謝紅霞

摘 要：以重慶軌道交通較洞線為例，介紹跨座式單軌交通牽引供電系統(tǒng)64D接地漏電保護和列車GR的原理，并簡單分析64D接地漏電保護和列車GR的保護范圍及相互之間的保護配合，從而總結(jié)64D接地漏電保護裝置和列車GR的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：跨座式單軌；64D；接地漏電保護；GR

1重慶軌道交通較洞線牽引供電系統(tǒng)概況

跨座式單軌，即列車跨座于軌道梁之上行駛，走行軌道只有一條，而非傳統(tǒng)鐵路和地鐵的兩條平行鋼軌。目前，重慶軌道交通國內(nèi)已開通運營的城市軌道交通線路中僅有的兩條跨座式單軌城市交通線路較洞線和機場線。與全國所有軌道交通線路一樣，其直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)計為不接地系統(tǒng)，對直流供電設(shè)備采用絕緣對地安裝，與地鐵正極接觸網(wǎng)供電、負極走行軌回流的方式不同的是，單軌走行軌不具備回流的功能，而是單獨設(shè)置專用的負極接觸網(wǎng)作為回流通路。因此，跨座式單軌接地漏電保護裝置與其他軌道交通線路相比，具有明顯不同的特點。

2、設(shè)置接地漏電保護裝置和列車GR的必要性

如果列車在行駛過程中發(fā)生絕緣故障，導(dǎo)致列車車體框架帶電，列車到站后容易因列車與站臺之間的跨步電壓對上下車的乘客造成觸電傷害。為了確保乘客的安全，在正線所有車站軌道梁負極接觸網(wǎng)側(cè)都安裝了列車框架接地裝置（車站接地板），使停靠車站的列車可靠接地。為了檢測列車車體是否帶電，在車體與負極之間串聯(lián)GR回路，一旦GR繼電器電壓達到100V，列車GR故障燈亮。為了有效地切除接觸網(wǎng)的短路故障，保證直流設(shè)備的正常工作和乘客安全，在正線各牽引變電所的直流負極母線安裝64D接地漏電保護裝置（以下簡稱64D保護）。

3、接地漏電保護的原理及引起保護動作的原因

重慶軌道交通較洞線，接觸網(wǎng)的額定電壓為DC1500V，允許偏差為DC1000-1800V，剛性接觸網(wǎng)布置于走行軌道兩側(cè)，正極接觸網(wǎng)向列車供電，負極接觸網(wǎng)回流，車輛通過橡膠輪胎在軌道梁上運行。

3.1接地漏電保護裝置原理

重慶單軌系統(tǒng)每座牽引所內(nèi)設(shè)一臺接地漏電保護裝置，簡稱64D保護，它一段接到1500V直流母線負極側(cè)，另一段通過接地電阻（R=5Ω）接入大地。當接觸網(wǎng)供電線或者車輛控制系統(tǒng)絕緣受到傷害而車體帶電時，而形成的泄漏電流在接地電阻R上壓降達到170V時，發(fā)出報警信號，如在接地電阻R上形成的壓降達到200V時，接地保護裝置動作，跳閘本所五臺直流饋線斷路器，并向左右鄰所直流上網(wǎng)饋線發(fā)聯(lián)跳。

在系統(tǒng)正常運行情況下，漏電流在上產(chǎn)生的壓降遠小于64D保護繼電器的整定值，接地電阻R上產(chǎn)生的電壓可以忽略不計，即相當于牽引供電系統(tǒng)負極電位接近地電位。只有正極接觸網(wǎng)對地短路或者列車電控系統(tǒng)絕緣因老化、擊穿等損傷供電線網(wǎng)或車輛電控系統(tǒng)絕緣受到損傷形成的漏電流在R上的壓降達到64D保護的整定值時，64D保護出口，引起各牽引所饋線開關(guān)跳閘。如果設(shè)備是瞬時故障，會自動重合閘。如為永久性故障，故障區(qū)間接觸網(wǎng)供電的牽引所饋線開關(guān)在120S時間內(nèi)自動重合閘2次后跳閘并閉鎖，相應(yīng)接觸網(wǎng)區(qū)段失電，起到隔離故障的目的。

