直流供电系统自动绝缘检测装置

　　1 引言

　　现有技术针对直流输电用电设备绝缘电阻进行自动检测的装置，在每次检修前均需对干线正负极对地，及正负线间绝缘电阻进行检测，传统方法采用 1000 V 兆欧表进行检测，所检测的数据由人工记录，工作量大，检测的质量、效果均受人的责任意思和行为能力影响，因而工作效率低，数据质量不稳定，影响干线和设备的绝对安全。本文针对 DC 600 V 新型旅客列车的直流供电系统，采用系统固有的 MITSUBISHI 公司 FX2N 型可编程控制器作为智能控制器，设计了一个直流干线自动检测、数据存储和历史数据查询装置[1]。

　　2 工作原理

　　该装置内部包括一个高压发生电路模块，一个绝缘电阻检测电路模块。机壳上设置有检测输入接线端子和数据输出接线端口和一个显示屏。图 1 为Ⅰ路 DC600V 干线绝缘电阻等效图;本绝缘电阻自动检测记录装置针对Ⅰ路 DC 600V 干线，接模拟 1000 V 兆欧表的直流高压 DC1000 V，测量其等效绝缘电阻。图中：R11、R12、R13 为Ⅰ路 DC 600 V 干线正极对地、干线负极对地、干线正负极间等效绝缘电阻。R21、R22、R23为Ⅱ路 DC 600 V 干线正极对地、干线负极对地、干线正负极间等效绝缘电阻。

　　2.1 高压发生电路模块

　　高压发生电路模块将直流安全电压转换至直流高压，产生直流高压模拟 1000 V 兆欧表的高压发生电路，原理图见图 2。它有一个高频升压变压器 N1，其低压端连接有高频 MOS 管 G1，还有一个稳压控制触发器 M1;高压端连接有高压整流桥 D，还有一个与电阻 R3 并连的滤波电容器 C3 构成滤波器。进一步说明：稳压控制触发器 M1 驱动电路通过控制高频 MOS 管的通断，在高频升压变压器 N1 的原边，即低压端产生高频 DC 24 V 脉冲电源，此电源通过高频升压变压器 N1 的升压在其副边产生高压脉冲电源，经高压整流桥 D 整流、滤波电容器 C3 滤波后，输出直流 DC1000 V 电源，从而实现直流安全电压至高压 DC1000 V 的转换，产生 DC 1000 V 的模拟1000 V 兆欧表[2]。

　　2.2 绝缘电阻检测电路模块

　　绝缘电阻检测电路模块与智能控制器连接[3]，还与将直流安全电压升至直流高压的高压发生电路模块连接。其电路为：一个包括有继电器线圈和常开触点 S1～S9 及线圈驱动保护二级管D1 ～ D9 的转换开关电路，选为高压继电器OMRON G6A-234P-ST-US;一个 AD 转换电路;还有一个安全保护电路：其限流电阻 R5 为 1 k ，一端连接电流检测传感器 A1，另一端连接转换开关电路的常开触点，并且该限流电阻 R5 两端还并联一个转换开关电路的常开触点 S9。S9 的作用是在给主回路(干线)通 DC 1000 V 电源前先断开，通过 R5 给主回路 DC 1000V 直流电源。如果回路中有短路现象，由于 R5 的限流作用，保证不损坏设备。同时通过电流传感器 A1 测量输出的电流，经过智能控制器 2 的计算，如果电流偏大，接近短路电流，就直接报警，如果电流较小，再接通开关 S9，给待测回路通 DC 1000 V 直流电源，按照图 3 流程测量相关回路的绝缘值;