电车受电保护原理主要通过多种保护机制来实现,以下是常见的几种:
电压保护
- 过压保护:当电源电压超过电车电气系统所能承受的额定电压值时,过压保护电路会迅速动作。一般是通过电压传感器实时监测输入电压,一旦检测到电压高于设定的过压阈值,保护电路会触发,使继电器等开关元件断开电路,防止过高的电压损坏车内的电子设备、电机等部件。
- 欠压保护:当电池电压下降到某一设定值时,控制器就会自动切断电源。比如36伏电压的电动车,欠压保护电压大概在30-33伏。其原理是电压传感器持续监控电池电压,检测到电压不足时将信号传递给控制单元,控制单元发出指令,由执行器执行断电操作,避免电池过度放电而损坏。
电流保护
- 过流保护:通常是利用电流传感器来监测电路中的电流。当电车的电机负载过大、线路短路等原因导致电流超过额定值时,电流传感器将信号传送给控制电路,控制电路会在极短时间内切断电源电路,防止因过流造成电线过热、电机烧毁以及其他电气部件损坏,甚至引发火灾等安全事故。
- 短路保护:短路时会产生瞬间的大电流。短路保护电路会实时监测电路状态,当检测到电流突然急剧增大且超过正常工作电流范围很多时,判断为发生短路,立即切断电路,以保护电池和整个电车系统的安全。
温度保护
- 电池温度保护:电池在充放电过程中,如果散热不良或电池内部出现故障等原因,可能会导致温度过高。在电池组中通常安装有温度传感器,当温度超过设定的安全阈值时,温度传感器将信号传送给电池管理系统(BMS),BMS会控制切断电池的充放电电路,防止电池过热引发热失控、燃烧甚至爆炸等严重后果。
- 电机温度保护:电机在长时间高负荷运行或散热条件不佳时,也可能出现过热情况。电机内部一般也设有温度传感器,当电机温度过高时,温度传感器将信号传送给控制器,控制器会降低电机的输出功率或者切断电机的电源,以保护电机免受高温损坏,延长电机的使用寿命。
漏电保护
- 漏电保护装置会实时监测电路中是否存在漏电电流。其工作原理基于基尔霍夫电流定律,即正常情况下,电路中流入和流出的电流矢量和为零。当发生漏电时,会有一部分电流通过漏电路径流入大地等,导致电路中的电流矢量和不为零。漏电保护装置检测到这个差值电流超过一定阈值时,会迅速切断电源,以防止人员触电和电气火灾等安全事故的发生。
受电弓相关保护
- 机械保护:受电弓设有机械限位装置,防止受电弓过度升起或降下造成损坏。在受电弓的结构设计上,还考虑了减震和缓冲功能,以减少在与接触网接触和运行过程中的冲击力,保护受电弓和接触网的结构完整性。
- 电气连接保护:通过自动降弓装置,当受电弓与接触网之间的电气连接出现异常,如接触不良、拉弧等情况时,自动降弓装置会检测到异常信号,并迅速控制受电弓降下,切断电源,防止电弧烧伤受电弓和接触网,同时避免电气故障进一步扩大。