专利名称：直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是城市轨道交通地铁及轻轨的直流供电领域，具 体地说是应用在地铁车辆段的安全手动操作隔离器的一种直流手动隔离 开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构。
背景技术：
随着我国经济的发展，带来城市区域的扩大和城市人口的增加，城 市轨道交通是目前解决大中城市交通难的有效途径。在城市轨道交通的 地铁轻轨领域，要对运营中的车辆提供经常性的维护检修。在车辆段配 置了大量的直流手动配电柜，专为入库检修车辆提供调试电源。在车辆
上由于直流750伏电源通过不同的开关对多种设备供电，曾发生过车辆 辅助供电设备未切除的情况下，工作人员带负荷误操作手动配电柜上的 隔离开关，导致带负荷操作隔离开关的事故。轻则引起直流飞弧短路， 造成刀闸口的灼伤，使隔离开关的寿命大大降低；重则由于飞弧短路产 生的热电离气浪的冲击，使配电柜侧板变形开裂，严重危害到周边设备 和操作人员的安全。
为此， 一般直流手动操作配电柜中有配置检测、保护系统的技术要 求，包括用于自动采集一次回路的电流值的电量隔离传感器，判别一次 电流值趋近零电流时，输出开关量信号的电压监测器，以及在操作手柄 上配置电磁锁，作为防止隔离开关误操作的闭锁机构，实现安全操作联 锁。由于采用自动检测技术和电磁联锁方法，可保证手动配电柜的不带 负荷操作，可最大程度上确保设备和工作人员的安全。
然而，由于检测系统采集的是很小电流值的信号，为提高一次小电 流采集量的分辨率，电量隔离传感器监测精度需大大提高，因而前置放 大器放大倍数必须调高。但同时放大倍数大，而输入信号太小就极易受
3干扰，在研制时，部件调试正常的基础上进行系统联调时系统会发生振 荡，特别是当人体接触到开关柜柜体时振荡情况会更明显，系统可靠性 能很差。 发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种直流 手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构，该系统结构在将 检测系统元件安装在直流配电柜时，控制电量隔离传感器与分流器之间 距离，以保证在距离内可以避免连接线的干扰，防止自激震荡的产生。
本实用新型是通过以下技术方案实现的-
一种直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构，包 括分流器、电量隔离传感器，电压监测传感器，分流器通过对绞线连接 电量隔离传感器，电量隔离传感器连接电压监测传感器，电压监测传感 器输出连接驱动电磁联锁机构，其特征在于所述的对绞线长度不得大于
200腿。
所述分流器电压输入信号最大值为150mV，对应电量隔离传感器的输 入电压信号最大值为0. 375mV，所述电量隔离传感器中的前置放大单元为 单电源高精度运算放大器。
本实用新型的优点是提高了系统可靠性能，避免相互之间连接线的 干扰，防止自激震荡的产生，经过现场试验检测，满足了安装调试的要 求，达到生产、安装要求。

图1是直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构原 理示意图。
具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述 如附图1所示为直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系 统结构原理示意图，该系统结构主要包括分流器、电量隔离传感器，电 压监测传感器。4000A/150mV分流器串联单极转换刀连接外接触轨与内接触轨，电量隔离传感器与分流器并联，测量得到通过分流器的电压信号， 经电量隔离传感器的前置放大单元的放大处理以及调制解调隔离处理
后，获得0-5V范围内的电压输出。与之相连的电压监测器的线性光耦芯 片对0-5V范围内的电压信号进行隔离处理，并与基准电压信号通过比较 器电路，从而获得开关量输出，驱动控制其后相连结的电磁锁。
