钢轨电位限制装置与框架爱惜关系的分析

钢轨电位限制装置与框架爱惜关系的分析

摘 要 对直流牵引供电系统中钢轨电位限制装置在平安方面所起的作用及与框架爱惜配合关系进行了分析,对目前框架爱惜存在的问题进行了探讨。并提出了钢轨电位限制装置要紧参数的选取依据。建设在采纳晶闸管接触器型钢轨电位限制装置后,框架爱惜中取消电压元件。

关键词 地铁,钢轨电位限制装置,框架爱惜

城市轨道交通牵引供电系统采纳ＤＣ1500Ｖ架空接触网供电,以走行轨为回流通路。为减少杂散电流对土建结构钢筋、钢轨、设备金属外壳及其它地下金属管线产生侵蚀,轨道交通建设进程中采取了较为完善的杂散电流防护方法。即:直流牵引供电系统设计为不接地系统,对直流供电设备采纳绝缘安装,钢轨通过绝缘垫与大地绝缘,以减少杂散电流的泄漏。

当供电区段有起动或运行的列车、或发生系统短路故障时,因钢轨作为牵引回流的通路和钢轨与地之间过渡电阻的存在,钢轨对地产生必然的悬浮电位差。为避免钢轨对地电位太高造成人身损害,每一个车站和车场都设有钢轨电位限制装置(ＯＶＰＤ)。为知足直流牵引供电系统平安靠得住运行及爱惜乘客平安的要求,须合理选择ＯＶＰＤ的设备参数,并考虑与其它设备之间的配合关系。 1 ＯＶＰＤ动作特性及钢轨对地电位升高缘故

ＯＶＰＤ动作特性

ＯＶＰＤ安装在各个车站及停车场内,监测钢轨与地之间的电压。若是该电压超过整定值时,ＯＶＰＤ动作,将钢轨与地短接。同时,监测流过ＯＶＰＤ中(钢轨与地之间)的电流。当该电流低于整定值时,ＯＶＰＤ将自动复位,断开钢轨与地的连接。 钢轨对地电位升高的要紧因素

正常运行状态下,供电区段内列车运行时,钢轨中流过牵引负荷电流,造成钢轨对地电位的升高(正值或负值)。钢轨对地电位的大小,要紧与线路上机车的数量、负荷电流、牵引所间距、钢轨 地间的过渡电阻等因素相关。

当发生以下故障时,引发钢轨对电位的陡升:①接触网与钢轨发生短路;②接触网对架空地线(地)发生短路故障;③直流设备发生柜架泄漏故障;④牵引变电所整流变压器二次侧交流系统发生单相接地短路。 直流系统发生故障时,必需在短时刻内切除故障或降低钢轨对地电位,以保证人身及设备平安。 2 框架爱惜装置特性

框架爱惜装置要紧用于当直流设备正极对设备外壳发生短路时,起动相应断路器跳闸,快速切除故障,使供电设备免遭损坏。它要紧由电流、电压测量元件组成。电流测量元件一端接设备外壳,另一端接地,用于检测外壳与地之间流过的故障电流。电压测量元件用于测量设备外壳与直流设备负极之间的电压,一端接于负极,另一端接设备外壳。 当任意一个直流设备内正极对外壳短路时,接地电流通过电流测量元

件流入地网,再通过钢轨与地之间的过渡电阻(或排流柜)回到钢轨(负极)。当接地电流达到整定值时,框架爱惜的电流元件动作; 同时电压测量元件检测负极与设备外壳间的电压值,当电压大于整定值时,电压元件在整定的时刻内动作,使相应的交、直流断路器跳闸,切除故障。框架爱惜装置及ＯＶＰＤ接线如图1所示。

3 ＯＶＰＤ与框架爱惜动作时刻配合及存在问题分析 动作时刻的配合

ＯＶＰＤ要紧用于爱惜人身平安,其动作特性应能知足ＥＮ50122-1(ＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＰｒｏｖｉｓｉｏｎｓＲｅｌａｔ ｉｎｇｔｏＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＳａｆｅｔｙａｎｄＥａｒｔｈｉｎｇ)标准中规定的的人体耐受电压-时刻特性曲线的要求。如表1所示。

列车的正常起动及运行时,钢轨-地电位升高。当ＯＶＰＤ测出钢轨-地电位超过整定值时,ＯＶＰＤ动作,将钢轨与地短接。由图1可知,ＯＶＰＤ与框架爱惜的电压元件测量大体上是同一个电压值。现在框架爱惜不该动作。目前采取的配合方式是框架爱惜电压元件动作时刻整定值比ＯＶＰＤ动作时刻整定值长(相同的测量电压条件下),或电压整定值比ＯＶＰＤ要高。

当直流设备的正极对设备外壳发生短路故障时,ＯＶＰＤ和框架爱惜