地铁框架保护与轨电位的匹配
浅析地铁直流牵引供电系统框架保护原理及保护设置方案
Dianqi Gongcheng yu Zidonghua♦电气工程与自动化浅析地铁直流牵引供电系统框架保护原理及保护设置方案叶茏(广州地铁集团有限公司运营事业总部，广东广州510380)摘要:直流框架保护在地铁牵引供电系统中起着非常重要和特殊的作用，它对供电设备和人身安全的保护是不可或缺的，但又 由于保护影响范围巨大且故障原因多样对故障处理提出了很高的要求。
现从框架保护的工作原理入手，分析了框架保护动作的原因，并讨论了框架保护设置方式及其应急处理措施。
关键词:框架保护;轨电位;保护误动;直流牵引供电系统;保护设置方案1框架保护的工作原理地铁直流牵引供电系统的框架保护装置设在牵引所的负 极柜内，用于在直流供电设备发生绝缘损坏或对设备框架发 生闪络、产生泄漏电流时，能够及时切除故障，保护供电设备 和人员人身的安全。
框架保护有两种类型，分别是电压型框架 保护和电流型框架保护，电压型保护是电流型保护的后备保 护。
保护原理如图1所示。
(钢轨)之间的电压信号转换成低电压信号后输入PLC,以检测 框架对钢轨电压（因框架经分流器接地，亦即测量钢轨对地 电压)。
当PLC检测到电压达到或超过整定值时，启动一段延时，如果在延时时间内，电压一直大于整定值，则电压型框架保护 动作，跳开相应开关。
2电流、电压型框架保护与钢轨电位限制装置的匹配图1框架保护原理接线示意图直流牵引供电系统设备(包括DC 1 500 V开关柜、负极柜、整流器柜)的外壳采用对地绝缘安装方式，其外壳不是直接接 地，而是通过电缆连在一起，然后连接至负极柜，经过一个 1 000 A/150 mV的分流器(R101)再接到公共地网，泄漏电流 从地网经隧道壁、道床再流至钢轨(负极)。
当直流设备绝缘损 坏，带电设备对框架产生泄漏电流时，会在分流器(R101)两端 产生一个电压，再通过隔离放大器将两端的电压信号输入至在框架保护系统中有一个非常重要的部分——钢轨电位限制装置，它一端接钢轨,另一端接地网，与电压型框架保护类似，检测的是钢轨对地的电压，当钢轨电位达到保护整定值时，钢轨电位限制装置会迅速动作，将钢轨与接地网短接，降低钢轨电位。
框架保护与钢轨电位限制装置保护配合
框架保护与钢轨电位限制装置保护配合作者：李书臣来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要：对框架故障保护和轨电位限制装置保护动作原理、结构进行了剖析，提出了二者之间的配合方案。
在城市轨道交通的直流设备和电力监控系统技术方案确定过程中，经常会遇到框架故障保护系统和轨电位限制装置保护之间的配合问题。
本文对框架故障保护和轨电位限制装置的保护原理及二者之间的配合方案进行了理论与实际配备上的讨论。
关键字：框架保护轨电位配合动作中图分类号：U213.4文献标识码： A1 轨电位与框架保护设置目的正常运行状态下,供电区段内列车运行时,钢轨中流过牵引负荷电流,造成钢轨对地电位的升高(正值或负值)。
钢轨对地电位的大小，主要与线路上机车的数量、负荷电流、牵引所间距、钢轨地间的过渡电阻等因素相关。
当发生以下故障时，引起钢轨对电位的陡升：①接触网与钢轨发生短路；②接触网对架空地线(地)发生短路故障；③直流设备发生柜架泄漏故障；④牵引变电所整流变压器二次侧交流系统发生单相接地短路。
直流系统发生故障时，必须在短时间内切除故障或降低钢轨对地电位，以保证人身及设备安全。