3.2 導(dǎo)致64D保護動作的常見情況

牽引供電系統(tǒng)正常運行：各牽引變電所通過饋電線路及接觸網(wǎng)向各運行列車輸送直流電流，列車就近向牽引變電所獲取最大的牽引電流，64D保護裝置檢測到的電流、電壓均在正常范圍。

3.2.1饋電線短路事故

饋電線的正、負極板間的短路事故一般不會出現(xiàn)。唯一的事故是由于列車前端檔板出卷入了雪，雪堵塞后于正、負極的導(dǎo)電弓間由于雪的水分導(dǎo)致短路。此時接地保護裝置動作，將變電所快速斷路器斷開，并報警。

3.2.2饋電線接地事故

饋電線的接地事故有時會發(fā)生。如正極饋電線由于某些物體（導(dǎo)體）造成絕緣子絕緣不良或造成短路等。接地電流流入至各變電所的接地保護裝置，此值達到漏電預(yù)警值時，微機系統(tǒng)出預(yù)警信號；此值達到保護值時，接地保護裝置動作，將變電所快速斷路器斷開，并報警。此時，短路電流同時按照以下兩個回路流回負極：正極饋電線→大地→64D保護裝置→牽引所直流負極母線；正極饋電線→車站接地板→車站內(nèi)車體框架→GR故障燈→負極受電弓→接觸網(wǎng)負極→牽引所直流負極母線。此時，全線路各車站內(nèi)列車GR故障燈均顯示故障，而區(qū)間運行列車GR故障燈無顯示。

3.2.3列車主線路、高壓輔助線路的短路事故

列車主線路、高壓輔助線路的短路事故極其稀少，發(fā)生事故時，當事故點發(fā)生在車輛的“快開LB”之后，車輛電控系統(tǒng)的快速斷路器LB將跳閘。當事故點發(fā)生在車輛的“快開LB”之前，則通過供電系統(tǒng)的快速斷路器將系統(tǒng)斷開。

3.2.4列車主線路、高壓輔助線路的絕緣不良

此時泄漏電流通過車輛GR線路。GR線路設(shè)定工作環(huán)境是為了防止萬一出現(xiàn)乘客觸電事故。為此GR線路整定值應(yīng)根據(jù)人體所能承受的值進行整定。當故障發(fā)生在列車受電弓∽LB間時，列車通過停站時車輛框架接地裝置，使車輛GR線路動作（漏電電壓大于100V），車輛LB分斷；或者變電所的接地保護裝置動作（漏電電壓大于200V），將變電所快速斷路器斷開，并報警。故故障列車在區(qū)間運行，則GR燈點亮，其他列車GR故障燈無顯示，車內(nèi)乘客與列車等電位，不會造成觸電事故；當故障列車駛?cè)胲囌净蛘哕囌玖熊嚢l(fā)生此類故障，短路電流同時按照以下兩種方式流回負極：正極接觸網(wǎng)→車體框架→GR故障燈→負極受電弓→接觸網(wǎng)負極→牽引所直流負極母線；正極接觸網(wǎng)→車體框架→車體接地刷→車站接地板→大地→64D保護裝置→牽引所直流負極母線。不難分析，此時在所有車站的列車GR故障燈都可以被點亮。

3.3 64D動作原因排查

由以上分析可以總結(jié)出，64D保護動作原因，主要可分為：一、直流設(shè)備、電纜接地故障。二、正極接觸網(wǎng)接地、正負極短路接地。三、列車供電回路故障。

當出現(xiàn)64D保護動作導(dǎo)致部分（或全線）接觸網(wǎng)失電的情況，如何迅速判斷失電原因?qū)τ诒M快恢復(fù)列車運營至關(guān)重要，首先，失電區(qū)段的所有列車全部收弓，然后對失電區(qū)段的接觸網(wǎng)進行試送電，如果試送電失敗，則可判斷為牽引供電系統(tǒng)方面的原因，如果試送電成功，則可判斷為列車方面的原因，此時需要對該區(qū)間列車進行逐列排查，直至找到故障列車。

