CN111983322A - 一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，包括：漏电流采集模块，用于将其连接的任意一个地铁电源屏的输出回路，对应连接到直流型绝缘监视继电器或者交流型绝缘监视继电器的信号输入端；直流型绝缘监视继电器和交流型绝缘监视继电器的供电电源端，通过输入电源断路器，与外部供电电源相连接；直流型绝缘监视继电器，用于当该地铁电源屏的输出回路属于直流回路，完成绝缘电阻监测功能；交流型绝缘监视继电器，用于当该地铁电源屏的输出回路属于交流回路，完成绝缘电阻监测功能。本发明通过应用少量的绝缘监视继电器，就可以满足地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测的功能，便于维护管理。

Description

一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路
技术领域
本发明涉及地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测技术领域，特别是涉及一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路。
背景技术
目前，市场上的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，主要有以下两种：
一是，采用绝缘监视继电器，为地铁电源屏每一路输出回路配置一台绝缘监视继电器。该方案技术原理通俗易懂，缺点是需要配置的绝缘监视继电器数量庞大。地铁电源屏中输出回路较多，从二三十路到六七十路不等，甚至有的站场高达90路，若是每一路输出回路均配置绝缘监视继电器，需求数量很大，这给空间设计、安装、生产、配线均带来不便，还会极大的增加地铁电源屏的成本，造成社会资源的浪费。同时，不方便业主的维护管理，用户体现较差。
二是，利用自行设计的模拟电路进行绝缘电阻监测。此方案技术原理复杂，需要检测接地电流，受制于技术能力的限制，会造成漏报、误报，而且结构复杂，维护不便，开发周期较长，不满足迅速投放市场的需求。
因此，鉴于现有地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路的不足之处，目前，迫切需要开发出一种新的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路。
为此，本发明提供了一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，包括输入电源断路器、直流型绝缘监视继电器、交流型绝缘监视继电器和漏电流采集模块，其中：
漏电流采集模块，用于连接任意一个地铁电源屏的输出回路，然后根据该地铁电源屏的输出回路属于直流回路还是交流回路，将该地铁电源屏的输出回路连接到直流型绝缘监视继电器或者交流型绝缘监视继电器的信号输入端；
直流型绝缘监视继电器的供电电源端，通过输入电源断路器，与外部供电电源相连接；
交流型绝缘监视继电器的供电电源端，通过输入电源断路器，与外部供电电源相连接；
直流型绝缘监视继电器，用于当该地铁电源屏的输出回路属于直流回路，在与地铁电源屏的输出回路相连通的时候，完成绝缘电阻监测功能；
交流型绝缘监视继电器，用于当该地铁电源屏的输出回路属于交流回路，在与地铁电源屏的输出回路相连通的时候，完成绝缘电阻监测功能。
其中，电流采集模块包括输入端子、辅助电源、控制单元、执行单元、通信单元、输出端子和报警端子，其中：
输入端子，用于连接任意一个地铁电源屏的输出回路；
辅助电源，分别与控制单元、执行单元和通信单元相连接，用于为控制单元、执行单元和通信单元提供工作用电；
控制单元，分别与执行单元和通信单元相连接；
执行单元，分别与输入端子和输出端子相连接；
控制单元，用于控制所述执行单元将所述输入端子所连接的地铁电源屏的输出回路，连接到输出端子。
其中，报警端子，用于连接直流型绝缘监视继电器的报警端或者交流型绝缘监视继电器的报警端。