直流框架保护的设置是由于直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，原有的直流保护起不到应有的作用，为保护直流设备的安全，及时切除直流设备内的各种短路故障，直流系统设置了直流框架保护，一旦发生直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏，框架保护动作，使有关直流开关跳闸断电，有效切断故障，从而保护设备安全。
2 框架保护装置特性框架保护装置主要用于当直流设备正极对设备外壳发生短路时，起动相应断路器跳闸,快速切除故障，使供电设备免遭损坏。
它主要由电流、电压测量元件组成。
电流测量元件一端接设备外壳，另一端接地，用于检测外壳与地之间流过的故障电流。
电压测量元件用于测量设备外壳与直流设备负极之间的电压，一端接于负极，另一端接设备外壳。
当任意一个直流设备内正极对外壳短路时，接地电流通过电流测量元件流入地网，再通过钢轨与地之间的过渡电阻(或排流柜)回到钢轨(负极)。
直流框架保护与钢轨电位限制装置的配合与应用
１ 概
述
要检测 设 备外 壳 （ 由于 分流器 阻值 很 小 ， 备外 壳 设
相 当于接 地） 直 流设备 负 极 （ 轨 ） 间的 电压 。 对 钢 之
目前 我 国市 区 内轨 道 交通 专 用 线路 的直流 牵 引供 电系统 主要采 用 ＤＣ ５ Ｖ 或 ＤＣ１０ Ｖ 供 电， ７０ ５０ 昆 明地 铁直 流牵 引供 电系 统采 用 Ｄ ５ Ｖ 系 统 向 Ｃ７ ０ 接 触轨 供 电 。在 国 内地 铁运 行线 路 中 ， 生 了很多 发 由于钢轨 电位 升高 导致直 流框 架保 护动 作 ， 而导 从 致 大面 积 停 电的事 故 。如 ２ ０ ０ ６年 ｌ ２月上 海地 铁 ３ 线北延 伸线在 尚未 正式开通运 营前 的验收 过程 号 中， 一牵 引变 电所 发生 框架 保护 动作 ， 导致 供 电区 段 停 电。事后通 过对 故 障站 的试验 发 现 ， 故障跳 闸 是 由于 框 架保 护 与钢 轨 电位 限制 装 置 的整 定配 合 不 良， 在框 架泄漏 不存 在 的情况 下发 生钢轨 对地 电 位上 升 时 ， 电压 型框架 保护 先于 钢轨 电位 限制装 置
图 ２ 钢 轨 电位 限 制 装 置保 护 原 理 图
同一测 量 电压下 ， 电压 型框架保 护动 作延 时大 于钢 轨 电位 限制 装置 延 时 。
当供 电分 区没有车 辆行驶 时 ， 流牵 引系统运 直 行正 常情 况下 ， 钢轨 对地 电位 为零 ； 当供 电分 区有
电流检 测 回路 没有 电流 通过 ， 电流 型框架 保护 电流
回路 电流 为零 ， 装置 不动 作 。当直流 设备 绝缘 发生 变 化 ， 备对 柜体 外 壳放 电或 短路 时 ， 地 电流通 设 接
津滨轻轨用框架泄漏保护装置原理及其与轨电位限制装置的配合
津滨轻轨用框架泄漏保护装置原理及其与轨电位限制装置的配合作者：王颖来源：《科学与财富》2010年第11期[摘要] 介绍了直流牵引供电系统中常见的框架泄漏保护装置的原理，并与轨电位装置进行比较，说明两者的配合。
[关键词] 框架泄漏保护轨电位限制装置配合Abstract: Introduces the principle of frame leak protection in DC traction power supply system, and compares it with OVPD to explain the cooperation of them.Key words: frame leak protection; OVPD; cooperation由于直流系统的特殊性，为减少杂散电流进入主体结构、设备及与其相关的设施，直流供电系统设计为不接地系统，直流供电设备采用绝缘安装。
