CN109358225A - 一种检测电路及无轨电车对大地绝缘性能的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测电路，通过在被测设备和大地间独立设置漏电压测量模块和漏电流测量模块，且漏电压测量模块和漏电流测量模块各自均连接有电阻和差分放大器进行降压，并借助信号处理模块将输出的电压信号处理，从而准确地求出被测设备对大地的漏电压和漏电流。另外本发明提供的无轨电车对大地绝缘性能的检测装置能够实时准确地监测无轨电车流过人体的漏电流和施加在人体上的漏电压，当监测出无轨电车对大地的绝缘性能下降时，车辆控制器会做出相应的保护动作，保证乘客的安全。
Description
技术领域
本发明涉及技术检测设备技术领域，具体涉及一种检测电路及无轨电车对大地绝缘性能的检测装置。
背景技术
无轨电车的受电弓的直流高压经过交流-直流而来，三相三线或四线的接线会有接大地的线，当人一脚在大地上，一脚在大巴上(不接触扶杆)，因为人的跨步而产生了漏电回路；另外人一手扶接地的金属杆，另一只手接在大巴的扶杆，也会产生漏电的回路。当受电弓的直流高压经过隔离直流后，这种电人的现象基本没有，但没有隔离直流时，这种潜在触电现象都会有。中国已出台相应的标准：漏电压和漏电流两种检测方法可二选一。GB13094-2017标准：其D.4.2条规定，无轨电车上应配备车上装置，用于持续监测车体和路面之间的漏电电流或电压；该装置在600V(DC)线电压下漏电电流超过3mA时，或者漏电电压超过40V时，应发出报警讯号。
目前国内的无轨电车的绝缘检测方法还是采用电动大巴的绝缘检测方案，依据的标准是国标GB-T18384。目前绝缘检测的通常是车辆的高压对大巴车壳的等效绝缘电阻，未检测受电弓-车壳-人-大地这个回路的绝缘性能；而对于测量漏电流的解决方案则是将受电弓的两根电源线连通霍尔传感器，利用霍尔原理测量漏电流，但该方法的误差很大，抗干扰差，经常误报，不能正常反映车辆对大地的漏电流，因为无轨电车车上还装有高压的锂电池也会产生漏电流，无法排除该信号的干扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种能够准确测量对大地漏电压和漏电流的检测电路以及一种使用该检测电路的无轨电车对大地绝缘性能的检测装置，用于准确监测无轨电车施加在人体两端的漏电压和流过人体的漏电流。
为达到上述目的，本发明的检测电路的一端连接被测设备，另一端连接大地，所述检测电路包括：
漏电压测量模块和漏电流测量模块，所述漏电压测量模块的输出端和所述漏电流测量模块的输出端均与信号处理模块连接；
所述漏电流测量模块包括串联设置的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述被测设备连接，所述第二电阻并联有第三电阻和第一电容，所述第三电阻和所述第一电容串联，所述第一电容的一端与第一差分放大器的正相输入端连接，另一端与所述第一差分放大器的负相输入端连接；所述第一差分放大器的输出端与所述信号处理模块连接；
所述漏电压测量模块包括第二差分放大器，所述第二差分放大器的正相输入端与负相输入端上分别连接有第六电阻和第七电阻，所述第六电阻与所述被测设备连接，所述第七电阻与大地连接，该正相输入端和该负相输入端之间连接有第八电阻；所述第二差分放大器的输出端与所述信号处理模块连接。
进一步地，还包括用于控制所述漏电压测量模块和所述漏电流测量模块导通或断开的电磁开关。
进一步地，所述电磁开关包括与所述漏电流测量模块连接的第一开关，与所述漏电压测量模块连接的第二开关，以及控制所述第一开关和所述第二开关闭合或断开的继电器。
进一步地，所述信号处理模块包括依次连接的有效值转换单元、低通滤波单元、放大器以及单片机。
进一步地，所述第二差分放大器的正相输入端和负相输入端上分别连接有用于降低输入电压的第四电阻和第五电阻。
本发明还提供了一种无轨电车对大地绝缘性能的检测装置，其中，包括壳体，所述壳体中设有如前所述的检测电路，所述检测电路的一端连接无轨电车车壳，另一端连接大地，用于监测无轨电车流过人体的漏电流和施加在人体上的漏电压。
进一步地，所述第一电阻模拟人体体表电阻，所述第二电阻、所述第三电阻和所述第一电容组模拟人体体内电阻。
借由上述方案，本发明的检测电路以及无轨电车对大地绝缘性能的检测装置至少具有以下优点：
本发明的检测电路通过在被测设备和大地间独立设置漏电压测量模块和漏电流测量模块，且所述漏电压测量模块和所述漏电流测量模块各自均连接有电阻和差分放大器进行降压，并借助信号处理模块将输出的电压信号处理，从而能够准确地求出被测设备对大地的漏电压和漏电流。
进一步地，本发明提供的无轨电车对大地绝缘性能的检测装置能够实时准确地监测无轨电车流过人体的漏电流和施加在人体上的漏电压，当监测出无轨电车对大地的绝缘性能下降时，车辆控制器会做出相应的保护动作，保证乘客的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明优选实施例的电路结构示意图。
图中各符号表示如下：
1、第一差分放大器，2、第二差分放大器，3、继电器，4、有效值转换单元，5、低通滤波单元，6、放大器，7、单片机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本实施例提供的检测电路一端连接被测设备，另一端连接大地，包括漏电压测量模块和漏电流测量模块，漏电压测量模块的输出端和漏电流测量模块的输出端均与信号处理模块连接；漏电流测量模块包括串联设置的第一电阻R1和第二电阻R2，第二电阻R2并联有第三电阻R3和第一电容C1，第三电阻R3和第一电容C1串联，第一电容C1的一端与第一差分放大器1的正相输入端连接，另一端与第一差分放大器1的负相输入端连接；第一差分放大器1的输出端与信号处理模块连接；漏电压测量模块包括第二差分放大器2，第二差分放大器2的正相输入端与负相输入端上分别连接有第六电阻R6和第七电阻R7，该正相输入端和该负相输入端之间连接有第八电阻R8；第二差分放大器2的输出端与信号处理模块连接。
