本發(fā)明涉及軌道交通運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輕軌和磁懸浮這種城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

鐵路設(shè)施，如高鐵、地鐵、磁懸浮交通、有軌電車等鐵路設(shè)施，其電氣設(shè)計(jì)是驅(qū)動(dòng)線路以及故障保護(hù)的關(guān)鍵，對(duì)鐵路設(shè)施的安全運(yùn)行具有重要影響。鐵路的綜合接地就是將鐵路沿線的牽引供電回流系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、通信及其他電子信息系統(tǒng)、建筑物、道床、站臺(tái)等需要接地的裝置通過(guò)貫通地線連成一體的接地系統(tǒng)，即形成一個(gè)共用接地系統(tǒng)，并通過(guò)等電位體連接構(gòu)成一個(gè)等電位體。

目前，高鐵交通沒有設(shè)置直流接地保護(hù)，而由于輕軌與磁懸浮軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)與傳統(tǒng)地鐵供電方式相比，其負(fù)極不通過(guò)走行軌回流，而是另設(shè)負(fù)極軌回流。輕軌及中低速磁懸浮列車是采用直流750v或1500v供電，接觸軌與軌道梁之間通過(guò)絕緣子架空安裝，輕軌是通過(guò)膠輪運(yùn)行，磁浮列車是懸浮運(yùn)行，這就使得輕軌及磁浮列車與地之間是相對(duì)絕緣的，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，各種漏電情況難以避免的時(shí)有發(fā)生，采用國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的檢測(cè)地與電源負(fù)極之間的電位差作為判斷依據(jù)時(shí)，因全線地是相通的，負(fù)極在各供電所內(nèi)也是相通的，且漏電保護(hù)裝置是接在地與負(fù)極之間，因此，一旦發(fā)生接地或漏電故障時(shí)，靠單一的電壓判斷是極易造成全線跳閘的情況發(fā)生。

為了檢測(cè)直流接地漏電及保證人身安全，需要在每個(gè)變電所內(nèi)設(shè)置一套直流接地及漏電保護(hù)裝置，輕軌及磁懸浮系統(tǒng)由于其自身的特點(diǎn)，采用三軌授流、四軌回流的方式，必須采用直流接地及漏電保護(hù)。

輕軌及磁懸浮列車是通過(guò)3軌“正母線”、4軌“負(fù)母線”供電的，各牽引變電所之間，無(wú)論是“正母線”、還是“負(fù)母線”都存在分?jǐn)鄥^(qū)。在一個(gè)供電區(qū)域內(nèi)，只有最多2個(gè)供電網(wǎng)供電。供電系統(tǒng)直流接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)不區(qū)分上下行的，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，直流接地保護(hù)可以啟動(dòng)跳閘實(shí)現(xiàn)斷電，需同時(shí)跳開上下行的所有饋線，故障范圍較大，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致磁浮列車停運(yùn)，而磁浮列車如果停運(yùn)，救援的壓力很大，因此需盡快恢復(fù)接觸軌供電，確保磁浮列車不停運(yùn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，列車在不同區(qū)域發(fā)生接地或漏電故障時(shí)，能夠針對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行有效保護(hù)，而非故障區(qū)域仍可進(jìn)行正常營(yíng)運(yùn)，防止一點(diǎn)故障全線跳閘情況的發(fā)生。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，在所述供電系統(tǒng)的每個(gè)供電區(qū)域的供電負(fù)極與接地線之間設(shè)置電流繼電器和保護(hù)電阻；對(duì)流經(jīng)保護(hù)電阻的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，將檢測(cè)的電流值與供電正負(fù)極的供電電流差異值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)檢測(cè)的電流值超過(guò)預(yù)設(shè)的保護(hù)值時(shí)，分別進(jìn)行預(yù)警或報(bào)警保護(hù)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