钢轨通过绝缘垫与地绝缘，正常情况下钢轨对地之间存在着阻抗很大的泄漏电阻。
为避免故障情况下对人员及设备造成危害，直流牵引供电系统通常设有框架泄漏保护装置及轨电位限制装置，两者相互配合，保护人员及设备安全，津滨轻轨为1500V直流轨道交通系统，也同时配备上述两种装置。
1、框架泄漏保护的作用及原理城市轨道交通直流1500V开关柜的正极与柜体发生故障时，对设备尤其是对人体安全会造成严重的威胁，因此，安装框架泄漏保护是非常重要的。
框架泄漏保护装置由电流检测元件和电压检测元件组成，如图1：电流检测元件：接在绝缘的开关柜外壳和变电所接地网之间，有一个能承受100kA短路电流、电阻为0.15mΩ的分流器与之并联。
电压检测元件：一端接于直流电源负极，另一端接设备外壳。
测量电压时，0.15mΩ的分流器形成的电压可忽略不计。
直流系统正常运行情况下，电流检测回路没有电流通过。
当任意一个直流设备内正极对外壳短路时，接地电流通过电流检测元件流入地网，再通过钢轨与地之间的绝缘泄漏电阻(或排流柜)回到钢轨(负极)。
钢轨电位限制装置与框架保护关系的分析
钢轨电位限制装置与框架保护关系的分析列车的正常起动及运行时,钢轨-地电位升高。
当ＯＶＰＤ测出钢轨-地电位超过整定值时,ＯＶＰＤ动作,将钢轨与地短接。
由图1可知,ＯＶＰＤ与框架保护的电压元件测量基本上是同一个电压值。
此时框架保护不应动作。
目前采取的配合方式是框架保护电压元件动作时间整定值比ＯＶＰＤ动作时间整定值长(相同的测量电压条件下),或电压整定值比ＯＶＰＤ要高。
当直流设备的正极对设备外壳发生短路故障时,ＯＶＰＤ和框架保护的电压元件均检测到一个瞬时的高电压。
此时要求框架保护应先于ＯＶＰＤ动作。
一、框架保护存在问题分析1、轨道交通投入运行初期,钢轨对地绝缘性能较好,当牵引所直流设备发生框架泄漏故障时,流过电流元件中的电流很小,框架保护电流元件不动作。
当电压元件检测到钢轨和地之间的电压大于整定值时,框架保护在整定的时间内动作,整流机组交、直流侧断路器跳闸。
当某一个牵引变电所发生框架泄漏故障时,整条线路的钢轨对地电位都会升高。
即各个牵引变电所框架保护电压元件会检测到负极与地之间较高的电压值,并同时起动框架保护。
如此,其它未发生框架泄漏故障的牵引变电所框架保护产生误动作,扩大了事故停电范围。
当接触网对架空地线发生短路时,其动作情况与其相同。
2、经过一段时间运行之后,钢轨对地绝缘性能下降,过渡电阻减小,发生框架故障时框架保护电流元件能够可靠动作,并作用于相应的断路器跳闸。
但此时钢轨与地之间的电位差值减小,当整定值过高时,框架保护的电压元件不动作。
3、直流设备发生框架泄漏故障时,本所的直流断路中没有电流或很小的电流流过(邻所贡献,如图1中Ｉ1/2、Ｉ2/2),直流快速开关不能在短时间内切除故障,即使直流断路器能快速跳闸,框架泄漏故障也未切除。
只有当整流机组交流侧断路器跳闸后,才能切除框架泄漏故障。
在故障切除之前,ＯＶＰＤ两端的电压与框架保护电压元件测量的电压相同,若ＯＶＰＤ不能在要求的时间内闭合,则可能导致电击伤人事件的发生。
钢轨电位限制装置与框架保护关系的分析
