一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路及方法，所述抑制电路由吸能电阻及旁路接触器串联而成，且并联在现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置的主接触器主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨与地网之间。所述抑制方法主要利用钢轨电位限制装置主接触器先合先分，旁路接触器后合后分的控制策略，来实现主接触器承载合闸冲击电流，旁路接触器切断缓冲支路电流限制操作过电压的目的。本发明专利技术的优点是：在稳定有效的抑制钢轨电位限制装置操作过电压的同时不牺牲安全性，保留钢轨与地网的安全物理隔离断口。轨与地网的安全物理隔离断口。轨与地网的安全物理隔离断口。

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路及方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通钢轨电位限制领域，具体的说是涉及一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路及方法。

技术介绍

[0002]在现有的城市轨道交通牵引供电系统中，如图2所示，一般电流会从地铁直流牵引供电系统的电源1中流入接触网或者受流轨2，然后经过列车受流器或者受电弓(图中未示出)流入列车内部牵引供电系统，最后再经列车走行钢轨4回流至地铁直流牵引供电系统电源1中；其中，由于走行钢轨4对地存在寄生电容、过渡电阻及其本身存在较大内阻及电感，而且走行钢轨4对地电位会随其中流入的电流的增大而增大，为了保障城市轨道交通牵引供电系统的运行安全以及工作人员、乘客的人生安全，需要在地铁线路车站变电所、停车场、车辆检修段的列车走行钢轨4与地网5之间均设置有钢轨电位限制装置6(以下简称：OVPD)。在地铁车辆正常运行时，OVPD处于断开状态(即钢轨与地网处于断开)，当钢轨电位超过设定保护动作值时，OVPD将闭合(即列车走行钢轨与地网接通)瞬速降低钢轨电位。
[0003]目前，OVPD的电压保护普遍采用三段式，即Ⅰ段(U＞)为：当轨地电压达到保护阀值电压U1，经延时时间T1后，OVPD保护动作，OVPD 中的主接触器K1闭合，其中，U1根据应用场景不同，一般有60V/90V/120V 三种取值情况；Ⅱ段(U＞＞)为：当轨地电压达到保护阀值电压U2，OVPD 无延时直接保护动作，且OVPD中的主接触器K1闭合，其中U2一般取值为150V；Ⅲ段(U＞＞＞)为：当轨地电压达到保护阀值电压U3，OVPD 内晶闸管VT快速导通拉低轨地电压，并闭合主接触器K1，其中U3一般取值为600V。
[0004]OVPD在运行中，Ⅰ段动作后复位时，其中的主接触器K1将带载分断，当分断产生的操作过电压在大于Ⅱ段保护阀值电压U2时，将会触发相邻站Ⅱ段保护动作，而此类问题在现有的地铁运营中发生的极为频繁，这极大的增加了运营难度与工作量，同时还增大了杂散电流的泄露。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路及方法，用于克服
技术介绍
中所存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路，包含由吸能电阻及旁路接触器串联而成的电阻型缓冲支路，使用时，所述电阻型缓冲支路并接在现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置的主接触器主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨与地网之间。
[0008]上述技术方案中，所述旁路接触器包含旁路接触器主触点及旁路接触器线圈；使用时，旁路接触器的旁路接触器主触点与吸能电阻串接后并接在钢轨电位限制装置的主接触器主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨与地网之间，
旁路接触器的旁路接触器线圈与主接触器的辅助触点串接后并接于主接触器的线圈与合闸开关的两端。
[0009]上述技术方案中，所述吸能电阻的电阻值为0.5Ω～10Ω。
[0010]上述技术方案中，所述旁路接触器为直流接触器。
[0011]一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制方法，包含如下步骤：
[0012]S1、将上述电阻型缓冲支路并联在现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置的主接触器主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨与地网之间，并让主接触器的辅助触点连锁控制电阻型缓冲支路中旁路接触器的线圈；
[0013]S2、将现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置中主接触器的合闸开关合上，让主接触器的线圈得电，使主接触器的主回路开始动作，并经过t1时间后，让主接触器的辅助触点闭合，使电阻型缓冲支路中旁路接触器的线圈得电，然后再经t2时间后，让主接触器的主回路优先导通并承载系统合闸冲击电流，随后再经t3时间后，让旁路接触器的主触点导通，建立起电阻型缓冲支路通路，为分闸缓冲过程的实施创造先决条件；
