輕軌中接地漏電保護裝置（64D）的重要性分析

余　歡/中鐵電氣化局集團有限公司城鐵公司

輕軌中接地漏電保護裝置（64D）的重要性分析

余歡/中鐵電氣化局集團有限公司城鐵公司

在輕軌牽引供電變電所直流電源保護中，接地漏電保護裝置（又稱64D）的存在往往被人們忽視，但它在供電線路正極對地保護中起著舉足輕重的作用。

輕軌；接地漏電保護；64D；

一、引言

輕軌是跨坐式單軌上運行的列車。近年來，伴隨著我國城市軌道交通的不斷發(fā)展，輕軌成為了城市軌道交通中重要的運行方式之一。而作為輕軌中不可或缺的重要保護裝置之一的 64D，在維持整個輕軌系統(tǒng)安全運行起到了至關(guān)重要的作用。本文通過對輕軌變電所牽引供電系統(tǒng)中64D的結(jié)構(gòu)、工作原理及作用進行分析，引出64D在系統(tǒng)中的重要性，僅供參考。

二、64D的工作原理及作用

（一） 64D的工作原理

圖1　64D的主接線圖

如圖1所示，64D通過電纜連接于變電所負極母排與接地母排之間，其主要構(gòu)件由可變電阻Z、阻尼電阻、逆流二極管、電流傳感器以及智能裝置VT41（含電壓傳感器）組成，其中可變電阻Z為10Ω，分別在5Ω、6Ω、7Ω、8Ω、9Ω處留有抽頭，并聯(lián)為2.5Ω,也可以進行阻值的組合，在1500V直流系統(tǒng)中一般設(shè)置為5Ω。二極管的作用是阻斷負極與地的導(dǎo)通的同時，判斷故障電流方向。智能裝置VT41通過實時檢測二極管和可變電阻上的電壓值，可發(fā)出報警及向外部設(shè)備發(fā)出跳閘命令。在1500V直流系統(tǒng)中一般把報警值設(shè)置為180V，跳閘整定值設(shè)置為200V。為避免線路中送電以及車輛啟動等造成的64D誤動作，并與所內(nèi)直流裝置電流型框架保護區(qū)分開，64D發(fā)出的跳閘命令為延時命令，延時時間一般設(shè)置為300ms。

（二）64D的作用分析

在DC1500V的變電所牽引供電系統(tǒng)中，兩個整流器為對地絕緣安裝，系統(tǒng)與地完全隔離，并聯(lián)運行時形成三相二十四脈波全波整流回路。當系統(tǒng)空載運行時，正極母排相對于負極母牌的電壓為直流1500V（實際電壓值有偏差），因系統(tǒng)對地絕緣安裝，在絕緣良好的條件下，正、負極對地不存在關(guān)系。此時，64D的負極接線端對地無電位，二極管處于截止狀態(tài)，VT41檢測負極端與接地端無電勢差，64D無故障輸出。

當行車線路中正極匯流排對地發(fā)生絕緣降低或短路時，因整流系統(tǒng)的正、負極均與地絕緣良好，在不考慮64D裝置的情況下，雖然正極對地絕緣降低或短路，正極電位接近或等于地電位，但是正、負極之間的電勢差依然為直流1500V，系統(tǒng)仍可正常運行。而在實際情況下，當行車線路中正極匯流排對地發(fā)生短路或絕緣降低時，通過64D的接地端，負極與正極之間形成了電流回路，其等效電路如圖二所示。64D的二極管兩端存在正向?qū)妷海O管處于導(dǎo)通狀態(tài)，故障電流I流經(jīng)可變電阻Z，VT41檢測到的電壓為U。理想狀態(tài)下，由歐姆定律：

U=Z×I；（Z取5Ω）

當電流增大到I=36A時，U=5Ω×36A=180V，64D發(fā)出聲光報警；

當電流增大到I=40A時，U=5Ω×40A=200V，64D發(fā)出本所直流饋線跳閘信號，并聯(lián)跳相鄰牽引變電所直流饋線斷路器，切除故障點。

圖二　正極接地時系統(tǒng)等效電路

（三） 64D的重要性分析

由于輕軌線路相較于地鐵，其正、負極均采用匯流排用支撐絕緣子固定于PC梁的兩側(cè)，而地鐵則以鋼軌作為負極回流。當?shù)罔F的正極對地短路時，鋼軌的電位升高導(dǎo)致軌電位限制裝置動作，使得負極與地導(dǎo)通，從而形成故障電流回路，正極饋線保護檢測到故障電流而動作。而負極匯流排經(jīng)長期運行仍然能保持良好的對地絕緣性，當發(fā)生正極對地絕緣降低甚至短路時，由于負極對地絕緣良好而不能形成故障電流回路，整流系統(tǒng)依然能在該故障狀態(tài)下運行，此時，變電所內(nèi)的正極饋線保護由于檢測不到故障電流而不能啟動。而64D的存在，將負極與地通過“鉗位電路”連接起來，當發(fā)生正極對地絕緣降低甚至短路時，通過接地點形成電流回路，使得正極饋線保護裝置得以檢測到故障電流，并在整定范圍內(nèi)可靠動作，而64D也在正極接地漏電的保護范圍內(nèi)起到了保護作用，體現(xiàn)了變電所保護裝置的速動性、選擇性和靈敏性。

三、結(jié)束語

在輕軌的牽引供電系統(tǒng)中發(fā)生正極對地絕緣降低或短路時，64D在系統(tǒng)繼電保護中不僅僅起到接地漏電保護的作用，還為正極饋線保護裝置的正常工作起到了“連接搭橋”的作用。通過對64D重要性的研究和討論，有利于加強專業(yè)或相關(guān)人員對輕軌中64D裝置的重視程度，從而更好地促進輕軌電氣自動化系統(tǒng)的安全運行與長久發(fā)展。

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