钢轨电位限制装置与框架保护关系的分析来源：中国论文下载中心 [ 08‐12‐22 10:27:00 ] 作者：王晓保 编辑：studa0714摘 要 对直流牵引供电系统中钢轨电位限制装置在安全方面所起的作用及与框架保护配合关系进行了分析,对目前框架保护存在的问题进行了探讨。
并提出了钢轨电位限制装置主要参数的选取依据。
建设在采用晶闸管接触器型钢轨电位限制装置后,框架保护中取消电压元件。
关键词 地铁,钢轨电位限制装置,框架保护城市轨道交通牵引供电系统采用ＤＣ1500Ｖ架空接触网供电,以走行轨为回流通路。
为减少杂散电流对土建结构钢筋、钢轨、设备金属外壳及其它地下金属管线产生腐蚀,轨道交通建设过程中采取了较为完善的杂散电流防护措施。
即:直流牵引供电系统设计为不接地系统,对直流供电设备采用绝缘安装,钢轨通过绝缘垫与大地绝缘,以减少杂散电流的泄漏。
当供电区段有起动或运行的列车、或发生系统短路故障时,因钢轨作为牵引回流的通路以及钢轨与地之间过渡电阻的存在,钢轨对地产生一定的悬浮电位差。
为防止钢轨对地电位过高造成人身伤害,每个车站和车场都设有钢轨电位限制装置(ＯＶＰＤ)。
为满足直流牵引供电系统安全可靠运行及保护乘客安全的要求,须合理选择ＯＶＰＤ的设备参数,并考虑与其它设备之间的配合关系。
1 ＯＶＰＤ动作特性及钢轨对地电位升高原因1.1 ＯＶＰＤ动作特性ＯＶＰＤ安装在各个车站及停车场内,监测钢轨与地之间的电压。
如果该电压超过整定值时,ＯＶＰＤ动作,将钢轨与地短接。
同时,监测流过ＯＶＰＤ中(钢轨与地之间)的电流。
当该电流低于整定值时,ＯＶＰＤ将自动复位,断开钢轨与地的连接。
1.2 钢轨对地电位升高的主要因素正常运行状态下,供电区段内列车运行时,钢轨中流过牵引负荷电流,造成钢轨对地电位的升高(正值或负值)。
钢轨对地电位的大小,主要与线路上机车的数量、负荷电流、牵引所间距、钢轨 地间的过渡电阻等因素相关。
当发生以下故障时,引起钢轨对电位的陡升:①接触网与钢轨发生短路;②接触网对架空地线(地)发生短路故障;③直流设备发生柜架泄漏故障;④牵引变电所整流变压器二次侧交流系统发生单相接地短路。
地铁直流系统框架保护动作问题分析及应急措施探讨
地铁直流系统框架保护动作问题分析及应急措施探讨摘要地铁直流牵引供电系统设置有多种保护来保障地铁供电系统的安全运行，直流系统框架保护是其中尤为重要的一种。
框架保护可以避免因直流系统内部绝缘能力降低等因素造成触电事故，框架保护动作造成的影响较大，恢复时间较长。
本文对框架保护动作的原理及后续的应急措施进行了分析阐述。
关键词直流系统；框架保护；应急措施前言在地铁牵引供电系统中，正线的正常运行方式为双边供电，即任何一个供电区间同时从两侧牵引变电所取得两路电源。
接触线（接触轨）为正极，钢轨为负极，直流系统设备的框架（设备外壳）是对地绝缘安装的，接地方式为直流设备与接地母排连接后集中单点接地。
为了防止直流设备内部发生泄露或绝缘损坏闪络对人体或设备造成危害时，直流系统设置了框架泄漏保护来切断直流开关。
1 框架泄露保护分类框架泄漏保护包含电流型框架保护和电压型框架保护。
电压型框架保护作为电流型框架保护的后备保护。
1.1 电流型框架保护电流型框架保护在框架泄露保护装置内设定有一个电流元件，电流元件主要包括分流器和电流检测元件，一端接设备外壳，另一端接地。
主要监测设备外壳对地的泄漏电流，正常运行情况下，电流检测回路没有电流流过。
当有设备对设备外壳放电，并达到整定值后，电流元件动作，联跳相应断路器，切断故障回路，迅速切除并可靠地隔离故障。
电流型框架保护通常分为整流器柜框架保护和直流开关柜框架保护。