[0014]S3、当现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置需要执行保护动作时，将其主接触器的合闸开关断开，让主接触器的线圈失电，使主接触器的主回路开始动作，并经过t4时间后，让主接触器的辅助触点断开，使电阻型缓冲支路中旁路接触器的线圈失电，然后再经t5时间后，让主接触器的主回路动、静触头优先分离，产生电弧，同时将主回路电流向电阻型缓冲支路转移，随后经t6时间后，让电阻型缓冲支路的主触点分断，使主接触器的主回路完全断开，形成物理隔离断口。
[0015]上述方法中，所述t1与t2之和为主接触器合闸时间，其取值范围为 15ms～60ms；
[0016]所述t2为主接触器合闸过程的辅助触点与主触点的转换时间差，其取值范围为5ms～20ms；
[0017]所述t2与t3之和为旁路接触器的合闸时间，其中t3取值不小于10ms。
[0018]上述方法中，所述t4与t5之和为主接触器分闸时间，其取值范围为 50ms～80ms；
[0019]所述t5为主接触器分闸过程的辅助触点与主触点的转换时间差，其取值范围为5ms～20ms；
[0020]所述t6为主接触器与旁路接触器分断的时间差，其取得范围为10ms～ 50ms。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点是：1)抑制效果得到明显改善，可将原有的150V～200V过电压抑制到70V～100V，从而稳定有效的规避了邻站OVPD的Ⅱ段保护联跳；2)与常见的阻容吸收方案相比，采用本专利技术时，钢轨与地网的安全物理隔离断口依然存在，在有效解决问题的同时还不牺牲安全性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路的一种具体应用实施例；
[0024]图3为本专利技术钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路的另一种具体应用实施例；
[0025]图4为第一种应用实例中操作过电压抑制电路的控制原理图；
[0026]图5为第二种应用实例中操作过电压抑制电路的控制原理图；
[0027]图6为第一种或第二种应用实例中操作过电压抑制电路的控制时序图；
[0028]附图标记说明：1、电源；2、接触网或者受流轨；3、列车内部牵引供电系统等效电路；4、走行钢轨；5、地网；6、钢轨电位限制装置；6.1、主接触器；6.2、晶闸管；6.3、电流表；6.4、电压表；7、电阻型缓冲支路； 7.1、吸能电阻；7.2、旁路接触器；
[0029]图5中：100表示钢轨电位限制装置闭合过程的动作时序图；200表示钢轨电位限制装置断开过程的动作时序图；K1表示主接触器合闸开关的动作时序；K2表示主接触器的辅助触点动作时序；K3表示主接触器的主触点动作时序；K4表示旁路接触器的主触点动作时序。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路，其特征在于：包含由吸能电阻(7.1)及旁路接触器(7.2)串联而成的电阻型缓冲支路(7)，使用时，所述电阻型缓冲支路(7)并接在现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置(6)的主接触器(6.1)主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨(4)与地网(5)之间。2.根据权利要求1所述的钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路，其特征在于：所述旁路接触器(7.2)包含旁路接触器主触点(7.2a)及旁路接触器线圈(7.2b)；使用时，旁路接触器(7.2)的旁路接触器主触点(7.2a)与吸能电阻(7.1)串接后并接在钢轨电位限制装置(6)的主接触器(6.1)主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨(4)与地网(5)之间，旁路接触器(7.2)的旁路接触器线圈(7.2b)与主接触器(6.1)的辅助触点(6.1b)串接后并接于主接触器(6.1)的线圈(6.1c)与合闸开关(6.1d)的两端。3.根据权利要求2所述的钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路，其特征在于：所述吸能电阻(7.1)的电阻值为0.5Ω～10Ω。4.根据权利要求2所述的钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路，其特征在于：所述旁路接触器(7.2)为直流接触器。5.一种基于权利要求1中所述钢轨电位限制装置操作过电压抑制电路的过电压抑制方法，其特征在于，包含如下步骤：S1、将权利要求1中所述电阻型缓冲支路(7)并联在现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置(6)的主接触器(6.1)主回路断口两端或跨接于现有城市轨道交通牵引供电系统中的走行钢轨(4)与地网(5)之间，并让主接触器(6.1)的辅助触点连锁控制电阻型缓冲支路(7)中旁路接触器(7.2)的线圈；S2、将现有城市轨道交通牵引供电系统中的钢轨电位限制装置(6)中主接触器(6.1)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗情平，王金龙，李国玉，刘炜，王竞，
申请(专利权)人：武汉长海电气科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：