其中，外部供电电源为交流220V的电源。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，其结构设计科学，可以有效减少绝缘监视继电器的数量，通过应用少量的绝缘监视继电器，就可以满足地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测的功能，同时可以将报警信息上传给地铁电源屏的监测单元，便于维护管理，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。
对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1，本发明提供了一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，是一种在地铁电源屏输出回路进行绝缘电阻监测时，能够有效的减少绝缘监视继电器数量的电路，具体包括输入电源断路器1、直流型绝缘监视继电器2、交流型绝缘监视继电器3和漏电流采集模块4，其中：
漏电流采集模块4，用于连接任意一个地铁电源屏的输出回路(具体为人工连接，如果存在多个地铁电源屏的输出回路，将通过输入端子，人工依次连接每一个个输出回路，依次进行绝缘电阻监测)，然后根据该地铁电源屏的输出回路属于直流回路还是交流回路，将该地铁电源屏的输出回路，连接到直流型绝缘监视继电器2的信号输入端(包括L+和L-端)或者交流型绝缘监视继电器的信号输入端(即L端)；
需要说明的是，在本发明中，根据地铁电源屏的实际输出电源种类属于直流回路还是交流回路，由人工事先，对应选择连接直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3。
直流型绝缘监视继电器2的供电电源端(包括A1和A2端)，通过输入电源断路器1，与外部供电电源(例如交流AC220V的电源)相连接；
交流型绝缘监视继电器3的供电电源端(包括A1和A2端)，通过输入电源断路器1，与外部供电电源(例如交流AC220V的电源)相连接；
直流型绝缘监视继电器2，用于当该地铁电源屏的输出回路属于直流回路，在与地铁电源屏的输出回路相连通的时候，发送检测信号，检测所连通的地铁电源屏的输出回路的绝缘电阻值，完成绝缘电阻监测功能；
交流型绝缘监视继电器3，用于当该地铁电源屏的输出回路属于交流回路，在与地铁电源屏的输出回路相连通的时候，发送检测信号，检测所连通的地铁电源屏的输出回路的绝缘电阻值，完成绝缘电阻监测功能。
需要说明的是，对于本发明，直流型绝缘监视继电器2与交流型绝缘监视继电器3，可以根据地铁电源屏的实际输出电源种类进行选配，与漏电流采集模块4共同完成地铁电源屏输出回路绝缘电阻的监测功能。
在本发明中，具体实现上，漏电流采集模块4包括输入端子5、辅助电源6、控制单元7、执行单元8、通信单元9、输出端子10和报警端子11，其中：
输入端子5，用于连接任意一个地铁电源屏的输出回路；
辅助电源6，分别与控制单元7、执行单元8和通信单元9相连接，用于为控制单元7、执行单元8和通信单元提供工作用电；
控制单元7，分别与执行单元8和通信单元9相连接；
执行单元，分别与输入端子5和输出端子10相连接；
控制单元7，用于控制所述执行单元7将所述输入端子5所连接的地铁电源屏的输出回路，连接到输出端子10。
在本发明中，输出端子10，用于连接直流型绝缘监视继电器2的检测端(包括L+和L-端)或者交流型绝缘监视继电器的检测端(即L端)。
需要说明的是，对于本发明，当存在多个地铁电源屏的输出回路时，漏电流采集模块4，可以依次逐个选通地铁电源屏的输出回路，陆续将每个地铁电源屏的输出回路与绝缘监视继电器相连通，依次实现绝缘电阻监测功能。
具体实现上，报警端子11，用于连接直流型绝缘监视继电器2的报警端(图1中的11端口和12端口)或者交流型绝缘监视继电器3的报警端(图1中的11端口和12端口)，当收到直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3发来的报警信号时，实时将报警信号转发给地铁电源屏上的监测单元。
需要说明的是，在本发明中，直流型绝缘监视继电器2的报警端(图1中的11端口和12端口)，是直流型绝缘监视继电器2的报警信号输出端口，用于输出一组全节点信号(包括常开接点和常闭接点)，当直流型绝缘监视继电器检测到异常信号时，节点状态改变。
在本发明中，交流型绝缘监视继电器3的报警端(图1中的11端口和12端口)，是交流型绝缘监视继电器3的报警信号输出端口，用于输出一组全节点信号(包括常开接点和常闭接点)，当交流型绝缘监视继电器检测到异常信号时，节点状态改变。
