城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)及絕緣安裝分析

曹楊揚(yáng)

摘要：直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)在城市軌道交通供電系統(tǒng)中有著非常重要的作用，它能夠保證供電設(shè)備正常運(yùn)行，從而在根本上保護(hù)工作人員的人身安全，但由于保護(hù)的影響范圍較大，所以經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，這就需要人員有必要加強(qiáng)直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)以及絕緣安裝的分析?；诖耍疚闹饕治龀鞘熊壍澜煌ㄖ绷鳡恳到y(tǒng)框架保護(hù)的重要性以及原理，并提出幾點(diǎn)直流系統(tǒng)牽引框架絕緣安裝的方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;直流牽引系統(tǒng);框架保護(hù);絕緣安裝

城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)裝置通常設(shè)計(jì)在牽引所的負(fù)極柜中，主要作用是當(dāng)直流供電設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞、電流泄露等問題時(shí)，能夠自動(dòng)解決故障，確保供電設(shè)備與工作人員的生命安全受到保護(hù)。城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)分為兩種類型，一種是電壓型框架保護(hù)，另一種是電流型框架保護(hù)。

一、城市軌道佳通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)及絕緣安裝的重要性

框架保護(hù)是城市軌道佳通直流牽引系統(tǒng)中一種特殊的保護(hù)方式，通常將正極放在接觸軌，而負(fù)極放在走行軌。電流不僅能夠從走行軌返回，同樣也可以從大地返回，但是這樣卻有著較為雜散的電流，所以直流牽引供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為不接地系統(tǒng)。但由于設(shè)備外殼是不可避免要接地的，若是正極接地，通過設(shè)備外殼導(dǎo)致正極與負(fù)極之間的短路電流突然增大，而此時(shí)車身外殼與鋼軌之間的相連是負(fù)極的，就會(huì)導(dǎo)致旅客在下車時(shí)有著較大的生命安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。通過安裝直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)，能夠時(shí)刻監(jiān)測(cè)對(duì)地絕緣的直流牽引系統(tǒng)正極與接地柜體之間的絕緣狀況，若是在斷路的狀況下，就會(huì)發(fā)揮作用使直流斷路器跳閘。直流牽引系統(tǒng)的正極和負(fù)極接地并不會(huì)造成人員危害，但是正負(fù)極在接地后會(huì)對(duì)設(shè)備造成較大影響，可能導(dǎo)致直流用電設(shè)備無(wú)法正常進(jìn)行工作，因此進(jìn)行絕緣安裝很有必要。

二、城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)的工作原理

城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)包括DC1500V開關(guān)柜、負(fù)極柜和整流器柜，其中所有設(shè)備的外殼均是通過対地絕緣安裝的方式，確保外殼不會(huì)直接接觸地面，而是通過各個(gè)電纜連接在一起，然后連接至負(fù)極柜，最終經(jīng)過分流器接到公共地網(wǎng)。若是直流牽引系統(tǒng)發(fā)生絕緣損壞時(shí)，帶電設(shè)備就會(huì)泄漏電流傳輸至框架保護(hù)裝置中，同時(shí)在分流器的兩端形成一股電壓，電壓信號(hào)通過隔離放大器傳至保護(hù)模塊PLC中，從而測(cè)量框架對(duì)地的泄漏電流，這就是電流型框架保護(hù)[2]。而電壓型框架保護(hù)可以算是一種后備保護(hù)，由于地鐵軌道是采用絕緣安裝的，所以軌道對(duì)于地面的絕緣電阻也會(huì)因?yàn)榻^緣材料的性能變化而發(fā)生改變。由此可以看出，框架泄漏電流的回路電阻是無(wú)法確定的，若是回路電阻過大，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備框架保護(hù)受到絕緣破壞，但由于泄漏電流的檢測(cè)值無(wú)法達(dá)到整定值的要求，電流型框架保護(hù)就會(huì)出現(xiàn)不動(dòng)作的情況，而電壓型框架保護(hù)能夠完美的彌補(bǔ)這一缺陷。直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)裝置在運(yùn)行過程中，通過判斷檢測(cè)到的故障電流和電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)跳閘，從而切除故障。通常來講，直流牽引系統(tǒng)直流開關(guān)柜、負(fù)極柜和整流器的絕緣安裝，是通過電纜連接將直流牽引系統(tǒng)的外殼保護(hù)接地連接成整體，通過負(fù)極柜的電流元件與牽引直流系統(tǒng)接地網(wǎng)單點(diǎn)相連