1.2 电压型框架保护电压型框架保护装置内设定一个电压元件，电压元件一端接于负极，另一端接设备外壳，电压元件等价于检测的是钢轨对地之间的电压。
电压保护元件检测框架对负极之间的电压，当检测到的电压达到设定值，并达到设定延时后，电压型框架保护会启动联跳相应断路器，切断故障回路。
框架电压保护还与车站的钢轨电位限制装置相配合，作为钢轨电位限制装置的后备保护[1]。
2 框架泄露保护动作影响2.1 电流型框架保护影响以天津地铁为例，当发生电流型框架保护动作时，故障变电所全部直流馈线开关、全部整流机组35kV开关跳闸；同时发出持续信号给所有直流馈线开关的联跳继电器，联跳相邻变电所与故障变电所故障直流馈线开关处于同一供电区域的直流馈线开关。
地铁直流系统框架保护与钢轨电位限制装置及排流装置关系分析
地铁直流系统框架保护与钢轨电位限制装置及排流装置关系分析中国铁建电气化局集团第一工程有限公司电气试验中心王立生摘要：本文分析了城市轨道交通直流供电系统设置框架保护和钢轨电位限制装置及排流装置的设计机理、各自的工作原理及其保护动作设置参数，阐述直流框架电流保护、电压保护和钢轨电位限制装置及排流装置的动作工况，结合整定原则分析各设备之间的动作电压设置和动作时间相互配合关系及其投入运行模式的合理性，为判断、分析、处理运行中出现的直流疑难故障奠定理论基础，力求最大限度保证安全供电。
关键词：直流框架保护钢轨电位限制装置排流装置关系分析1 概述目前我国城市轨道交通直流供电系统主要采用DC750V或DC1500V供电。
直流牵引供电系统设计为不接地系统，牵引所内的直流设备和供电接触网络均采用绝缘安装，钢轨通过绝缘垫与大地绝缘，以减少杂散电流的泄漏。
为了防止直流带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏，基于直流供电系统安全和设备安全考虑，将直流设备内发生的短路故障迅速切除，所以在直流系统中设置了直流框架保护。
与此同时，为了防止钢轨电位升高对站车之间工作人员和上下车乘客以及线路巡视人员造成伤害，所以在每个牵引站内设有钢轨电位限制装置[1]。
还有，由于受地理安装条件限制，用于牵引回流的钢轨不可能做到全绝缘安装，且沿线路方向有其一定的回路电阻，因此牵引电流将有部分泄露于大地，排流装置即排流柜主要就是为防止地下金属物因杂散电流而遭电化学腐蚀而设置。
因此，深入分析直流框架保护、钢轨电位限制装置以及杂散电流或迷流排流装置的动作原理、配合关系，对确保直流牵引供电系统安全可靠运行具有重要作用。
2 框架保护装置及原理分析2.1 框架保护装置直流框架保护分为电流型框架保护和电压型框架保护两种，如图1所示，框架保护装置主要用于当直流设备正极对设备外壳发生短路时，起动相应断路器跳闸，快速切除故障，使供电设备免遭损坏。
它主要由电流测量元件和电压测量元件构成。
地铁直流牵引供电系统框架保护与轨电位之间的匹配关系
地铁 直 流 牵 引供 电 系统 框 架 保 护 与 轨 电位 之 间 的 匹配 关 系
李 妍 （ 广 州市地下 铁道 总公司运 营事 业总部 广 东广州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 地铁直 流牵 引系统 框架保 护是 供 电秉统的重要保 护 ， 茧文对地铁 供 电秉统 的框架保 护及轨 电位装置进行 了介绍 ， 分析地铁直 流 牵 引供 电系统框 架保 护及轨 电位限 制装置 的工作 原理 ， 根据 广州地铁三 号线 的整定值设 置， 分析 框架保护 与轨 电位 限制整 定值之 问的匹配 关 系， 随着地铁运 营 日期 的延长 ， 轨 电位会 发生 变化 ， 因此 ， 通过调 整和 日常 的维护校验 ， 能有 效地防 范保 护框架 的误 动作 ， 进一 步阐述框