在本发明中，具体实现上，每一个地铁电源屏的输出回路，连接到漏电流采集模块4的输入端子5上，对于漏电流采集模块4，在控制单元7的控制下，由执行单元8顺次将地铁电源屏的每一个输出回路连接到输出端子10上，进而连接到直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3上，完成绝缘监视的功能。
在本发明中，具体实现上，当任意一个地铁电源屏的输出回路发生绝缘电阻超限故障时，直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3会发出报警，这时候，漏电流采集模块4的报警端子11发送两组全接点信号(即报警信号)给地铁电源屏上的监测单元。
在本发明中，具体实现上，当任意一个地铁电源屏的输出回路发生绝缘电阻超限故障时，直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3会发出报警，这时候，漏电流采集模块4的通信单元9与报警端子11相连接，用于上传报警信息给外部的监测维护***。
在本发明中，直流型绝缘监视继电器2，用于检测直流回路的对地绝缘电阻值；交流型绝缘监视继电器3，用于检测交流回路的对地绝缘电阻值。
在本发明中，需要说明的是，直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3为现有的绝缘监视继电器，自带绝缘电阻监测功能，为现有技术成熟的设备，在此不再赘述。
具体实现上，直流型绝缘监视继电器2为现有的直流型绝缘监视继电器，例如可以为：西门子生产的型号为3UG4582-1AW30的直流型绝缘监视继电器；交流型绝缘监视继电器3为现有的直流型绝缘监视继电器，例如可以为：西门子生产的型号为3UG4581-1AW30直流型绝缘监视继电器。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作原理。
对于本发明，漏电流采集模块4内的控制单元7，可以预先设定好控制程序，具体为：通过执行单元8，将连接到输入端子5的地铁电源屏输出回路连接到绝缘监视继电器的信号输入端。
漏电流采集模块4将连接到输入端子5的地铁电源屏输出回路，顺次连接到输出端子10上，输出端子10与绝缘监视继电器(直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3)的信号输入端相连，将每一路地铁电源屏的输出回路与绝缘监视继电器的信号输入端连通一定时间，在每一路地铁电源屏的输出回路与绝缘监视继电器连通的时间内，绝缘监视继电器发送检测信号，检测所连通的输出回路的绝缘电阻值，完成绝缘电阻监测功能。
对于本发明，当地铁电源屏的输出回路的绝缘电阻超限时，漏电流采集模块的报警端子发送报警信号，地铁电源屏上的监测单元接收到报警信号后，会提示维护人员。同时，漏电流采集模块的通信单元会将报警信息上传到监测维护***，告知故障回路的信息。
需要说明的是，在本发明中，输入端子5，与执行单元8相连接，用于将地铁电源屏的输出回路连接到执行单元8上；
辅助电源6，分别与控制单元7、执行单元8和通信单元9相连接，用于为控制单元7、执行单元8、通信单元9提供工作电源；
控制单元7，分别与辅助电源6和执行单元8、报警端子11和通信单元9相连接，用于为执行单元8提供开关控制信号；
执行单元8，分别与辅助电源6、控制单元8、输入端子5和输出端子10相连接，用于接收控制单元8发来的开关控制信号，根据该开关控制信号，对应将输入端子5与输出端子10连通或切断；
通信单元9，与控制单元7相连接，用于将本模块(即漏电流采集模块4)的信息上传给地铁电源屏上的监测单元。
输出端子10，与执行单元8相连，用于将输入端子5连接的地铁电源屏输出回路，连接至绝缘监视继电器(直流型绝缘监视继电器2或者交流型绝缘监视继电器3)的信号输入端；
报警端子11，与控制单元7相连接，用于检测到绝缘故障时，控制单元7通过报警端子11为地铁电源屏提供一组全节点报警信号。
具体实现上，输入端子5，可以包括现有的针形插座721-440/001-000和孔型连接器721-110/026-000，例如德国WAGO品牌的针形插座和孔型连接器。