若按通常选型，4000A/75mV分流器，若经过0-75mV/0-5V隔离传感 器变送，二次输出5V电压即等效于一次的4000A电流，即二次每伏等效 于一次800A，而一次的1A电流经变送后二次只产生0. 018mV伏的输出电 压，这样小的输出信号给零负荷判断电路的准确性及工作可靠性带来大 的难度，常规的直流电压监测器不能达到可靠判断的准确度。为此，必 须提高电量隔离传感器的放大倍数，又要防止自激振荡，这样才能提高 一次零电流采集量的分辨率，为无负荷判别的准确和可靠工作奠定基础。 选用4000A/150mV分流器，分流器变换为27A/mV，此时传感器输出5V是 等效于一次回路27A的电流，0.5A时的二次输出为94mV，使零电流判别 器的监测精度大大提高。
在现有的手动隔离开关柜上安装一次分流器电量隔离传感器，电压 监测器和电磁锁机构，在部件调试正常的基础上进行了系统联调时，系 统时而会发生振荡，特别是当人体接触到开关柜体柜体时振荡情况明显。 经分段检测，发现还是电量隔离传感器放大倍数大，而输入信号太小易 受干扰引起，分析后确认主要原因有
其一是分流器传送电量隔离放大器的对绞线较长(600mm长)，输入 信号太小易受干扰，再则是电量隔离传感器的放大倍数偏大原因。
本实施例在柜体结构上，将电量隔离传感器设置在分流器旁边，分 流器连接电量隔离传感器的对绞线长度《200mm,以避免对绞线过长时对 较弱输入信号造成的干扰。
其二是电量隔离传感器的输入信号较弱，为此本实施例中的分流器 规格选用为4000A/150mV，增加分流器的二次信号量，二次侧每lmV等效 一次侧27A电流。为提高无负荷检测传感器小电流区间的分辨率，选择了 lmV/5V的电量隔离放大传感器，相对减小电量隔离传感器的放大倍数,
提高隔离放大传感器的输入规格。实施过程中，分流器电压输入信号最 大值为150mV，对应电量隔离传感器的输入电压信号最大值为0. 375mV。
对一次侧27A以上的电流信号传感器全部作限幅处理。对一次侧无 负荷监测的范围定为0—3A，下限值整定在1A，当一次回路电流小于1A 时作为无负荷工况，电磁锁自动解除闭锁，可手动操作隔离开关。
经实际检测发现，电压监测器达到规定的技术要求，而电量隔离传 感器仍不是很稳定，时而还会有自激振荡。当将前置放大单元换成单电 源高精度运算放大器后，其可靠性能大大提高。
权利要求1.一种直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构，包括分流器、电量隔离传感器，电压监测传感器和电磁联锁机构，分流器通过对绞线连接到电量隔离传感器，电量隔离传感器输出连接到电压监测传感器，电压监测传感器输出连接驱动电磁联锁机构，其特征在于所述对绞线长度不得大于200mm。
2. 如权利要求1所述的一种直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电 磁锁的系统结构，其特征在于所述分流器电压输入信号最大值为 150mV，对应电量隔离传感器的输入电压信号最大值为0.375mV。
3. 如权利要求1所述的一种直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电 磁锁的系统结构，其特征在于所述电量隔离传感器中的前置放大单 元为单电源高精度运算放大器。
专利摘要本实用新型涉及应用在地铁车辆段的安全手动操作隔离器的一种直流手动隔离开关柜一次零电流检测和电磁锁的系统结构，包括分流器、电量隔离传感器、电压监测传感器、电磁锁，其中连结电量隔离传感器与分流器的对绞线长度不得大于200mm，所述电量隔离传感器为特制的隔离放大传感器，电量隔离传感器中的前置放大单元为单电源高精度运放，并通过增加分流器的二次信号量，以减小运放的放大倍数，以提高可靠性，本实用新型的优点是提高了系统可靠性能，避免振荡情况发生，满足使用及安装调试的要求。
文档编号G01R19/00GK201383634SQ20092006791
公开日2010年1月13日 申请日期2009年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者淳 周, 尤芳茂, 颜成强 申请人:上海电器成套厂有限公司