dc600v供电客车干线在线绝缘监测装置设计

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1、第三届铁路安全风险管理及技术装备研讨会DC600V供电客车干线在线绝缘监测装置设计郭志刚李国平比较电力机车DC600V电源装置和客车DC600V供电系统，两者的接地绝缘监测保护原理不同，导致经常出现机车与客车的漏电监测显示不一致问题。铁道部有关部门自2007年以来多次召开相关会议研究解决此问题，为此青岛四方车辆研究所有限公司组织人员进行了研发并装车使用。1研制背景自2004年起，新造25G型铁道客车基本上均采用了DC600V供电制式，由电力机车的DC600V电源装置供电。铁道部也对运用机车、客车的电气绝缘做出了明确规定，要求在库

2、内进行检测并确保出库质量良好。由电力机车供电的DC600V系统，分别在机车和客车装设了DC600V绝缘检测设备：按照分级保护原则，客车采用漏电流传感器使用电流法测试本车漏电值，发生漏电时可判定列车中具体的漏电车辆，测试结果为漏电流；电力机车采用中性点接地并采用电压法测试方式测试，测试的是全列DC600V绝缘情况，测试结果为对地电压，需要换算后才能得出漏电流值。二者检测原理和电路结构有所不同，运用中偶尔发生机车指示DC600V存在接地故障，而客车漏电检测正常的情况，故障判断不易，导致处理时间过长，影响了列车始发。电力线绝缘检测主要

3、分离线和在线检测两大类。离线式主要采用兆欧表（摇表）或其他能够施加绝缘测试电压的设备在电力线投入工作前进行测量，在线式主要是在供电情况下采用电压法或电流法测试。CRH3型动车组牵引中间直流电压（DC3000V）、中压交流电压（3AC440V）、直流控制电压（DC110V）均采用的是电压法检测方式，CRH5型动车组既有电压法也有电流法，25型客车直流供电母线（DC48V）采用了电压法。根据实际情况，我们对DC600V运用中，机车、客车双方因漏电测试结果问题而影响运用的情况提出了解决方案：即在客车中再增加与机车测量方法、原理相同的监

4、测装置，用于列车出库前和运行中进行在线绝缘检查。2机车绝缘测试原理机车DC600V电源中性点接地保护检测电气原理图如图1所示。为描述方便，现以正线绝缘故障为例，负线绝缘故障的分析完全与正线绝缘故障的分析类似，故只分析图中示意的DC600V干线正线对地等效电阻R地+。负线对地电阻也没有列出。12第三届铁路安全风险管理及技术装备研讨会图1：机车DC600V电源低阻接地检测原理图此原理设计依据电压传感器SV测得的电阻R地+的端电压U地+的大小来判断干线正线对地的绝缘情况，应能实现当R地+＞2kΩ时，绝缘监测保护部分保证不动作，当R地+

5、≤900Ω时，绝缘监测保护部分保证动作。试验时，当R地+≤900Ω时，绝缘监测保护部分保证动作。设DC600V干线线间电压为UDC=600V,正线对B点的电阻为RB，正线对B点的电压为UB,电压传感器测得电阻R地+端电压为U地+，由图1根据欧姆定律分析得知：RB=R1//(R3+R地+)………………………………………………………①UB=RB/(RB+R2)×UDC…………………………………………………②IR3=UB/(R3+R地+)……………………………………………………③U地+=R地+×IR3……………………………………………

6、………………④当R地+=2kΩ时，由公式①②③④得出：RB=R1//(R3+R地+)=600//(750+2000)=492.5ΩUB=RB/(RB+R2)×UDC=492.5/(492.5+600)×600=270.5VIR3=UB/(R3+R地+)=270.5/(750+2000)=98.4mA……………………⑤-3U地+=R地+×IR3=2000×98.4×10=196.8V……………………………⑥当R地+=900Ω时，由公式①②③④得出：RB=R1//(R3+R地+)=600//(750+900)=440ΩUB=RB/(

7、RB+R2)×UDC=440/(440+600)×600=253.8V13第三届铁路安全风险管理及技术装备研讨会IR3=UB/(R3+R地+)=253.8/(750+900)=153.8mA……………………⑦-3U地+=R地+×IR3=900×153.8×10=138.4V……………………………⑧由以上分析得出，DC600V干线线间电压U=600V、正线对地电压U地+≥197V时绝缘检测保护部分必须不动作；当U地+≤138V时，绝缘监测保护部分一定动作。当DC600V干线线间电压在DC560V～DC660V范围波动时，根据上述计

8、算方法得出的正线对地电压U地+的数值也按一定规律跟随变化。机车即根据此原理，随时监测电压U地+的数值，以检测干线在线绝缘情况。3DC600V干线在线绝缘监测装置设计通过对机车绝缘检测原理分析，客车DC600V干线、地线贯穿全列，因此适用机车原理框图：见图2。只是