具体实现上，辅助电源6，可以采用现有的DC/DC电源模块，例如可以采用北京新创四方电子有限公司生产的型号为FM5-24S05的DC/DC电源模块。
具体实现上，控制单元7，为现有的单片机，例如可以采用宏晶科技生产的型号为STC12C5A08S2的单片机；
具体实现上，执行单元8，具体为现有的继电器，例如可以采用上海永上继电器厂生产的型号为JQX-14FC-2C的功率继电器；
具体实现上，通信单元9，是现有的专用集成电路，美信生产的型号为MAX489CSD的线路收发器；
输出端子10，可以包括现有的针形插座721-446/001-000和孔型连接器721-116/026-000，例如德国WAGO品牌的针形插座和孔型连接器；
报警端子11，可以包括现有的针形插座733-370和孔型连接器733-110，，例如德国WAGO品牌的针形插座和孔型连接。
与现有技术相比较，本发明提供的带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，具有如下有益效果：
1、减少了地铁电源屏中绝缘监视继电器的数量，节省了成本。本发明有效减少了绝缘监视继电器的数量，只用一个或两个绝缘监视继电器，即可满足众多回路的绝缘电阻监测功能，极大降低生产成本。
2、控制更加灵活，可以有效减少错报、漏报。本发明中的控制程序是软件写入，有效减少错报、漏报。可以根据现场实际应用效果方便的调整控制策略，可用性强。
3、电路简单，配置灵活，部分器件应用现有器件，有利于用户维护经验的继承。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，其结构设计科学，可以有效减少绝缘监视继电器的数量，通过应用少量的绝缘监视继电器，就可以满足地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测的功能，同时可以将报警信息上传给地铁电源屏的监测单元，便于维护管理，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，其特征在于，包括输入电源断路器(1)、直流型绝缘监视继电器(2)、交流型绝缘监视继电器(3)和漏电流采集模块(4)，其中：
漏电流采集模块(4)，用于连接任意一个地铁电源屏的输出回路，然后根据该地铁电源屏的输出回路属于直流回路还是交流回路，将该地铁电源屏的输出回路连接到直流型绝缘监视继电器(2)或者交流型绝缘监视继电器(3)的信号输入端；
直流型绝缘监视继电器(2)的供电电源端，通过输入电源断路器(1)，与外部供电电源相连接；
交流型绝缘监视继电器(3)的供电电源端，通过输入电源断路器(1)，与外部供电电源相连接；
直流型绝缘监视继电器(2)，用于当该地铁电源屏的输出回路属于直流回路，在与地铁电源屏的输出回路相连通的时候，完成绝缘电阻监测功能；
交流型绝缘监视继电器(3)，用于当该地铁电源屏的输出回路属于交流回路，在与地铁电源屏的输出回路相连通的时候，完成绝缘电阻监测功能。
2.如权利要求1所述的带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，其特征在于，电流采集模块(4)包括输入端子(5)、辅助电源(6)、控制单元(7)、执行单元(8)、通信单元(9)、输出端子(10)和报警端子(11)，其中：
输入端子(5)，用于连接任意一个地铁电源屏的输出回路；
辅助电源(6)，分别与控制单元(7)、执行单元(8)和通信单元(9)相连接，用于为控制单元(7)、执行单元(8)和通信单元提供工作用电；
控制单元(7)，分别与执行单元(8)和通信单元(9)相连接；
执行单元，分别与输入端子(5)和输出端子(10)相连接；
控制单元(7)，用于控制所述执行单元(7)将所述输入端子(5)所连接的地铁电源屏的输出回路，连接到输出端子(10)。
3.如权利要求2所述的带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，其特征在于，报警端子(11)，用于连接直流型绝缘监视继电器(2)的报警端或者交流型绝缘监视继电器(3)的报警端。
4.如权利要求1所述的带切换功能的地铁电源屏输出回路绝缘电阻监测电路，其特征在于，外部供电电源为交流220V的电源。
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