[实用新型]带漏电保护功能的矿用直流架线整流电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用直流架线整流电源，特别是带漏电检测及保护功能的整流电源，属于电源和漏电保护技术领域。

背景技术

煤矿井下触电死亡事故时有发生，主要发生在地面高压和井上井下直流架线电网系统。长期以来，我国煤矿井下直流架线电网一直不具有漏电保护装置，世界上主要采煤国家的煤矿在井下或井上电机车运输中大都是利用直流架线电网通过轨道作为回流导体，当人体触电时，漏电体与负荷(电机车)并联，且漏电流远小于负荷电流。因为人体电阻远大于电枢绕组的直流电阻，所以保护装置要想真正做到实用、可靠，把漏电流和负荷电流区分开是其技术关键。

目前世界上主要采取以下几种方法来防止人身触电：保护屏障法，架线电网区段化法，双架线供电法和漏电保护法。前三种方法存在明显缺点，均需要改变电网运行状态，基建费用高。而第四种方法目前大多采用加交流检测电压来检测是否存在漏电，由于直流架线的负载为直流电机，是一较大的电感，它对交流信号有很好的滤波作用，所以在理论上能够检测漏电的存在，但具体实施过程中，电网参数不能采用集中参数，必须用分布参数代替架线电网，如分布电容、分布电阻、分布电感等。由于架线电网在不同的地方，这些分布参数是不一样的，所以常常出现因分布参数的变化导致测试结果不一样而发生误差的情况。这种方法至今仍然停留在实验室研究阶段，没有真正投入实用。

发明内容

鉴于上述，本实用新型将提供一种带漏电保护功能的矿用直流架线整流电源，它采用完全数字化控制，集直流架线机车整流电源和直流架线漏电保护于一体。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种带漏电保护功能的矿用直流架线整流电源，它包括：

交流接触器，用于开关交流电源；

不对称方波电路，用于提供直流工作电源和测试电源，其串接于所述交流接触器之后，包括受控直流工作电源电路、反极性直流测试电源电路，以及控制测试电源通断的测试开关，工作电源电路和测试电源电路并联；

电流互感器，用于感知反向测试电流，其串接于所述测试电源电路中；

微处理器电路，用于控制所述不对称方波电路的工作和控制所述交流互感器的通断，其输入分别接所述电流互感器的输出和不对称方波电路的输出，其输出分别控制所述交流接触器、不对称方波电路中的工作电源电路和测试电源电路的工作状态；

上位机，其与所述微处理器电路通讯。

所述不对称方波电路可采用两种电路形式：在第一种不对称方波电路中，工作电源电路为三相可控硅全控桥，测试电源电路为负极性直流电源，测试开关为与测试电源电路串联的电子开关，该可控硅全控桥的触发电路和该电子开关受控于所述微处理器电路。在另一种不对称方波电路中，工作电源电路由三相二极管整流桥和全桥逆变器中的正向桥路串联构成，测试电源电路为该全桥逆变器中的负向桥路，测试开关为该全桥逆变器中的负向桥路中的电力电子器件，该全桥逆变器中的电力电子器件受控于所述微处理器电路。

微处理器电路定时控制直流工作电源和测试电源交替工作：当控制直流工作电源接通且测试电源断开时，不对称方波电路向直流架线提供正向脉动直流电源；当控制测试电源接通且直流工作电源断开时，不对称方波电路向直流架线提供负向直流测试电源，同时微处理器电路通过测试电流的大小来获得架线的绝缘电阻值。若判断出现绝缘严重下降，则停止开通直流工作电源，并切断主电路中的三相接触器，从而实现漏电保护。

本实用新型具有以下优点：

1.由于采用微处理器和上位机，可实现数字化控制和智能化处理，因而可根据漏电流的大小和时间正确判断出是由于电容导致的测试电流还是绝缘降低导致的测试电流超过所设定值，提高了系统的可靠性；

2.由于实现不对称方波供电时，可以通过控制工作电源和测试电源的接通比例，因而可在满足漏电保护的需求下，最大限度的输出工作电源；

3.由于采用微处理器，当人体触电后引起架线电网绝缘严重下降时，系统能够迅速断电、切断主电路中的三相接触器，从而实现漏电保护，大大减小人体触电导致的伤亡率；

4.微处理器可将检测到的数据传到上位机，上位机能够将数据通过液晶显示器显示，出现漏电故障或系统过载时还可以声光报警，并记录故障发生的时间和当时的故障值。

附图说明

图1为本实用新型装置的系统框图；

图2为第一种不对称方波电路的原理图；

图3为第一种不对称方波电路的输出波形；

图4为第二种不对称方波电路的原理图；

图5为第二种不对称方波电路的输出波形。