余歡

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

【關(guān)鍵詞】輕軌；接地漏電保護(hù)；64D；

一、引言

輕軌是跨坐式單軌上運(yùn)行的列車(chē)。近年來(lái)，伴隨著我國(guó)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(yùn)行方式之一。而作為輕軌中不可或缺的重要保護(hù)裝置之一的 64D，在維持整個(gè)輕軌系統(tǒng)安全運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。本文通過(guò)對(duì)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(jìn)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

如圖1所示，64D通過(guò)電纜連接于變電所負(fù)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(jìn)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(fù)極與地的導(dǎo)通的同時(shí)，判斷故障電流方向。智能裝置VT41通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)二極管和可變電阻上的電壓值，可發(fā)出報(bào)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(bào)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(chē)輛啟動(dòng)等造成的64D誤動(dòng)作，并與所內(nèi)直流裝置電流型框架保護(hù)區(qū)分開(kāi)，64D發(fā)出的跳閘命令為延時(shí)命令，延時(shí)時(shí)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(gè)整流器為對(duì)地絕緣安裝，系統(tǒng)與地完全隔離，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)形成三相二十四脈波全波整流回路。當(dāng)系統(tǒng)空載運(yùn)行時(shí)，正極母排相對(duì)于負(fù)極母牌的電壓為直流1500V（實(shí)際電壓值有偏差），因系統(tǒng)對(duì)地絕緣安裝，在絕緣良好的條件下，正、負(fù)極對(duì)地不存在關(guān)系。此時(shí)，64D的負(fù)極接線端對(duì)地?zé)o電位，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，VT41檢測(cè)負(fù)極端與接地端無(wú)電勢(shì)差，64D無(wú)故障輸出。

當(dāng)行車(chē)線路中正極匯流排對(duì)地發(fā)生絕緣降低或短路時(shí)，因整流系統(tǒng)的正、負(fù)極均與地絕緣良好，在不考慮64D裝置的情況下，雖然正極對(duì)地絕緣降低或短路，正極電位接近或等于地電位，但是正、負(fù)極之間的電勢(shì)差依然為直流1500V，系統(tǒng)仍可正常運(yùn)行。而在實(shí)際情況下，當(dāng)行車(chē)線路中正極匯流排對(duì)地發(fā)生短路或絕緣降低時(shí)，通過(guò)64D的接地端，負(fù)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(cè)到的電壓為U。理想狀態(tài)下，由歐姆定律：

U=Z×I；（Z取5Ω）

當(dāng)電流增大到I=36A時(shí)，U=5Ω×36A=180V，64D發(fā)出聲光報(bào)警；

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

（三） 64D的重要性分析

由于輕軌線路相較于地鐵，其正、負(fù)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(fù)極回流。當(dāng)?shù)罔F的正極對(duì)地短路時(shí)，鋼軌的電位升高導(dǎo)致軌電位限制裝置動(dòng)作，使得負(fù)極與地導(dǎo)通，從而形成故障電流回路，正極饋線保護(hù)檢測(cè)到故障電流而動(dòng)作。而負(fù)極匯流排經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行仍然能保持良好的對(duì)地絕緣性，當(dāng)發(fā)生正極對(duì)地絕緣降低甚至短路時(shí)，由于負(fù)極對(duì)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(yùn)行，此時(shí)，變電所內(nèi)的正極饋線保護(hù)由于檢測(cè)不到故障電流而不能啟動(dòng)。而64D的存在，將負(fù)極與地通過(guò)“鉗位電路”連接起來(lái)，當(dāng)發(fā)生正極對(duì)地絕緣降低甚至短路時(shí)，通過(guò)接地點(diǎn)形成電流回路，使得正極饋線保護(hù)裝置得以檢測(cè)到故障電流，并在整定范圍內(nèi)可靠動(dòng)作，而64D也在正極接地漏電的保護(hù)范圍內(nèi)起到了保護(hù)作用，體現(xiàn)了變電所保護(hù)裝置的速動(dòng)性、選擇性和靈敏性。

三、結(jié)束語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

[1] 王兆安，劉進(jìn)軍. 電力電子技術(shù)（第5版），2000.

[2] 賀威俊，高仕斌.電力牽引供變電技術(shù)，1998 .

[3]唐潔.地鐵直流牽引系統(tǒng)的繼電保護(hù)和雙邊聯(lián)跳的應(yīng)用，2014.

[4] 歐中良.直流牽引系統(tǒng)電流保護(hù)研究，2012.

[5]于松偉，楊興山，韓連祥.城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用.2008.