专利名称：机车控制回路的接地检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机车控制回路的接地监测电路。
背景技术：
机车110V直流电源是机车控制单元、信号通讯系统、继电器保 护回路及其他自动装置的工作电源。由于机车运行环境恶劣，110V
电气设备或导线的绝缘损坏常常会造成电路的接地故障，虽然单点接 地故障对机车的运行不会产生影响，但是若出现两处或两处以上的多 点接地故障时，电路可能会产生短路而烧损设备和导线，从而严重影 响机车正常运行的安全性和可靠性。因此对机车直流绝缘监测方法的 研究显得十分重要。
目前，在机车上应用的控制回路接地保护方法主要有两种
l.直流机车上的控制回路接地保护方法
直流机车控制回路接地保护原理如图1所示，L+和L-为控制回 路的正负极，RL为控制回路的负载电阻，Q为接地自动开关，R为接 地限流电阻，K为接地继电器，控制回路L-极通过Q、 R和K的并 联电路接地。当L+极接地时，控制回路正负极通过Q短路，因Q的 动作电流值很�。宰远豎立即动作断开，控制回路电源直 接作用在Rl、 R和K上，K吸和动作，并连锁输出接地故障信号到 机车控制系统，产生报警信号。R限制短路电流，维持机车带故障运 行。目前这种接地保护方式在SS4改、SS4B等直流机车上广泛应用。
这种方法简单，不需要太多的元器件，但这种方法存在明显的缺陷如果L-负极上某点也发生了接地，这种接地保护方式失效，L+ 和L-直接短路，导致机车直流控制系统无法工作，严重者可能烧损 控制回路上的电气设备。
2.电桥法
用电桥法检测机车控制回路接地故障的原理是用直流正负极对地绝缘电阻和任意设置的两个电阻组成电桥，其中绝缘电阻是衡量介 质绝缘性能好坏的物理量，用于此处，即指正负极对地的绝缘程度， 它在数值上等于介质所具有的电阻值。系统正常时，电桥平衡。当控 制回路某一点发生接地时，电桥失去平衡，产生报警信号。目前中华 之星、奥星、哈车和蓝箭等机车上应用了这种接地保护方法。
这种方法简单，但存在明显的缺陷
① 当正负极绝缘电阻均等下降或数值接近时，即使己经超过报 警极限，这种方法无法检测出接地故障；
② 当正负极对地绝缘电阻数值都在正常范围内，但相差很大时， 这种方法会产生误报警。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种基于不 平衡电桥法的机车控制回路接地检测电路，能够实时在线监测直流电 源系统正负母线对地的绝缘电阻，消除接地故障给机车运行带来的安 全隐患。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是， 一种机车控制回路接地检测电路，包括正母线、负母线、负载电阻及正、负母线对 地的绝缘电阻，所述正、负母线与地之间均连接有两条检测支路，一 条由己知电阻构成，另一条由已知电阻和切换开关串联构成。
综上所述，本实用新型提供机车控制回路接地检测电路通过检测 正负母线对地的绝缘电阻大小判定机车控制回路存在的接地故障，克 服了传统方法的不足，对接地故障预先报警，消除接地故障给机车正 常运行带来的安全隐患，提高机车的正常使用效率。
以下结合附图和实施例对本实用新型的工作原理进行详细描述
图1是现有直流机车控制回路接地保护电路原理图2是本实用新型所述接地检测电路原理图。
具体实施方式
参照图2， L+和L-为机车控制回路的正负母线，┴为接地端子， RP和RN分别为待测的正负母线对地的绝缘电阻，RC1、 RC2、 RC3 和RC4为测量用的已知阻值的精密电阻，RC5为负载，S1和S2为切换开关。
设控制回路的电网电压为U， RP//RC3为Rcp， RN//RC4为Rcn ("//"表示两电阻并联)，Rcp、 Rcn对地电压分别为Ucp、 Ucn。其中Ucp和Ucn的大小可以分别通过采集Rc3和Rc4两端的电压得之。 当
开关S1， S2全部断开时，测量RC3和RC4两端电压为UcpO 和UcnO，由图可知，所测的UcpO和UcnO分别为此时正负母线与地 之间的电压，由此可得
Ucp0/Rcp= Ucn0/Rcn (1)
当开关S1闭合，S2断开时，则在正母线与地之间加入了一个标 准电阻RC1，测量此时RC3和RC4两端的电压，得到正负母线与地 之间的电压分别为Ucpl和Ucnl，由此可得
Ucp1/Rcp+Ucp1/Rc1=Ucn1/Rcn (2)
由(1)和(2)式联合可以得到
Rcp=RC1(Ucp0 Ucn1/Ucp1 Ucn0-1)
Rcn=RC1〔(Ucp0 Ucn1-Ucp0 Unc1)/Ucp0 Ucp1〕
由上两式计算出Rcp和Rcn的值，由于RC3和RC4的电阻值已 知，因此可以通过电阻并联原理计算得到控制回路正负母线对地的绝 缘电阻Rp和Rn。
当计算所得的Rp值小于设定值时，系统判定机车控制回路正极 存在接地故障；
当计算所得的Rn值小于设定值时，系统判定机车控制回路负极 存在接地故障。
由原理图可知，在下面两种情况中，也可以通过上述推断方法得 到控制回路正负母线对地的绝缘电阻
① Sl和S2全部断开；Sl断开和S2闭合；
② Sl闭合和S2断开；Sl断开和S2闭合。
进一步的，基于上述监测电路，还可以进行断线判断，其步骤为 设定图中负载RC5上采集的电压是U1 (电网电压)；RC4上采集的电压是U2。将U1和U2进行比较
① 如果Ul为0，则首先判断L-断开；
② 当U1X)V时，正常情况下，由图可知，U1肯定大于U2;如 果L+断开，RC4相当于和RC3、 RC5串联电路并联，将出现U2>U1， 所以当U2>U1>0V时，可判断L+断开；
③ 当U1X)V时，正常情况下，S1闭合S2断开；S1断开S2闭 合，这两种情况下由于阻值的变化导致U2的两次检测电压不同，但 当+断开时，则会造成U2在两种阻值不同的情况下电压相同，所以 当U2的两次检测电压不同时，则判断+断开。
权利要求1、一种机车控制回路接地检测电路，包括正母线、负母线、负载电阻及正、负母线对地的绝缘电阻，其特征是，所述正、负母线与地之间均连接有两条检测支路，一条由已知电阻构成；另一条由已知电阻和切换开关串联构成。
专利摘要本实用新型公开了一种机车控制回路接地检测电路，包括正母线、负母线、负载电阻及正、负母线对地的绝缘电阻，所述正、负母线与地之间均连接有两条检测支路，一条由已知电阻构成，另一条由已知电阻和切换开关串联构成。本实用新型通过检测正负母线对地的绝缘电阻大小判定机车控制回路存在的接地故障，克服了传统方法的不足，对接地故障预先报警，消除接地故障给机车正常运行带来的安全隐患，提高机车的正常使用效率。
文档编号G01R31/08GK201181321SQ20082005290
公开日2009年1月14日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者毛业军, 陈爱军 申请人:南车株洲电力机车有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
