專利名稱：直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是城市軌道交通地鐵及輕軌的直流供電領(lǐng)域，具 體地說是應(yīng)用在地鐵車輛段的安全手動操作隔離器的一種直流手動隔離 開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶來城市區(qū)域的擴(kuò)大和城市人口的增加，城 市軌道交通是目前解決大中城市交通難的有效途徑。在城市軌道交通的 地鐵輕軌領(lǐng)域，要對運(yùn)營中的車輛提供經(jīng)常性的維護(hù)檢修。在車輛段配 置了大量的直流手動配電柜，專為入庫檢修車輛提供調(diào)試電源。在車輛
上由于直流750伏電源通過不同的開關(guān)對多種設(shè)備供電，曾發(fā)生過車輛 輔助供電設(shè)備未切除的情況下，工作人員帶負(fù)荷誤操作手動配電柜上的 隔離開關(guān)，導(dǎo)致帶負(fù)荷操作隔離開關(guān)的事故。輕則引起直流飛弧短路， 造成刀閘口的灼傷，使隔離開關(guān)的壽命大大降低；重則由于飛弧短路產(chǎn) 生的熱電離氣浪的沖擊，使配電柜側(cè)板變形開裂，嚴(yán)重危害到周邊設(shè)備 和操作人員的安全。
為此， 一般直流手動操作配電柜中有配置檢測、保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)要 求，包括用于自動采集一次回路的電流值的電量隔離傳感器，判別一次 電流值趨近零電流時，輸出開關(guān)量信號的電壓監(jiān)測器，以及在操作手柄 上配置電磁鎖，作為防止隔離開關(guān)誤操作的閉鎖機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)安全操作聯(lián) 鎖。由于采用自動檢測技術(shù)和電磁聯(lián)鎖方法，可保證手動配電柜的不帶 負(fù)荷操作，可最大程度上確保設(shè)備和工作人員的安全。
然而，由于檢測系統(tǒng)采集的是很小電流值的信號，為提高一次小電 流采集量的分辨率，電量隔離傳感器監(jiān)測精度需大大提高，因而前置放 大器放大倍數(shù)必須調(diào)高。但同時放大倍數(shù)大，而輸入信號太小就極易受
3干擾，在研制時，部件調(diào)試正常的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時系統(tǒng)會發(fā)生振 蕩，特別是當(dāng)人體接觸到開關(guān)柜柜體時振蕩情況會更明顯，系統(tǒng)可靠性 能很差。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種直流 手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在將 檢測系統(tǒng)元件安裝在直流配電柜時，控制電量隔離傳感器與分流器之間 距離，以保證在距離內(nèi)可以避免連接線的干擾，防止自激震蕩的產(chǎn)生。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-
一種直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包 括分流器、電量隔離傳感器，電壓監(jiān)測傳感器，分流器通過對絞線連接 電量隔離傳感器，電量隔離傳感器連接電壓監(jiān)測傳感器，電壓監(jiān)測傳感 器輸出連接驅(qū)動電磁聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的對絞線長度不得大于
200腿。
所述分流器電壓輸入信號最大值為150mV，對應(yīng)電量隔離傳感器的輸 入電壓信號最大值為0. 375mV，所述電量隔離傳感器中的前置放大單元為 單電源高精度運(yùn)算放大器。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是提高了系統(tǒng)可靠性能，避免相互之間連接線的 干擾，防止自激震蕩的產(chǎn)生，經(jīng)過現(xiàn)場試驗檢測，滿足了安裝調(diào)試的要 求，達(dá)到生產(chǎn)、安裝要求。

圖1是直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原 理示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 如附圖1所示為直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括分流器、電量隔離傳感器，電 壓監(jiān)測傳感器。4000A/150mV分流器串聯(lián)單極轉(zhuǎn)換刀連接外接觸軌與內(nèi)接觸軌，電量隔離傳感器與分流器并聯(lián)，測量得到通過分流器的電壓信號， 經(jīng)電量隔離傳感器的前置放大單元的放大處理以及調(diào)制解調(diào)隔離處理
后，獲得0-5V范圍內(nèi)的電壓輸出。與之相連的電壓監(jiān)測器的線性光耦芯 片對0-5V范圍內(nèi)的電壓信號進(jìn)行隔離處理，并與基準(zhǔn)電壓信號通過比較 器電路，從而獲得開關(guān)量輸出，驅(qū)動控制其后相連結(jié)的電磁鎖。