护 动作情况 分析来看 ， 设 备 未 发 生 短 路 故 障 ， 是 由 电 压 元 件 动 作 引起 的框 架 保 护 动 作跳闸 ， 有 可 能 是 由 于 轨 道 瞬 时 出 现 毛 刺 形 的 电压 波 形 ， 电压 元 件 受 到 干 扰 而 误 动 作。 一般情况下 ， 当轨 电位 升 高 达 到 整 定 值 时， 轨 电 位 应 先 动 作 将 钢 轨 与 大 地 有 效 短 接， 当轨 电 位 失 效 拒 动 才 会 启 动 框 架 保 护 的 电压 型 保 护 动 作 ， 但 由于 当 时 一 号 线 轨 电 位 限 制 装 置 与 框 架 保 护 装 置 的 整 定 值 匹 配 存 在 问题 ， 才会 导 致 框 架 保 护 误 动 作 。 ２ ０ ｌ ４ 年 三 号 线 发 生 一 起 由 于 直 流 母 排 对 外 壳 放 电 引起 的 电 流 型 框 架 保 护 动 作 ， 造 成 两 个 供 电 区 短时 停 电 、 电客 车 晚 点 ， 由 于故 障发生时 间正是早 高峰 ， 对 客 运 造 成 了很 大 的 影 响 。 此 次 故 障 也 造 成 整 流 器 柜 内的 多 个 二 次 元 件 烧 毁 ， 开 关 通讯 中 断 ， 增 加 了抢修的 困难及时 间。 框 架 保 护 的 正 确 动 作对地铁运营安全 尤为重要。
地铁直流系统中框架保护原理及处理程序
赵欣健 （ 西安 地铁有限 责任公司）
摘要 ： 分 析 城市 轨 道 交通 直 流 系统 设 置 框 架保 护 的原 因及 动作 原
电压保 护 ，而过 电压 保护还 作 为钢轨 电位 限制装 置 的后 备
理， 阐 述 直 流框 架 保护 电流 保 护 、 电压 保护 及 钢 轨 电位 限制 装 置 动 作 保护 与车 站的钢 轨 电位 限制 装置相 配合 。 ＭＢ型直 流开 关 配合关 系， 了解 直流 系统 框 架 保 护 应 急 处 理 程 序 。 柜・ 框 架泄漏 保护 ・ 电流 元件 ：直 流开 关柜柜 底安 装有绝 缘
括 反映 直流泄 漏 电流 的过 电流保 护 以及 反 映接触 电压 的过 套 钢轨 电位 限制 装置 ， 检测 的是钢 轨和 地 之 间的 电压。 以
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织 进行 租借 。智慧旅 游 的导 览功 能就像 是 一个 免费 的私人 度 球型 范 围 内将 所 有景 致进 行 全 方位 的展 示 ， 通过 鼠标 拖 导游 ， 但 是 在信 息 方面 要 远 远 超 过 导 游 员 ， 进而手机 ／ 平 动 的 方式可 以从 不 同 的角度 对 场景 进行 观 看。② 景 ： 通 过 板 电脑 完 成 了对数 字导 览设备 的取 代。 拼合 的方式 对 照片 进行 处理 ， 对场景 的真 实性进 行最 大 限
关键词 ： 直 流框 架 保护 钢 轨 电位 限制 处 理 程 序
危 及人 身安全 ， 为防 止人身伤 害事 故发 生 ， 可 将直流 系统 框 在 ， 可 能会 引起 回流 回路和 大地 间 产 生超 过安 全许 可 的接 架泄漏 保护装 置安装在 牵 引降压 变 电所 内 ，该保护 主 要包 触 电压 。在 此情 况下 ， 就 需要在 回流 回路 与大 地 间装 设一
