電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)車電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)及方法。故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，包括電源模塊、觸發(fā)模塊、MCU數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、故障檢測模塊、故障設(shè)備甩除模塊和屏幕顯示控制模塊。故障診斷應(yīng)急處理方法是，利用零序電流原理實(shí)時(shí)監(jiān)測、存儲機(jī)車電氣設(shè)備的三相不平衡狀態(tài)與數(shù)據(jù)，在電力機(jī)車的電氣設(shè)備發(fā)生故障后，向其母線注入檢測信號，將收集的數(shù)據(jù)與存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理后定位故障設(shè)備，并對故障設(shè)備甩除模塊進(jìn)行充電，達(dá)到電量要求后停止充電并放電，從而甩除故障設(shè)備。本發(fā)明的使用，既保證了電力機(jī)車的運(yùn)行質(zhì)量，又能確保乘務(wù)員的人身安全，縮短了檢修作業(yè)時(shí)間，提高了檢修效率。
【專利說明】
電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)及方法
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)車電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)及方法。
二、【背景技術(shù)】
[0002]電力機(jī)車在運(yùn)行過程中因電氣設(shè)備故障造成的機(jī)破約占機(jī)車機(jī)破事故的一半以上，尤其是主接地、輔接地造成的跳主斷以及因空轉(zhuǎn)造成的電氣設(shè)備故障都極易造成停車。目前常用的定位故障設(shè)備的方法是乘務(wù)人員對設(shè)備逐個(gè)上電進(jìn)行排查，尤其是在機(jī)車的單值乘要求下，容易處理不當(dāng)，甚至造成機(jī)車損壞和人身傷害，對運(yùn)輸造成嚴(yán)重影響。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，例如中國專利CN201796290U披露了該裝置的故障信息均由電力機(jī)車的低壓柜提供，能夠確定機(jī)車已經(jīng)發(fā)生某種故障，但不能準(zhǔn)確地定位具體故障設(shè)備，并且該裝置故障處理執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制繼電器串入機(jī)車的供電回路，增加了機(jī)車發(fā)生電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]因此，如何能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地定位和排除電力機(jī)車的電氣設(shè)備故障，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:克服目前的作業(yè)方法所存在的缺陷，提供一種在電力機(jī)車的電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)完成電氣設(shè)備的故障定位與甩除的電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:一種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，包括電源模塊、觸發(fā)模塊、MCU數(shù)據(jù)處理模塊、故障檢測模塊、故障設(shè)備甩除模塊和屏幕顯示控制模塊，其中，電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)供電，觸發(fā)模塊用于實(shí)現(xiàn)主回路中電源的控制，MCU數(shù)據(jù)處理模塊采集電力機(jī)車的各種電氣參數(shù)以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，故障設(shè)備甩除模塊實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備的甩除功能；屏幕顯示控制模塊顯示機(jī)車的三相不平衡狀態(tài)和故障信息，提供故障甩除按鈕，也具有對歷史故障信息(包含故障時(shí)間、故障設(shè)備)的記錄和查詢功能。另外，該系統(tǒng)還包括通訊模塊，用來實(shí)現(xiàn)MCU數(shù)據(jù)處理模塊與屏幕顯示控制模塊之間的通訊。
[0007]優(yōu)選地，故障檢測模塊包括檢測信號注入單元和電氣故障檢測單元，檢測信號注入單元在機(jī)車發(fā)生電氣故障后向回路注入交流檢測信號，電氣故障檢測單元實(shí)時(shí)檢測回路中各個(gè)設(shè)備的零序電流。電氣故障檢測單元包含16路電流互感器，設(shè)備的三相電纜線同時(shí)穿過電流互感器且電流互感器分別套接在設(shè)備靠近母線的接線端。
[0008]優(yōu)選地，故障設(shè)備甩除模塊由一個(gè)逆變單元、一個(gè)儲能單元、16個(gè)甩除選擇開關(guān)組成，每個(gè)設(shè)備的斷路器與甩除選擇開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成甩除回路。
[0009]—種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理方法，包括如下步驟:1、利用零序電流原理實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)車電氣設(shè)備的三相不平衡狀態(tài)，通過軟件相關(guān)算法的處理后將該數(shù)據(jù)存儲;2、在電力機(jī)車發(fā)生電氣設(shè)備漏電故障后，向電氣設(shè)備的母線注入檢測信號，通過對返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并與存儲的數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行算法處理后準(zhǔn)確定位故障設(shè)備;3、在定位故障設(shè)備后，對故障設(shè)備甩除模塊進(jìn)行充電，在電量達(dá)到設(shè)備要求后停止充電，然后對故障設(shè)備甩除模塊進(jìn)行放電，從而甩除故障設(shè)備。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:在電力機(jī)車電氣設(shè)備發(fā)生故障后，乘務(wù)人員不僅能夠快速、準(zhǔn)確地定位故障設(shè)備，并根據(jù)屏幕顯示的故障圖標(biāo)和發(fā)出的聲音報(bào)警，提醒乘務(wù)人員點(diǎn)擊故障甩除按鈕從而能夠快速地甩除故障設(shè)備，并維持電力機(jī)車的正常工作，提高了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩院蜋C(jī)車運(yùn)行效率，大大降低了機(jī)車救援成本以及機(jī)務(wù)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)成本。