漏電保護(hù)方法，具體包括以下步驟：

a、在每個(gè)供電區(qū)域的負(fù)母線和接地線之間串聯(lián)保護(hù)電阻和電流繼電器，設(shè)置電流繼電器的保護(hù)延時(shí)時(shí)間；

b、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)保護(hù)電阻的漏電電流，同時(shí)檢測(cè)供電區(qū)域饋電柜正負(fù)極的電流差異，對(duì)漏電電流值和饋電柜正負(fù)極的電流差值進(jìn)行處理分析，若漏電電流值未超過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出工作正常信號(hào)，若漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值，則進(jìn)行步驟c；

c、當(dāng)漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值且未超過(guò)報(bào)警保護(hù)值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出保護(hù)預(yù)警信號(hào)；當(dāng)漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警保護(hù)值，進(jìn)行步驟d；

d、當(dāng)漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警保護(hù)值，控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，若在電流繼電器的保護(hù)延時(shí)時(shí)間內(nèi)，報(bào)警信號(hào)自動(dòng)解除，則進(jìn)行步驟b；若經(jīng)過(guò)電流繼電器的保護(hù)延時(shí)時(shí)間后，報(bào)警信號(hào)未自動(dòng)解除，則進(jìn)行步驟e；

e、在電流繼電器的保護(hù)延時(shí)時(shí)間內(nèi)，報(bào)警信號(hào)未自動(dòng)解除，控制系統(tǒng)控制電流繼電器進(jìn)行分閘保護(hù)，非故障供電區(qū)域進(jìn)行正常營(yíng)運(yùn)，對(duì)分閘保護(hù)的供電區(qū)域進(jìn)行維修。

上述方法中，優(yōu)選地，所述步驟a中保護(hù)延時(shí)時(shí)間為150ms～5s。

上述方法中，優(yōu)選地，所述保護(hù)電阻為1ω～10ω的可調(diào)電阻。

上述方法中，優(yōu)選地，所述保護(hù)電阻通過(guò)電流傳感器與接地線連接，所述電流傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)保護(hù)電阻的漏電電流。

上述方法中，優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值為40a，所述報(bào)警值為390a(接地電阻為5ω時(shí))。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，將系統(tǒng)供電與漏電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，采用了漏電電流軟件保護(hù)(漏電電流檢測(cè)判斷)、硬件保護(hù)(電流繼電器限定保護(hù))以及正負(fù)母線供電電流判斷(正負(fù)電流差異判斷)，通過(guò)三級(jí)保護(hù)聯(lián)動(dòng)，既可保證保護(hù)動(dòng)作的可靠性，又可準(zhǔn)確的對(duì)漏電區(qū)域進(jìn)行有效保護(hù)。

2、本發(fā)明的用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，在接地線與直流牽引系統(tǒng)的負(fù)極之間接入保護(hù)電阻，當(dāng)直流牽引系統(tǒng)發(fā)生正極對(duì)地短路或絕緣降低的故障時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)該保護(hù)電阻的漏電電流值和正負(fù)母線供電電流差異值進(jìn)行綜合判斷，能夠快速地判斷漏電情況和漏電區(qū)域，并能夠及時(shí)對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

3、本發(fā)明的用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，列車在不同區(qū)域發(fā)生接地或漏電故障時(shí)，能夠分區(qū)段、分上下行的針對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行有效保護(hù)，而非故障區(qū)域仍可進(jìn)行正常營(yíng)運(yùn)，防止一點(diǎn)故障全線跳閘情況的發(fā)生。

4、本發(fā)明的用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，能夠確保報(bào)警“跳閘”操作的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中dsp單片機(jī)的電路原理圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中接地保護(hù)裝置的電路原理示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中接地保護(hù)裝置的框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)警報(bào)裝置的電路原理示意圖。

圖號(hào)說(shuō)明：

1、保護(hù)電阻；2、電流繼電器；3、電流傳感器；4、防逆流二極管。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

