一种机车绝缘监测报警装置

专利摘要:
本实用新型涉及一种机车绝缘监测报警装置，包括电流输出单元，信号采集及绝缘状态显示单元及控制单元。电流输出单元包括正、负端电流输出接口；信号采集及绝缘状态显示单元包括正、负端绝缘监测报警器，在不同电信号作用下可输出不同的报警状态；控制单元包括正、负端自动控制开关及控制器。本实用新型可在机车静止及运行全过程自动实时监测机车各电路的绝缘状态，并根据不同绝缘状态输出不同的声光报警状态，接地程度直观可判断；且不需人为操作，可有效减少安全隐患；同时，可通过控制器控制正、负端自动控制开关间隔交替导通，实现机车电路负端和正端绝缘状态的循环监测，避免正、负端同时检测产生的接地点不易区分，可靠性高。
公开号:CN214335124U
申请号:CN202120068728.3U
申请日:2021-01-12
公开日:2021-10-01
发明作者:张铁志；姜宇星；孙长林；刘文滨；王衍江
申请人:Sankeshu Locomotive Depot Of China Railway Harbin Bureau Group Co ltd；
IPC主号:G01R31-12

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及机车绝缘监测技术领域，特别是一种机车绝缘监测报警装置。
[n0002] 内燃机车的辅助电路、控制电路和照明电路等由大量导线和电器组成。为了检查机车电路有无接地故障，以防止导线或电器发生接地而造成误动作或短路烧损，传统方法是在机车上装设两个插口接地试灯，即在电路的正、负端各接一个110伏接地试灯，两接地试灯均连接有插头，在附近车体上设置两个与车体连接的插座，通过人为将两个接地试灯的插头插入对应插座，并根据两个接地试灯的不同显示状态来判断电路是否有接地故障。此种检查机车绝缘状态的方式，存在以下弊端：一是只有人工检查时才显示机车绝缘状态，不能实时监测；二是检测时需要人为目视接地试灯发光情况确认绝缘状态，不具备自动报警提示功能；三是人工检测时手动在电器间作业，存在触电及碰伤等安全隐患；四是传统采用插口接地试灯、插头和插座的设计，可靠性低、故障频发，增加了维修工作量。
[n0003] 本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可在机车静止及运行全过程自动实时监测机车电路的绝缘状态，并根据不同绝缘状态输出不同的声光报警状态，接地程度直观可判断，不需人为操作，可有效减少安全隐患，且正、负端接地点易区分，可靠性高的机车绝缘监测报警装置。
[n0004] 本实用新型采用如下技术方案：
[n0005] 一种机车绝缘监测报警装置，包括有：
[n0006] 电流输出单元，包括设置于机车上的接地点，以机车蓄电池电源正级与接地点之间接口作为正端电流输出接口，以机车蓄电池电源负极与接地点之间接口作为负端电流输出接口，在机车电路绝缘不良时，正端电流输出接口之间或负端电流输出接口之间形成接地电流通路；
[n0007] 信号采集及绝缘状态显示单元，包括分别串联于机车蓄电池电源正极与接地点之间及机车蓄电池电源负极与接地点之间的正端绝缘监测报警器和负端绝缘监测报警器，正、负端绝缘监测报警器在不同电信号作用下可输出不同的报警状态；
[n0008] 控制单元，包括有与正端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间的正端自动控制开关、与负端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间的负端自动控制开关及控制器，控制器连接控制正端、负端自动控制开关。
[n0009] 进一步地，所述机车绝缘监测报警装置还包括有与正端绝缘监测报警器所在支路并联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间的正端灵敏度调节电阻，和/或与负端绝缘监测报警器所在支路并联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间的负端灵敏度调节电阻。
[n0010] 进一步地，所述控制单元还包括有与正端自动控制开关并联的正端手动控制开关及与负端自动控制开关并联的负端手动控制开关。
[n0011] 进一步地，所述控制器采用单片机。
[n0012] 进一步地，所述控制器采用机车蓄电池电源供电，机车蓄电池电源通过电压转换电路电连接控制器并为控制器供电。
[n0013] 进一步地，所述正、负端绝缘监测报警器采用声光报警装置。
[n0014] 进一步地，所述正、负端绝缘监测报警器采用电子闪光蜂鸣器。
[n0015] 进一步地，所述正、负端自动控制开关采用电压控制继电器。
[n0016] 进一步地，所述控制器通过信号输出接口连接并控制电压控制继电器的线圈，正端的电压控制继电器的触点与正端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间，负端的电压控制继电器的触点与负端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间。