四、【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的電氣故障檢測原理圖；
[0013]圖3為本發(fā)明的故障設(shè)備甩除模塊原理圖；
五、【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，如圖1-3所示。
[0015]實(shí)施例:一種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，包括電源模塊、觸發(fā)模塊、MCU數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、故障檢測模塊、故障設(shè)備甩除模塊和屏幕顯示控制模塊，其中，電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)供電，觸發(fā)模塊用于實(shí)現(xiàn)主回路中電源的控制，MCU數(shù)據(jù)處理模塊采集電力機(jī)車的各種電氣參數(shù)以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通訊模塊用來實(shí)現(xiàn)MCU數(shù)據(jù)處理模塊與屏幕顯示控制模塊之間的通訊，故障設(shè)備甩除模塊實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備的甩除功能；屏幕顯示控制模塊顯示機(jī)車的三相不平衡狀態(tài)和故障信息，提供故障甩除按鈕，也具有對歷史故障信息(包含故障時(shí)間、故障設(shè)備)的記錄和查詢功能。
[0016]故障設(shè)備甩除模塊由一個(gè)逆變單元、一個(gè)儲能單元、16個(gè)甩除選擇開關(guān)組成，每個(gè)設(shè)備的斷路器與甩除選擇開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成甩除回路。
[0017]故障檢測模塊包括檢測信號注入單元和電氣故障檢測單元，檢測信號注入單元在機(jī)車發(fā)生電氣故障后向回路注入交流檢測信號，電氣故障檢測單元實(shí)時(shí)檢測回路中各個(gè)設(shè)備的零序電流。電氣故障檢測單元共有兩個(gè)，每個(gè)單元獨(dú)立工作，以圖2為例。Kl實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單元的選通，8路互感器分別檢測各自設(shè)備的零序電流，L與N為注入的一路交流檢測信號。
[0018]故障設(shè)備甩除模塊通過制造過流信號使斷路器斷開從而甩除故障設(shè)備，以圖3為例』^2為儲能電容，電容存儲的能量通過1(2，1(3，1(4，1(5，1(6，1(7構(gòu)成的逆變器逆變?yōu)榻涣?，通過變壓器Tl將能量傳至故障設(shè)備甩除電路。取變壓器副邊兩相電，經(jīng)整流橋Dl整為直流，M⑶數(shù)據(jù)處理模塊在接收到甩除指令后首先控制繼電器Ul閉合，電容E3、E4通過電阻Rl充電，在電容電壓達(dá)到400V以上后Ul繼電器斷開K9吸合繼續(xù)充電，電容電壓達(dá)到540V后將Ul和K9斷開然后根據(jù)指令閉合K10，利用電容瞬間放電的大電流制造過流信號甩除故障設(shè)備。其中，電阻Rl的作用是限制充電電流，避免大電流對前端電容或蓄電池造成過大的沖擊，電阻R2用于限流，防止大電流燒毀線纜和設(shè)備。
[0019]本發(fā)明的電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)及方法的使用，既保證了電力機(jī)車的運(yùn)行質(zhì)量，又能確保乘務(wù)員的人身安全，縮短了檢修作業(yè)時(shí)間，提高了檢修效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，包括電源模塊、觸發(fā)模塊、MCU數(shù)據(jù)處理模塊、故障檢測模塊、故障設(shè)備甩除模塊和屏幕顯示控制模塊，其特征在于:故障設(shè)備甩除模塊由一個(gè)逆變單元、一個(gè)儲能單元、16個(gè)甩除選擇開關(guān)組成，每個(gè)設(shè)備的斷路器與甩除選擇開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成甩除回路;其中，電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)供電，觸發(fā)模塊用于實(shí)現(xiàn)主回路中電源的控制，MCU數(shù)據(jù)處理模塊采集電力機(jī)車的各種電氣參數(shù)以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，故障設(shè)備甩除模塊實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備的甩除功能;屏幕顯示控制模塊顯示機(jī)車的三相不平衡狀態(tài)和故障信息，提供故障甩除按鈕，也具有對歷史故障信息(包含故障時(shí)間、故障設(shè)備)的記錄和查詢功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，其特征在于:還包括通訊模塊，用來實(shí)現(xiàn)MCU數(shù)據(jù)處理模塊與屏幕顯示控制模塊之間的通訊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，其特征在于:故障檢測模塊包括檢測信號注入單元和電氣故障檢測單元，檢測信號注入單元在機(jī)車發(fā)生電氣故障后向回路注入交流檢測信號，電氣故障檢測單元實(shí)時(shí)檢測回路中各個(gè)設(shè)備的零序電流。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理系統(tǒng)，其特征在于:電氣故障檢測單元包含16路電流互感器，設(shè)備的三相電纜線同時(shí)穿過電流互感器且電流互感器分別套接在設(shè)備靠近母線的接線端。5.—種電力機(jī)車電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)急處理方法，其特征在于包括如下步驟:1、利用零序電流原理實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)車電氣設(shè)備的三相不平衡狀態(tài)，通過軟件相關(guān)算法的處理后將該數(shù)據(jù)存儲;2、在電力機(jī)車發(fā)生電氣設(shè)備漏電故障后，向電氣設(shè)備的母線注入檢測信號，通過對返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并與存儲的數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行算法處理后準(zhǔn)確定位故障設(shè)備;3、在定位故障設(shè)備后，對故障設(shè)備甩除模塊進(jìn)行充電，在電量達(dá)到設(shè)備要求后停止充電，然后對故障設(shè)備甩除模塊進(jìn)行放電，從而甩除故障設(shè)備。
【文檔編號】G01R31/00GK105911387SQ201610256918
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】黃斐
【申請人】山東云舜智能科技有限公司