轨电位和框架保护
轨道交通直流框架保护摘要：分析城市轨道交通直流系统设置框架保护的原因及动作原理，阐述直流框架保护电流保护、电压保护及钢轨电位限制装置动作配合关系，了解直流系统框架保护应急处理程序。
关键词：直流框架保护；钢轨电位限制装置；应急处理程序1 概述地铁作为城市轨道交通的一份子，其牵引供电系统采用DC1500V直流系统向接触网供电，鉴于在其他兄弟地铁发生了很多由于钢轨电位升高导致直流框架保护动作，从而导致大面积停电的事故，如1999年6月广州地铁1号线由于钢轨电位升高，直流框架保护动作，引起本所6个直流开关柜和进线2个35KV整流变柜跳闸，同时分别联跳相邻两个变电所向故障所方向供电的各2个直流开关，导致公园前和长寿路区间接触网大面积停电，影响行车42分钟；2005年1月3号，深圳地铁才开通几天，同样由于框架保护动作，导致深圳地铁4号线全线瘫痪，影响行车近4个小时。
通过兄弟地铁的教训，深刻分析引起框架保护动作原因，动作原理，调整好框架保护和钢轨电位限制装置动作配合关系，了解一旦发生框架保护动作的应急程序显得尤为重要。
2、直流系统为什么要设置框架保护为保证牵引供电系统安全运行和接触网的安全供电，有效切除供电系统的各种故障，供电系统都成功采用2次继电保护系统，快速有效的切断各类故障点，防止扩大停电范围，同时最大限度的改变供电运行方式，例如退出故障牵引所，解除联跳信号，利用牵引大双边供电，可以及时恢复接触网供电，以保证地铁的正常运行不受影响。
而直流框架保护的设置是由于直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，原有的直流保护起不到应有的作用，为保护直流设备的安全，及时切除直流设备内的各种短路故障，直流系统设置了直流框架保护，一旦发生直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏，框架保护动作，使有关直流开关跳闸断电，有效切断故障，从而保护设备安全。
3、直流框架保护动作原理直流框架保护以动作类型分为电流型、电压型两种。
地铁直流牵引供电系统框架保护与轨电位之间的匹配关系
地铁直流牵引供电系统框架保护与轨电位之间的匹配关系作者：李妍来源：《科技资讯》 2015年第5期李妍（广州市地下铁道总公司运营事业总部广东广州 510000）摘要:地铁直流牵引系统框架保护是供电系统的重要保护，该文对地铁供电系统的框架保护及轨电位装置进行了介绍，分析地铁直流牵引供电系统框架保护及轨电位限制装置的工作原理，根据广州地铁三号线的整定值设置，分析框架保护与轨电位限制整定值之间的匹配关系，随着地铁运营日期的延长，轨电位会发生变化，因此，通过调整和日常的维护校验，能有效地防范保护框架的误动作，进一步阐述框架保护与轨电位限制装置之间配合的重要性。
关键词:地铁供电框架保护轨电位匹配关系中图分类号:U224.8文献标识码:A文章编号:1672-3791（2015）02（b）-0232-011 概述地铁直流牵引供电系统设备采用绝缘安装，钢轨通过绝缘垫与大地绝缘，以减少杂散电流。
每个车站上下行分别设置一台刚轨电位限制装置，每个牵引所设置有框架保护系统。
地铁直流牵引系统框架保护是供电系统的重要保护，框架保护动作后将导致总共12个断路器的跳闸:本所所有的直流开关6个，本所33 kV整流机组高压开关2个，连跳相邻所对故障所方向的直流开关4个。
