在铁路车辆引起的各种火灾中，电气系统造成的缺陷已逐渐成为影响车辆安全的主要威胁因素。
流系统是铁道车辆动力系统的关键组成部分。为信号设备，PLC，事故照明，应急电源，断路器的分合闸操作等提供直流电源。文分析了现有的DC 48 V绝缘监测装置，提出了一种改进方案，根据不平衡电桥的原理对绝缘电阻进行监测，并在绝缘回路中增加了隔离电路。线电压检测单元，MCU主控制器采用STM32F429系列MCU软件。的网络和蓝牙通信功能可进行时钟校准和定期软件升级。践表明，该装置具有结构简单，可扩展性和导电性高的优点，并且在市场上具有一定的应用前景。流系统是铁道车辆电力系统的关键要素，其工作条件直接关系到客车的安全稳定运行[1]。于旧的塑壳断路器使用热磁保护，因此金属板用于过载保护，并且精度很差。电断路器采用简单的检测和保护模块，具有独特的功能并且没有完整的安全保护。果发生诸如欠压或短路之类的故障，则不可能快速而准确地进行干预，并且存在安全隐患[2]。
此，实时监控和对DC系统隔离状态的快速响应非常重要。文档中开发的DC 48 V铁路载波隔离监控系统增加了诸如数据存储，时钟校准，定期自检和网络通信等功能，包括内置控件，USB存储和蓝牙无线通信。允许实时监控地面上的DC总线。测量值达到警报阈值时，
电缆泄漏电阻值将触发声音和视觉警报。时，存储模块实时存储监控数据。户可以通过USB接口下载数据，以进行后续计算和分析。还可以通过具有蓝牙功能的无线通信设备（例如手机）校准整个系统时钟，也可以使用PC设备。期将软件升级到设备。DC 48 V绝缘监测设备使用STM32作为主控制器，包括不对称桥电路，隔离模块，调节电路模块，USB接口模块，E2PROM存储模块，显示模块。晶，声音警报模块，状态指示模块，蓝牙模块等网络通讯模块。平衡桥电路：在正，负条和接地外壳之间连接一系列电阻，通过检查访问电阻的电阻以及每个电阻上的不同电压测量值，列出了相应的等式。算正负母线对。
壤绝缘电阻的大小[3]。时，可以通过控制不平衡桥电路中的开关K2和K3来执行定期自检功能。离模块：正负母线电压由两个ADuM4190隔离运算放大器分别隔离，然后输入电压采样模块，有效避免了要测试的电压信号对系统的干扰[4]。]。节电路模块：将总线隔离的接地正负电压及其对应的阻抗滤波后，将它们发送到单片机的A / D采样模块[5]。
E2PROM存储模块：选择大容量的E2PROM型号M24M02-DR可以实时保存数据并由用户下载。USB接口模块：选择USB118AD模块，可以从具有USB接口的存储设备（例如USB闪存驱动器）中下载系统中存储的数据。晶显示模块：800×480 5英寸矩阵，RGB888液晶彩色电容液晶屏，实时记录系统，记录数据和各种信息。压报警：母线电压超过49 V时产生报警信号。压报警：母线电压低于47 V时产生报警信号。缘报警：1当系统接地电阻≤1kΩ时，产生告警信号。牙模块：蓝牙通信模块HC-05连接到支持蓝牙的移动通信设备，用于实时校准系统时钟[6]。络通信模块：它具有RS 232接口和RS 485接口，可以将监视数据下载到主机，并定期更新和管理系统程序。平衡电桥方法的基本原理如图2所示。A，RB分别表示正极和负极母线与大地之间的绝缘电阻，U1和U2分别表示母线的分压值。
阻RA和RB上的电压。过控制开关K1的激活和去激活来改变电阻器RA，RB上的正母线电压和负母线电压的分压比。中U1，U2表示禁用K1时RA，RB上的正负极条的电压降。