若按通常選型，4000A/75mV分流器，若經(jīng)過0-75mV/0-5V隔離傳感 器變送，二次輸出5V電壓即等效于一次的4000A電流，即二次每伏等效 于一次800A，而一次的1A電流經(jīng)變送后二次只產(chǎn)生0. 018mV伏的輸出電 壓，這樣小的輸出信號給零負(fù)荷判斷電路的準(zhǔn)確性及工作可靠性帶來大 的難度，常規(guī)的直流電壓監(jiān)測器不能達(dá)到可靠判斷的準(zhǔn)確度。為此，必 須提高電量隔離傳感器的放大倍數(shù)，又要防止自激振蕩，這樣才能提高 一次零電流采集量的分辨率，為無負(fù)荷判別的準(zhǔn)確和可靠工作奠定基礎(chǔ)。 選用4000A/150mV分流器，分流器變換為27A/mV，此時傳感器輸出5V是 等效于一次回路27A的電流，0.5A時的二次輸出為94mV，使零電流判別 器的監(jiān)測精度大大提高。
在現(xiàn)有的手動隔離開關(guān)柜上安裝一次分流器電量隔離傳感器，電壓 監(jiān)測器和電磁鎖機(jī)構(gòu)，在部件調(diào)試正常的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時，系 統(tǒng)時而會發(fā)生振蕩，特別是當(dāng)人體接觸到開關(guān)柜體柜體時振蕩情況明顯。 經(jīng)分段檢測，發(fā)現(xiàn)還是電量隔離傳感器放大倍數(shù)大，而輸入信號太小易 受干擾引起，分析后確認(rèn)主要原因有
其一是分流器傳送電量隔離放大器的對絞線較長(600mm長)，輸入 信號太小易受干擾，再則是電量隔離傳感器的放大倍數(shù)偏大原因。
本實(shí)施例在柜體結(jié)構(gòu)上，將電量隔離傳感器設(shè)置在分流器旁邊，分 流器連接電量隔離傳感器的對絞線長度《200mm,以避免對絞線過長時對 較弱輸入信號造成的干擾。
其二是電量隔離傳感器的輸入信號較弱，為此本實(shí)施例中的分流器 規(guī)格選用為4000A/150mV，增加分流器的二次信號量，二次側(cè)每lmV等效 一次側(cè)27A電流。為提高無負(fù)荷檢測傳感器小電流區(qū)間的分辨率，選擇了 lmV/5V的電量隔離放大傳感器，相對減小電量隔離傳感器的放大倍數(shù),
提高隔離放大傳感器的輸入規(guī)格。實(shí)施過程中，分流器電壓輸入信號最 大值為150mV，對應(yīng)電量隔離傳感器的輸入電壓信號最大值為0. 375mV。
對一次側(cè)27A以上的電流信號傳感器全部作限幅處理。對一次側(cè)無 負(fù)荷監(jiān)測的范圍定為0—3A，下限值整定在1A，當(dāng)一次回路電流小于1A 時作為無負(fù)荷工況，電磁鎖自動解除閉鎖，可手動操作隔離開關(guān)。
經(jīng)實(shí)際檢測發(fā)現(xiàn)，電壓監(jiān)測器達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，而電量隔離傳 感器仍不是很穩(wěn)定，時而還會有自激振蕩。當(dāng)將前置放大單元換成單電 源高精度運(yùn)算放大器后，其可靠性能大大提高。
權(quán)利要求1.一種直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括分流器、電量隔離傳感器，電壓監(jiān)測傳感器和電磁聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，分流器通過對絞線連接到電量隔離傳感器，電量隔離傳感器輸出連接到電壓監(jiān)測傳感器，電壓監(jiān)測傳感器輸出連接驅(qū)動電磁聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，其特征在于所述對絞線長度不得大于200mm。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電 磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述分流器電壓輸入信號最大值為 150mV，對應(yīng)電量隔離傳感器的輸入電壓信號最大值為0.375mV。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電 磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電量隔離傳感器中的前置放大單 元為單電源高精度運(yùn)算放大器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及應(yīng)用在地鐵車輛段的安全手動操作隔離器的一種直流手動隔離開關(guān)柜一次零電流檢測和電磁鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括分流器、電量隔離傳感器、電壓監(jiān)測傳感器、電磁鎖，其中連結(jié)電量隔離傳感器與分流器的對絞線長度不得大于200mm，所述電量隔離傳感器為特制的隔離放大傳感器，電量隔離傳感器中的前置放大單元為單電源高精度運(yùn)放，并通過增加分流器的二次信號量，以減小運(yùn)放的放大倍數(shù)，以提高可靠性，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是提高了系統(tǒng)可靠性能，避免振蕩情況發(fā)生，滿足使用及安裝調(diào)試的要求。
文檔編號G01R19/00GK201383634SQ20092006791
公開日2010年1月13日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者淳 周, 尤芳茂, 顏成強(qiáng) 申請人:上海電器成套廠有限公司