果車頂的絕緣子的絕緣性能很好，則電流互感器初級未形成回路，電流傳感器次級線圈應沒有信號。如果車項絕緣子的絕緣性能變差，導致初級形成回路，回路中的漏電流在電流傳感器次級生成感應電流。操作控制系統根據操控命令采集該電流信號，根據電流（電壓）的大小強度，判斷車項絕緣子的絕緣性能的損壞程度。電流越大，絕緣性能越差。根據系統設定，目前可測絕緣端漏電流的大小范圍不大于100mA。高壓信號發生器包括試驗變壓器、開關操作機構、真空滅弧室（真空泡）等部分。真空滅弧室固封在環氧澆注筒中，在其正下方機箱中安裝一臺永磁機構，用絕緣拉桿鏈接真空滅弧室動觸頭和永磁機構的驅動桿。真空滅弧室動觸頭通過軟連接、導線接到升壓變壓器高壓輸出端，升壓變壓器從航空插頭獲取調壓器送來的0～190V工頻交流電，并升壓至0～35kV。永磁機構通過航空插頭從控制箱中獲取分、合信號來驅動真空滅弧室內動、靜觸頭閉合或斷開，閉合時，高壓檢測信號加載在高壓母線上。變壓器測量端將感應到的檢測電壓和泄露電流通過航空插頭送至控制機箱作處理分析。如圖2所示，逆變器的整個電路分為兩大部分：第一部分采用高精度PWM（脈寬調制）芯片和MCU（微電腦處理器）組成控制電路，利用MOS管和高頻變壓器組成的開關電路，將電瓶提供的24V直流電，通過高頻PWM開關電源技術轉換成40kHz左右的高頻交流電；第二部分電路則是利用橋式整流、濾波電路將高頻交流電轉為400V左右的的直流，利用MCU程序產生的SPWM調制技術與IGBT功率管組成的輸出電路將400V直流轉為標準的220V工頻交流電，本電路最大輸出功率3000W，功率因數高達95%以上。直流輸入端采用先進的反灌雜音抑制技術，內置精密的反噪聲倒灌裝置和濾波器，符合電磁兼容標準，與其他設備共用蓄電池時互不干擾，避免對蓄電池產生干擾。同時其負載適應性強，在額定功率內，無論是容性負載，還是感性負載都可正常使用。具備體積小，重量輕，保護全，精度高，響應快等特點。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置，由處理器、控制/顯示面板、逆變器、調壓器、電流/電壓采樣模塊、升壓變壓器、永磁機構、真空滅弧室等組成；該裝置可分為高壓信號發生部分和控制部分，前者安裝在車頂，后者安裝在車廂的電器柜中。

【技術特征摘要】
1.一種新型動車組車頂絕緣檢測裝置，由處理器、控制/顯示面板、逆變器、調壓器、電流/電壓采樣模塊、升壓變壓器、永磁機構、真空滅弧室等組成；該裝置可分為高壓信號發生部分和控制部分，前者安裝在車頂，后者安裝在車廂的電器柜中。2.根據權利要求1所述的新型動車組車頂絕緣檢測裝置，其特征是所述的高壓信號發生部分主要由調壓器、升壓變壓器、真空開關、電流和電壓傳感器等組成；主要完成高電壓的產生、控制和測量。3.根據權利要求1所述的新型動車組車頂絕...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許亞夫，
申請(專利權)人：許亞夫，
類型：發明
國別省市：遼寧,21