节（1）的类型和公式（2）可以求解RA和RB值。设备执行常规的自检时，可以由单片机控制K2和K3。RC和RD连接至电路，其中RC和RD均设置为800Ω，接地的正负接地电阻小于警报阈值。果触发警报，则设备处于正常，否则设备有缺陷，需要立即修复。测量正极和负极接地电阻时，必须采用正极和负极接地电压，以避免治疗电路中的高功率干扰。对正母线电压和负母线电压进行采样之前，应添加隔离电路。时将电压调整为0〜3.3V。总线电压通过逆变器电路转换为正电压输入隔离运算放大器，后者的电压跟随器实现了自适应阻抗[7]。3显示了用于采样和隔离总线电压的电路图。
MCU是整个设备的心脏，其主要功能是总线电压采样处理，电容式LCD屏幕控制，蓝牙模块的配置和连接，网络接口，声光报警模块控制，USB和USB存储模块配置。计中选择了具有高处理能力，高集成度，低功耗，易于开发和调试的STM32F429系列单片机。了方便用户使用，使用5英寸电容式触摸屏显示更多信息并获得更好的人机交互体验[8]。择蓝牙模块当检查DC系统的隔离状态时，系统时钟的累积错误会影响数据的准确性。了解决这个问题，蓝牙模块HC-05用于通过启用蓝牙的移动设备定期校准和更新系统时钟，以提高便携性，同时确保数据准确性。漏期间的绝缘电阻和时间点是进行监视的重要数据。了便于存储和下载，E2PROM-M24M02-DR用于存储实时数据，而USB-OTG功能用于将泄漏和耐时性数据作为数据记录器写入USB驱动器。机。果电桥不平衡，则使用总线电压计算接地电阻的大小。样总线电压后，便会分析其电压状态。果过压或严重欠压，将直接触发警报，如果情况正常，则将计算接地电阻并将其与定义的阈值进行比较。果结果接地电阻低于定义的阈值，则会触发警报。视总线隔离的过程如图4所示。
统上电后，首先进入自动测试模式。MCU发送控制信号，激活K2继电器，执行第一个自检，然后激活K3继电器进行第二个自检。果两个自检过程均引起声音和视觉警报，
电缆则表明设备正常。电器K2，K3断开，设备开始正常监视。每个占空比中，首先激活继电器K1：这时，MCU第一次从分压后的电压中获取正负总线电压，并获得第一正负总线电压U1。U2，然后禁用继电器K1。行正和负母线电压的第二采样以获得第二正和负母线电压U1，U2。平衡电桥计算公式可计算主MCU中正极和负极条的RA，RB隔离电阻。设备正常运行时，将连续重复此循环。
控制器将计算出的正极和负极母线隔离电阻与设置的阈值电压进行比较，并在显示屏上显示正极和负极母线隔离电阻值以及当前的实时隔离状态。LCD。果处于泄漏状态，则控制器会触发声音和灯光警报以触发警报（红色指示灯始终亮着，并且蜂鸣器很长）；如果处于正常状态，则蓝色指示灯始终亮着。时，主控制器实时记录E2PROM-M24M02-DR磁盘中计算出的用于下载数据的正负总线隔离电阻。LCD还会显示当前设备的蓝牙状态和时钟。设备的蓝牙模块HC-05正确连接至外部蓝牙端子后，它将实时母线的正负绝缘电阻传输到该端子，工作人员可以设置时钟。备使用手机的蓝牙程序。RS 232和RS 485接口已添加到设备，以便操作员可以与主机通信并联网多个设备。用实验室的48V直流电源来模拟铁道车辆的48V直流电源系统，该测试装置可以准确地测量绝缘电阻值，报警在适当时候以及其他相关功能。流48 V绝缘监测设备如图5所示。试结果列于表1。差在允许的范围内，并且具有很高的测量精度。统的DC 48 V隔离监控器具有独特的功能，无法存储收集的数据以供以后分析。外，长时间内时钟误差的累积会影响数据的准确性。文提出的设计增强了传统DC 48 V隔离监视器的功能，增强了数据存储和网络通信功能，并解决了时钟累积错误的问题。真实验表明，该装置可以准确测量正极和负极接地棒的隔离电阻，并正常执行各种报警功能。践表明，该系统结构简单，功能实用扩展，可靠性高，具有良好的商业应用前景。
本文转载自
电缆 https://www.haoluoyi.com
猜您兴趣
首页
QQ