[n0017] 进一步地，所述正、负端灵敏度调节电阻的阻值为2.5～4.7kΩ。
[n0018] 由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[n0019] 第一，解决了现有技术中机车只能在人工检测时显示机车绝缘状态，无法实时监测的技术问题，可在机车静止及运行全过程自动实时监测机车各电路的绝缘状态，进行绝缘不良提示，并根据不同绝缘状态输出不同的声光报警状态，接地程度直观可判断；检测过程自动控制、自动报警，不需人为操作，可避免发生触电或碰伤等人身伤害事故，有效减少安全隐患。
[n0020] 第二，可通过控制器控制正、负端自动控制开关间隔交替导通，实现机车电路负端和正端绝缘状态的循环监测，避免正、负端同时检测产生的接地点不易区分问题。
[n0021] 第三，通过设置灵敏度调节电阻，可根据需要调整绝缘监测报警器报警时的接地电阻值，可在电路绝缘低于阈值时自动报警，并且随着绝缘降低亮度和声音逐步提高，实现机车绝缘监测报警装置的灵敏度调节。
[n0022] 第四，采用电子元器件，具有能耗低、可靠性高、体积小的优点。
[n0023] 图1是本实用新型实施例1的机车绝缘监测报警装置的电路图；
[n0024] 图2是本实用新型实施例1的机车绝缘监测报警装置的电路图，图中示出了正、负端的等效接地电阻；
[n0025] 图3是本实用新型实施例2的机车绝缘监测报警装置的电路图，图中示出了正、负端的等效接地电阻。
[n0026] 以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
[n0027] 实施例1
[n0028] 参照图1和图2，本实用新型的一种机车绝缘监测报警装置，包括有电流输出单元、信号采集及绝缘状态显示单元、灵敏度调节单元及控制单元。
[n0029] 电流输出单元，包括设置于机车上的接地点，以机车蓄电池电源正级与接地点之间接口作为正端电流输出接口，以机车蓄电池电源负极与接地点之间接口作为负端电流输出接口，在机车电路绝缘不良时，正端电流输出接口之间或负端电流输出接口之间会形成接地电流通路。机车蓄电池电源在机车停止时的静态电压为96V，在机车启动状态下电压达到110V。
[n0030] 信号采集及绝缘状态显示单元，包括分别串联于机车蓄电池电源正极与接地点之间及机车蓄电池电源负极与接地点之间的正端绝缘监测报警器BUZ1和负端绝缘监测报警器BUZ2，正端绝缘监测报警器BUZ1、负端绝缘监测报警器BUZ2在不同电信号作用下可输出不同的报警状态。正端绝缘监测报警器BUZ1、负端绝缘监测报警器BUZ2采用电子闪光蜂鸣器。
[n0031] 控制单元，包括与正端绝缘监测报警器BUZ1串联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间的正端自动控制开关J1、与负端绝缘监测报警器BUZ2串联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间的负端自动控制开关J2、与正端自动控制开关J1并联的正端手动控制开关K1、与负端自动控制开关J2并联的负端手动控制开关K2及控制器，控制器连接并控制正端自动控制开关J1、负端自动控制开关J2间隔交替导通。控制器采用MCS-51单片机，单片机采用机车蓄电池电源供电，机车蓄电池电源通过110V/5V的电压转换电路电连接单片机并为单片机供电。正端自动控制开关J1、负端自动控制开关J2采用电压控制继电器。正端手动控制开关K1、负端手动控制开关K2采用拨动开关。单片机通过信号输出接口连接并控制正、负端的电压控制继电器的线圈，正端的电压控制继电器的触点与正端绝缘监测报警器BUZ1串联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间，负端的电压控制继电器的触点与负端绝缘监测报警器BUZ2串联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间。
[n0032] 灵敏度调节单元包括与正端绝缘监测报警器BUZ1所在支路并联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间的正端灵敏度调节电阻R1，和与负端绝缘监测报警器BUZ2所在支路并联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间的负端灵敏度调节电阻R2。正端灵敏度调节电阻R1等效于与正端接地电阻R_正并联，负端灵敏度调节电阻R2等效于与负端接地电阻R_负并联。正灵敏度调节电阻R1、负端灵敏度调节电阻R2的阻值为3.3kΩ。