[3]

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三、直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)可靠性提高

城市軌道交通長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)后，就會(huì)導(dǎo)致直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作的現(xiàn)象，現(xiàn)階段框架保護(hù)是通過低阻框架保護(hù)裝置，若是直流牽引系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)正極對(duì)殼體的泄漏，就會(huì)導(dǎo)致短流電路從殼體、接地和軌道泄

漏電阻，雖然最開始不會(huì)泄露過大的短路電流，但若是長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行處理，就會(huì)擴(kuò)大事故，短流電路就會(huì)由最初的幾十安培擴(kuò)大至幾萬(wàn)安培，因此安裝框架保護(hù)裝置可以及時(shí)在泄漏短路電流時(shí)進(jìn)行故障清除工作[4]。這種框架保護(hù)裝置有著極強(qiáng)的靈敏性，當(dāng)裝置出現(xiàn)受潮現(xiàn)象或粉塵侵入，就會(huì)切斷所有直流斷路器形成跳閘，防止系統(tǒng)受到損壞。

四、城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)絕緣安裝

城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)采用的是直流電源，所以當(dāng)前因電源正負(fù)極沒有采取相應(yīng)絕緣措施時(shí)，與大地接觸就會(huì)導(dǎo)致電流流入埋地金屬，再由埋地金屬體流入到大地，而流出電流的部位為陽(yáng)極，所以會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。由于軌道結(jié)構(gòu)的特殊性，所以要防止雜散電流侵蝕軌道金屬結(jié)構(gòu)，這也能夠避免正極與大地之間出現(xiàn)電位差而造成的安全隱患，城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)正負(fù)極的配電柜要采用對(duì)地絕緣安裝。在完成設(shè)備基礎(chǔ)槽鋼找平焊接工作時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的打磨處理和防腐蝕處理，在焊點(diǎn)和基礎(chǔ)支撐部位抹上一層防銹漆，然后在進(jìn)行富鋅漆的涂抹。若是地下站設(shè)備間的濕度較強(qiáng)，則需要在以上環(huán)節(jié)完成后涂抹一層封閉漆。由于直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)裝置表面漆層平整度的差異較大，這就需要進(jìn)行二次處理，通過平整度儀器檢測(cè)實(shí)際情況，若是檢測(cè)合格后，則要及時(shí)清理表面的漆屑和灰塵，利用酒精與脫脂棉清洗基礎(chǔ)部位[5]。隨后，將絕緣板底部的保護(hù)膜拆除，并清潔絕緣板，等到絕緣板的表面徹底干燥后，用酒精和脫脂棉進(jìn)行二次清洗。在安裝完柜體后，還要重點(diǎn)清洗配電柜內(nèi)部的金屬?gòu)U料、鐵屑等，并用絕緣電阻表測(cè)試柜體的絕緣性能，確保最小絕緣阻值能夠高于2MΩ。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)和絕緣安裝是確保不會(huì)出現(xiàn)短路和接地故障的有效手段，能夠保障設(shè)備與人員的安全。在安裝現(xiàn)場(chǎng)一定要將加強(qiáng)除濕和通風(fēng)力度，并進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試措施，確保絕緣電阻能夠達(dá)到相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何亮，吳浩，李思文，張揚(yáng)鑫，崔洪敏，劉煒.基于EMD（經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解）奇異值熵的城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)短路故障辨識(shí)[J].城市軌道交通研究，2021，24（09）：88-93.

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