4、GR故障分析

典型GR故障分類如以下列車GR燈點亮示意圖：

圖3短路電流同時按照以下兩個回路流回負極：正極接觸網(wǎng)→大地→車站接地板→車體接地刷→車體框架→GR故障燈→負極受電弓→接觸網(wǎng)負極→牽引所直流負極母線，正極接觸網(wǎng)→大地→64D保護裝置→牽引所直流負極母線。

圖4、圖5短路電流同時按照以下兩個回路流回負極：正極接觸網(wǎng)→車體框架→GR故障燈→負極受電弓→接觸網(wǎng)負極→牽引所直流負極母線；正極接觸網(wǎng)→車體框架→車體接地刷→車站接地板→大地→64D保護裝置→牽引所直流負極母線。

圖6列車在區(qū)間，短路電流按照以下一個回路流回負極：正極接觸網(wǎng)→車體框架→GR故障燈→負極受電弓→接觸網(wǎng)負極→牽引所直流負極母線。

通過以上典型案例分析：

1、當故障造成1500V牽引供電系統(tǒng)正極接地時，所有車站?？苛熊嚲砂l(fā)生GR故障。

2、所有故障均不會造成區(qū)間正常列車報GR故障。

3、區(qū)間列車報GR故障，表明該列車供電系統(tǒng)存在絕緣故障；且只有該列車報GR故障，正線其他列車不受影響。故障列車進站時，由于車體強制接地，故障發(fā)展為牽引供電系統(tǒng)正極接地，進而引起所有車站列車GR故障及全線牽降所64D保護動作。

5、接地漏電保護和GR故障的關(guān)系

64D動作表明牽引供電系統(tǒng)發(fā)正極接地，可以是直流電纜、接觸網(wǎng)、列車故障引起；GR動作表明列車供電回路絕緣故障或者被牽引供電系統(tǒng)正極接地故障影響。64D、GR可以相互影響。64D動作電壓200V、GR動作電壓100V，表明列車GR更為靈敏，存在多列車GR故障，而64D保護無任何報警現(xiàn)象。

6、接地漏電保護和GR故障總結(jié)

64D保護存在的缺點：1、64D保護基本無選擇性，通常故障導(dǎo)致大面積牽降所64D動作。

2、故障多為瞬時故障，64D保護設(shè)置有重合閘2次，即使全線64D保護頻繁動作，大部分區(qū)段接觸網(wǎng)可由重合閘恢復(fù)供電，能重合成功幾率很大，不利后期查找故障。3、對于頻繁的接地故障，若調(diào)整接觸網(wǎng)單邊供電縮小故障，則會降低接觸網(wǎng)供電可靠性。4、運營期間，即使將接觸網(wǎng)調(diào)整為單邊供電，也無法完全將故障隔離。

7、結(jié)語

本文對單軌牽引供電系統(tǒng)64D接地漏電保護和列車GR故障進行了簡單的介紹，并通過分析得出，1、當有列車GR故障，而64D保護無任何報警時，電力調(diào)度應(yīng)加強牽引供電系統(tǒng)監(jiān)視并做好相應(yīng)準備。2、根據(jù)實際運行經(jīng)驗，64D、GR故障多為瞬時性故障，給電力、行車調(diào)度故障查找?guī)Ющy。在發(fā)生列車GR故障時，行車調(diào)度應(yīng)密切關(guān)注區(qū)間有無列車報GR故障，行車調(diào)度與電力調(diào)度間信息暢通。3、在長時間全線64D、GR故障無法消除時，故障原因又無法明確，經(jīng)請示后電力調(diào)度可合理調(diào)整接觸網(wǎng)運行方式，將接觸網(wǎng)分成若干供電區(qū)段，防止故障影響全線，同時也能縮小故障排查范圍。

參考文獻

[1]跨座式單軌交通直流牽引系統(tǒng)接地保護設(shè)計，《都市快軌交通》第21卷，2012.02，周才發(fā)

（作者單位：重慶市軌道交通（集團）有限公司）