本实施例还包括用于控制漏电压测量模块和漏电流测量模块导通或断开的电磁开关，电磁开关包括分别与漏电流测量模块和漏电压测量模块连接的第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1和第二开关K2能够通过手动或电动控制其闭合或断开。本实施例选用电磁控制的方式，使用继电器3与漏电压测量模块和漏电流测量模块连接；继电器3控制第一开关K1闭合，第二开关K2断开时，漏电流测量模块导通；继电器3控制第二开关K2闭合，第一开关K1断开时，漏电压测量模块导通。
本实施例的信号处理模块包括依次连接的有效值转换单元4、低通滤波单元5、放大器6以及单片机7。有效值转换单元4用于输出平稳的电压信号，低通滤波单元5用于去除电压信号中的电磁干扰，放大器6对降噪后的电压信号进行放大，并输出至单片机7进行处理，单片机7中存储有根据该检测电路设计的漏电压和漏电流检测算法。
优选地，第一差分放大器1的正相输入端和负相输入端上分别连接有用于降低输入电压的第四电阻R4和第五电阻R5。
本发明还提供了一种无轨电车对大地绝缘性能的检测装置，包括壳体，壳体中设有如前文所述的检测电路，该检测电路的一端连接无轨电车车壳，另一端连接大地，用于监测无轨电车流过人体的漏电流和施加在人体上的漏电压。其中，第一电阻R1模拟人体的体表电阻，第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1模拟人体的体内电阻。
本发明的无轨电车对大地绝缘性能的检测装置在使用时，通过继电器3控制漏电压测量模块导通或是漏电流测量模块导通。由于要满足国标GB-T18384中对于人体安全的考虑，因此漏电流的测量是指测量流过第二电阻R2的电流，先通过第四电阻R4和第五电阻R5对初始电压降压，再由第一差分放大器1对第二电阻R2两端的电压进一步降压后，输出电压信号，该电压信号经过有效值转换、降噪以及放大后，输入到单片机7进行处理计算，从而求得第二电阻R2两端的电压大小，再借助欧姆定律求得流过第二电阻R2的电流大小，并可与使用漏电流测试设备测得的漏电流大小进行比对。测量漏电压时，先通过第六电阻R6和第七电阻R7对初始电压降压，再由第二差分放大器2对第八电阻R8两端的电压进一步降压后，输出电压信号，该电压信号经过有效值转换、降噪以及放大后，输入到单片机7进行处理计算，从而求得第八电阻R8两端的电压大小，再借助欧姆定律求得车壳对大地的漏电压大小，并可与使用万用表测得的漏电压进行比对。
本发明的检测电路通过在被测设备和大地间独立设置漏电压测量模块和漏电流测量模块，且所述漏电压测量模块和所述漏电流测量模块各自均连接有电阻和差分放大器进行降压，并借助信号处理模块将输出电压信号处理，可以准确地求出被测设备对大地的漏电压和漏电流，能够完全满足国标GB-T18384中D.4.2条的规定。
除此之外，本发明提供的无轨电车对大地绝缘性能的检测装置能够实时准确地监测无轨电车流过人体的漏电流和施加在人体上的漏电压。当监测出无轨电车对大地的绝缘性能下降时，车辆控制器会做出相应的保护动作，保证乘客的安全。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种检测电路，其特征在于，
所述检测电路的一端连接被测设备，另一端连接大地，所述检测电路包括：
漏电压测量模块和漏电流测量模块，所述漏电压测量模块的输出端和所述漏电流测量模块的输出端均与信号处理模块连接；
所述漏电流测量模块包括串联设置的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述被测设备连接，所述第二电阻并联有第三电阻和第一电容，所述第三电阻和所述第一电容串联，所述第一电容的一端与第一差分放大器的正相输入端连接，另一端与所述第一差分放大器的负相输入端连接；所述第一差分放大器的输出端与所述信号处理模块连接；
所述漏电压测量模块包括第二差分放大器，所述第二差分放大器的正相输入端与负相输入端上分别连接有第六电阻和第七电阻，所述第六电阻与所述被测设备连接，所述第七电阻与大地连接，该正相输入端和该负相输入端之间连接有第八电阻；所述第二差分放大器的输出端与所述信号处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：还包括用于控制所述漏电压测量模块和所述漏电流测量模块导通或断开的电磁开关。
3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于：所述电磁开关包括与所述漏电流测量模块连接的第一开关，与所述漏电压测量模块连接的第二开关，以及控制所述第一开关和所述第二开关闭合或断开的继电器。
4.根据权利要求1所述的无轨电车对大地绝缘性能的检测电路，其特征在于：所述信号处理模块包括依次连接的有效值转换单元、低通滤波单元、放大器以及单片机。
5.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述第二差分放大器的正相输入端和负相输入端上分别连接有用于降低输入电压的第四电阻和第五电阻。
6.一种无轨电车对大地绝缘性能的检测装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体中设有如权利要求1-5任一项所述的检测电路，所述检测电路的一端连接无轨电车车壳，另一端连接大地，用于监测无轨电车流过人体的漏电流和施加在人体上的漏电压。
7.根据权利要求6所述的无轨电车对大地绝缘性能的检测装置，其特征在于：所述第一电阻模拟人体体表电阻，所述第二电阻、所述第三电阻和所述第一电容组模拟人体体内电阻。
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