如圖1至圖5所示，本實(shí)施例的用于城市軌道交通供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)方法，具體包括以下步驟：

a、在供電系統(tǒng)的每個(gè)供電區(qū)域的負(fù)母線和接地線之間串聯(lián)保護(hù)電阻1和電流繼電器2，保護(hù)電阻1通過(guò)電流傳感器3與接地線連接，保護(hù)電阻10ω，設(shè)置電流繼電器2的保護(hù)延時(shí)時(shí)間為150ms～5s，控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值為40a，報(bào)警值為390a。采用進(jìn)口的電流繼電器2作為保護(hù)元件，其動(dòng)作觸點(diǎn)直接控制保護(hù)動(dòng)作回路。

b、電流傳感器3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流經(jīng)保護(hù)電阻1的漏電電流，同時(shí)檢測(cè)同一供電區(qū)域饋電柜正負(fù)極的電流差異。采用dsp單片機(jī)對(duì)漏電電流值和饋電柜正負(fù)極的電流差值進(jìn)行處理分析，再通過(guò)與dsp單片機(jī)配有的人機(jī)界面作為顯示單元，方便信號(hào)顯示和操作。若漏電電流值未超過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值時(shí)，信號(hào)警報(bào)裝置發(fā)出工作正常信號(hào)，若漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值，則進(jìn)行步驟c。

c、當(dāng)漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的預(yù)警值且未超過(guò)報(bào)警保護(hù)值時(shí)，信號(hào)警報(bào)裝置發(fā)出保護(hù)預(yù)警信號(hào)，提醒監(jiān)測(cè)人員注意，；當(dāng)漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警保護(hù)值，進(jìn)行步驟d；

d、當(dāng)漏電電流值達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警保護(hù)值，信號(hào)警報(bào)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，若在電流繼電器2的保護(hù)延時(shí)時(shí)間內(nèi)，報(bào)警信號(hào)自動(dòng)解除，即排除感應(yīng)電流或其它信號(hào)干擾造成的假“報(bào)警”信號(hào)，則進(jìn)行步驟b；若經(jīng)過(guò)電流繼電器2的保護(hù)延時(shí)時(shí)間1s后，報(bào)警信號(hào)未自動(dòng)解除，則進(jìn)行步驟e；

e、在電流繼電器2的保護(hù)延時(shí)時(shí)間內(nèi)，報(bào)警信號(hào)未自動(dòng)解除，控制系統(tǒng)控制電流繼電器2進(jìn)行分閘保護(hù)，非故障供電區(qū)域進(jìn)行正常營(yíng)運(yùn)，根據(jù)顯示的分閘位置，對(duì)分閘保護(hù)的供電區(qū)域快速進(jìn)行維修。

由于輕軌或磁懸浮列車(以下簡(jiǎn)稱列車)通常采用的是直流供電，其電流方向是正極流出，負(fù)極流入。當(dāng)列車發(fā)生漏電或接地短路時(shí)，接地網(wǎng)電位高于負(fù)母線，電流從“接地線”流向“負(fù)母線”。保護(hù)電阻1連接于接地線與負(fù)母線之間，起到了“導(dǎo)流”作用，即當(dāng)本區(qū)域的正極對(duì)地漏電或接地短路發(fā)生時(shí)，其漏電電流經(jīng)本區(qū)域的保護(hù)電阻1回到負(fù)極。

本實(shí)施例中，電流繼電器2和負(fù)母線之間連接有防逆流二極管4，防止列車啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的逆流情況。

如圖2、圖3和圖5所示，本實(shí)施例中，dsp單片機(jī)通過(guò)ki引腳與電流繼電器2連接，通過(guò)sa1引腳與電流傳感器3連接，信號(hào)警報(bào)裝置通過(guò)不同的信號(hào)燈發(fā)出信號(hào)，每個(gè)信號(hào)燈都設(shè)有開關(guān)。當(dāng)ka4接通時(shí)，預(yù)警電路啟動(dòng)，當(dāng)ka3接通時(shí)，報(bào)警電路啟動(dòng)。無(wú)論是預(yù)警還是報(bào)警，其保護(hù)狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作發(fā)生時(shí)間都通過(guò)通信接口scada及時(shí)報(bào)送給上一級(jí)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)行故障處理。

上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。