[n0033] 参照图1和图2，本实用新型的机车绝缘监测报警装置，将电流输出单元产生的接地电流通过电子闪光蜂鸣器，电子闪光蜂鸣器采集信号并显示机车电路绝缘状态。通过控制器控制正端自动控制开关J1、负端自动控制开关J2间隔交替导通，循环转换间隔30秒，可避免正、负端同时检测产生的接地点不易区分问题。当控制器控制正端自动控制开关J1导通时，负端自动控制开关J2断开，此时检测机车电路负端是否有接地；当控制器转换控制正端自动控制开关J1断开时，负端自动控制开关J2导通，此时检测机车电路正端是否有接地。如此循环，可实现机车电路负端和正端绝缘状态的循环监测。当机车电源正端或负端绝缘电阻等于40kΩ时，对应的电子闪光蜂鸣器工作电压达到40V左右，此时电子闪光蜂鸣器开始闪光、有较弱报警声音输出，进行绝缘不良提示；随着正端或负端绝缘电阻下降，当电阻为0时，电子闪光蜂鸣器两端电压在机车停止时达到96V，在机车启动状态下达到110V,电子闪光蜂鸣器全亮，并急促报警，提示工作人员进行检查。
[n0034] 实施例2
[n0035] 参照图3，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中不设置正端灵敏度调节电阻R1及负端灵敏度调节电阻R2。
[n0036] 实施例3
[n0037] 本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中不设置正端手动控制开关K1及负端手动控制开关K2。
[n0038] 上述仅为本实用新型的三个具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：包括有：
电流输出单元，包括设置于机车上的接地点，以机车蓄电池电源正级与接地点之间接口作为正端电流输出接口，以机车蓄电池电源负极与接地点之间接口作为负端电流输出接口，在机车电路绝缘不良时，正端电流输出接口之间或负端电流输出接口之间形成接地电流通路；
信号采集及绝缘状态显示单元，包括分别串联于机车蓄电池电源正极与接地点之间及机车蓄电池电源负极与接地点之间的正端绝缘监测报警器和负端绝缘监测报警器，正、负端绝缘监测报警器在不同电信号作用下可输出不同的报警状态；
控制单元，包括有与正端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间的正端自动控制开关、与负端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间的负端自动控制开关及控制器，控制器连接控制正端、负端自动控制开关。
[0002] 2.如权利要求1所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：还包括有与正端绝缘监测报警器所在支路并联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间的正端灵敏度调节电阻，和/或与负端绝缘监测报警器所在支路并联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间的负端灵敏度调节电阻。
[0003] 3.如权利要求1所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述控制单元还包括有与正端自动控制开关并联的正端手动控制开关及与负端自动控制开关并联的负端手动控制开关。
[0004] 4.如权利要求1所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述控制器采用单片机。
[0005] 5.如权利要求1或4所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述控制器采用机车蓄电池电源供电，机车蓄电池电源通过电压转换电路电连接控制器并为控制器供电。
[0006] 6.如权利要求1所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述正、负端绝缘监测报警器采用声光报警装置。
[0007] 7.如权利要求1或6所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述正、负端绝缘监测报警器采用电子闪光蜂鸣器。
[0008] 8.如权利要求1所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述正、负端自动控制开关采用电压控制继电器。
[0009] 9.如权利要求8所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述控制器通过信号输出接口连接并控制电压控制继电器的线圈，正端的电压控制继电器的触点与正端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源正极与接地点之间，负端的电压控制继电器的触点与负端绝缘监测报警器串联并电连接于机车蓄电池电源负极与接地点之间。
[0010] 10.如权利要求2所述的一种机车绝缘监测报警装置，其特征在于：所述正、负端灵敏度调节电阻的阻值为2.5～4.7kΩ。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120068728.3U|CN214335124U|2021-01-12|2021-01-12|一种机车绝缘监测报警装置|CN202120068728.3U| CN214335124U|2021-01-12|2021-01-12|一种机车绝缘监测报警装置|