湯小君 付勝華

【摘要】分析了地鐵電流、電壓型框架保護(hù)原理及動(dòng)作原因，闡述電流、電壓型框架保護(hù)與鋼軌電位限制裝置的作用及配合關(guān)系，結(jié)合地鐵框架保護(hù)及鋼軌電位限制裝置常見故障，優(yōu)化配置方案。

【關(guān)鍵詞】電流型框架保護(hù);電壓型框架保護(hù);鋼軌電位限制裝置

1、概述

1.1框架保護(hù)原理

牽引變電所內(nèi)的直流供電設(shè)備采用絕緣安裝，主要包括1500V直流開關(guān)柜、整流器柜、負(fù)極柜等。當(dāng)直流設(shè)備內(nèi)的1500V正極對(duì)設(shè)備外殼發(fā)生泄漏時(shí)，如不及時(shí)切除，容易將故障擴(kuò)大為1500V正極通過設(shè)備外殼對(duì)負(fù)極間的短路事故?？蚣苄孤┍Ｗo(hù)是專門針對(duì)直流供電設(shè)備對(duì)正極與柜體發(fā)生故障時(shí)的保護(hù)措施。其保護(hù)原理是當(dāng)正極對(duì)柜體外殼發(fā)生絕緣損壞時(shí)，能及時(shí)切除故障保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 （圖1）

1.1.1電流型框架保護(hù)

電流型框架保護(hù)是通過一個(gè)電流元件檢測(cè)框架對(duì)地之間的電流， 當(dāng)檢測(cè)到的電流值達(dá)到整定時(shí)，電流型框架保護(hù)會(huì)啟動(dòng)。

1.1.2 電壓型框架保護(hù)

電壓型框架保護(hù)是通過一個(gè)電壓保護(hù)元件檢測(cè)框架對(duì)負(fù)極之間的電壓，當(dāng)檢測(cè)到的電壓達(dá)到設(shè)定值，并達(dá)到設(shè)定延時(shí)后，電壓型框架保護(hù)會(huì)啟動(dòng)，框架電壓

保護(hù)還與車站的鋼軌電位限制裝置相配合，作為鋼軌電位限制裝置的后備保護(hù)。

1.2鋼軌電位限制裝置原理

鋼軌電位限制裝置一端接鋼軌，一端接變電所接地網(wǎng)，檢測(cè)的是鋼軌和地之間的電壓。當(dāng)正極對(duì)框架泄漏發(fā)生時(shí)，如果鋼軌絕緣良好，電流型框架保護(hù)沒有啟動(dòng)，并且電壓型框架保護(hù)失靈，此時(shí)鋼軌電位限制裝置檢測(cè)到的電壓為鋼軌和框架之間的電壓，通過鋼軌電位裝置三段動(dòng)作閉合，使泄漏電流主要通過鋼軌電位限制裝置流入大地，而不是鋼軌對(duì)地泄漏電阻回到負(fù)極。（圖2）

當(dāng)供電分區(qū)沒有車輛行駛時(shí)，牽引直流系統(tǒng)運(yùn)行正常情況下，鋼軌對(duì)地電位為零;當(dāng)供電分區(qū)有車輛行駛或接觸軌發(fā)生短路故障時(shí)， 由于鋼軌對(duì)地泄漏電阻的存在，鋼軌電位快速升高到達(dá)閥值時(shí)，鋼軌電位限制裝置迅速動(dòng)作，將鋼軌與接地網(wǎng)短接，從而降低了鋼軌對(duì)地電位。

2、框架保護(hù)與鋼軌電位限制裝置配置方案分析

電壓型框架保護(hù)與鋼軌電位限制裝置都是檢測(cè)鋼軌電位對(duì)地電壓，不同的是電壓型框架保護(hù)的作用是保護(hù)直流設(shè)備安全，通過跳閘（報(bào)警），切除直流絕緣泄漏或短路故障;而鋼軌電位限制裝置的作用是降低鋼軌對(duì)地電壓，保護(hù)線路上行走的人的人身安全。由于電壓型框架保護(hù)整定時(shí)間大于鋼軌電位限制裝置，正常情況下當(dāng)發(fā)生鋼軌電位升高時(shí)，應(yīng)有鋼軌電位限制裝置首先動(dòng)作，當(dāng)鋼軌電位限制裝置拒動(dòng)時(shí)，電壓型框架保護(hù)動(dòng)作跳閘（報(bào)警）。

結(jié)語：

框架泄露故障是地鐵供電系統(tǒng)中危害人生、行車最嚴(yán)重的故障，框架保護(hù)的重要性不言而喻，但由于框架保護(hù)的影響范圍過大，且頻發(fā)框架保護(hù)與軌電位裝置配合失誤導(dǎo)致誤動(dòng)作故障，故主流經(jīng)驗(yàn)將電壓框架保護(hù)整定值設(shè)置大于軌電位裝置整定值，且電壓框架保護(hù)正常運(yùn)行時(shí)只報(bào)警不跳閘，定位為軌電位裝置的后備保護(hù)。

另外，上網(wǎng)隔離開關(guān)的框架泄露故障，均有直流饋線開關(guān)柜的保護(hù)覆蓋，故框架保護(hù)不覆蓋上網(wǎng)閘刀;再生制動(dòng)能饋裝置與中壓網(wǎng)和牽引網(wǎng)均有一次接口，為避免框架泄露故障的影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)再生制動(dòng)能饋裝置單獨(dú)配置框架泄露保護(hù)，不納入直流開關(guān)柜框架保護(hù)范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢清泉，高仕斌，何正友，等.中國高速鐵路牽引供電關(guān)鍵技術(shù)[J].中國工程科學(xué)，2015（04）.

[2]王越.牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷過程的建模與計(jì)算機(jī)仿真研究[D].北京交通大學(xué)，2015.