一种中速磁浮牵引供电接地保护系统的制作方法

本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种中速磁浮牵引供电接地保护系统。

背景技术：

中低速磁浮轨道交通是指最高速度为120km/h磁浮轨道交通，中速磁浮轨道交通是指最高速度为160km/h磁浮轨道交通。

中低速磁浮轨道交通采用直流牵引供电制式，牵引网系统由正极接触轨和负极接触轨组成，正、负极接触轨分布在轨道的两侧，正、负极接触轨与地绝缘；通过正极接触轨向车辆供电、负极接触轨回流。牵引变电所直流馈线柜采用断路器柜，对于直流牵引馈线的短路故障及异常运行，断路器柜设置了大电流短路断路器直接跳闸保护、过电流保护、电流变化率及其增量保护、双边联跳保护等。

中低速磁浮轨道交通不仅正极接触轨、负极接触轨与地绝缘，车辆本体也与地绝缘。当列车在区间运行时，发生正极和车辆壳体之间绝缘故障时，由于车辆和乘客是等电位体，不会发生人体触电事故；但当列车进站后，由于车辆与地之间有电压差，当乘客上下车时存在跨步电压，很容易发生触电事故。为了确保列车进站后乘客的安全，所有的车站都设置了接地轨，接地轨与地网连接。列车进入车站后，列车车辆外壳通过接触器与接地轨相接触，使列车到站时车体能够可靠接地。

由于中低速磁浮轨道交通直流牵引供电系统的结构特点，正极直接对负极发生短路故障的可能性较小，而正极或负极对地发生接地故障的可能性增加。接地故障主要形式有正极接触轨对地(桥梁)、列车正极回路与列车框架(地)、变电所内直流设备接地。为了在接地故障情况能够及时发现和保护系统，中低速磁浮轨道交通直流牵引供电系统采取了在负极与地之间设置电压继电器接地保护装置(简称64d)。

由于每个牵引变电所均设置了64d保护装置，64d保护装置内设置了逆流二极管、接地电阻、电压传感器、电流传感器、电源及微机控制系统组成。保护启动电压可在90～300v内设定，一般设定为200v。当发生正极接触线接地故障时，每个牵引变电所均产生短路电流，短路电流通过贯通地线流经各个牵引变电所64d，导致多个牵引变电所64d保护装置检测到故障而启动馈线断路器跳闸。但接地故障发生时，接地短路电流通过各牵引变电所64d装置，相邻多个牵引变电所均能而跳闸，出现大范围的停电。

中低速磁浮轨道交通直流牵引供电系统接触轨安装在桥梁两侧，接触轨通过绝缘子与结构底座绝缘，结构底座之间没有贯通地线。当接触轨绝缘子损坏，接触轨电压直接加到结构底座上，形成电流泄漏。在这种故障情况下，64d保护装置检测不到电压降，无法实现保护，形成安全隐患。

主要原因是64d保护装置内设置了接地电阻，接地电阻比线路电阻大了一个数量级，导致一个区间发生接地短路，接地电阻上电压降比线路电阻压降大得多，因此相邻多个牵引所的64d保护装置都能检测到大于设定值的电压。

当接触轨绝缘子损坏，接触轨电压直接加到结构底座上，形成电流泄漏。泄漏电流没有金属通路，64d保护装置监测不到泄漏电流，不会启动报警，更不会启动跳闸。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种中速磁浮牵引供电接地保护系统，可实现接地短路故障的选择性跳闸，避免多个牵引所馈线断路器同时跳闸，解决低速磁浮接地故障多牵引变电所同时跳闸的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术系统是：一种中速磁浮牵引供电接地保护系统，包括列车框架接地刷、单向导通装置、牵引直流电源、馈线断路器、列车框架、正极接触线、线路断路器和负极接触线；

所述馈线断路器一端接入正极接触线，另一端与所述牵引直流电源连接；所述牵引直流电源的另一端接入负极接触线；所述列车框架外侧设有列车框架接地刷；所述列车框架的内部设有线路断路器；所述线路断路器的一端接入正极接触线，所述线路断路器的另一端接入负极接触线。

作为优选，所述列车框架内还设有电机、电阻和单向导通器，均接入所述线路断路器所在线路。

作为优选，在正负极接触轨安装侧设置贯通地线，所述贯通地线与牵引变电所的接地母排相连接。

作为优选，所述负极接触线与所述贯通地线之间接入设有单向导通装置。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明能够实现接地短路故障的选择性跳闸，避免多个牵引所馈线断路器同时跳闸。解决低速磁浮接地故障多牵引变电所同时跳闸的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有技术的结构示意图。

图中1-贯通地线，2-列车框架接地刷，3-单向导通装置，4-牵引直流电源，5-馈线断路器，6-列车框架，7-正极接触线，8-线路断路器，9-负极接触线。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术系统，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本发明的实施例公开了一种中速磁浮牵引供电接地保护系统，如图所示，其包括列车框架接地刷2、单向导通装置3、牵引直流电源4、馈线断路器5、列车框架6、正极接触线7、线路断路器8和负极接触线9；

馈线断路器5一端接入正极接触线7，另一端与牵引直流电源4连接；牵引直流电源4的另一端接入负极接触线9；列车框架6外侧设有列车框架接地刷2；列车框架6的内部设有线路断路器8；线路断路器8的一端接入正极接触线7，线路断路器8的另一端接入负极接触线9。

本实施例中，列车框架6内还设有电机、电阻和单向导通器，均接入线路断路器8所在线路。

本实施例中，在正负极接触轨安装侧设置贯通地线1，贯通地线1与牵引变电所的接地母排相连接。

本实施例中，负极接触线9与贯通地线1之间接入设有单向导通装置3。

本实施例中，将现有技术中的64d保护装置改为能承受大短路电流的单向导通装置，将电压检测改为电流检测，并在正极和负极接触轨安装底座设置全线贯通的接地线。把短路电流作为判断启动馈线断路器跳闸的依据。

本实施例中，当正极接触线接地时，接地短路电流通过贯通地线和单向导通装置流回负极，馈线断路器kb检测到大电流(9000a以上)，启动馈线断路器动作跳闸。由于本回路中没有设置接地电阻，近端短路电流可以达到30000a及以上，即使在线路中间，正极对地短路电流也能达到18000a。同区间的另一个牵引所测到的短路电流也达到在12000a，而远离短路区间的牵引所短路电流远小于9000a。设置单向导通装置和贯通地线，可以实现由电流检测作为判断的依据，而牵引变电所设置的保护方式不变：(a)大电流短路断路器直接跳闸保护；(b)过电流保护；(c)电流变化率及其增量保护(di/dt+δi)；(d)双边联跳保护；(e)带故障性质判断的自动重合闸。

以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术系统，或本领域的技术人员在本发明技术系统的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术系统而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。