框架保护动作后断路器不会自动重合闸，会造成接触网大面积停电，影响客运。
因此框架保护的正确动作对整个牵引供电系统来说尤为重要。
钢轨点位限制装置用来监视钢轨电压并限制钢轨电压，保护人身安全。
2 直流牵引系统框架保护原理地铁直流牵引系统框架保护分为电流型保护和电压型保护，为了防止直流牵引供电设备内部绝缘降低时造成人身危险及设备损坏，每个牵引降压变电所内设置了一套直流系统框架泄漏保护装置，该保护包含反映直流泄漏电流的过电流保护还有反映接触电压的过电压保护。
变电所内直流牵引系统设备（包括直流开关柜、负极回流柜、整流器柜）的外壳不直接接地，对地有一定的电阻；所有设备的外壳通过电缆接在一起（简称为框架）经过一个分流器再接到大地。
地铁框架保护与钢轨电位限制装置原理浅析
地铁框架保护与钢轨电位限制装置原理浅析作者：汤小君付胜华来源：《中国房地产业·下旬》2019年第09期【摘要】分析了地铁电流、电压型框架保护原理及动作原因，阐述电流、电压型框架保护与钢轨电位限制装置的作用及配合关系，结合地铁框架保护及钢轨电位限制装置常见故障，优化配置方案。
【关键词】电流型框架保护;电压型框架保护;钢轨电位限制装置1、概述1.1框架保护原理牵引变电所内的直流供电设备采用绝缘安装，主要包括1500V直流开关柜、整流器柜、负极柜等。
当直流设备内的1500V正极对设备外壳发生泄漏时，如不及时切除，容易将故障扩大为1500V正极通过设备外壳对负极间的短路事故。
框架泄漏保护是专门针对直流供电设备对正极与柜体发生故障时的保护措施。
其保护原理是当正极对柜体外壳发生绝缘损坏时，能及时切除故障保证系统的安全运行。
（图1）1.1.1电流型框架保护电流型框架保护是通过一个电流元件检测框架对地之间的电流，当检测到的电流值达到整定时，电流型框架保护会启动。
1.1.2 电压型框架保护电压型框架保护是通过一个电压保护元件检测框架对负极之间的电压，当检测到的电压达到设定值，并达到设定延时后，电压型框架保护会启动，框架电压保护还与车站的钢轨电位限制装置相配合，作为钢轨电位限制装置的后备保护。
1.2钢轨电位限制装置原理钢轨电位限制装置一端接钢轨，一端接变电所接地网，检测的是钢轨和地之间的电压。
当正极对框架泄漏发生时，如果钢轨绝缘良好，电流型框架保护没有启动，并且电压型框架保护失灵，此时钢轨电位限制装置检测到的电压为钢轨和框架之间的电压，通过钢轨电位装置三段动作闭合，使泄漏电流主要通过钢轨电位限制装置流入大地，而不是钢轨对地泄漏电阻回到负极。
（图2）当供电分区没有车辆行驶时，牵引直流系统运行正常情况下，钢轨对地电位为零;当供电分区有车辆行驶或接触轨发生短路故障时，由于钢轨对地泄漏电阻的存在，钢轨电位快速升高到达阀值时，钢轨电位限制装置迅速动作，将钢轨与接地网短接，从而降低了钢轨对地电位。
地铁框架保护与钢轨电位限制保护配合研究
技术前沿2019.10 电力系统装备丨213Technology Frontier2019年第10期2019 No.10电力系统装备Electric Power System Equipment 所述电感器部分主要包含接地连接线和电感。
绝缘封盖一侧装有电感器，其导线通过预留孔进行连接，电感器另一端连接接地连接线并通过中间接头上预留的螺栓孔固定于中间接头外壳上。
检修作业时，T 形套管的两个水平端头分别对应与旁路柔性电缆一端及半绝缘电缆一端连接；通过操作杆拉动绝缘拉杆使弹簧压缩直至受止动齿限制，整体装置内部绝缘，此时消弧接头不接地。
当旁路电缆需要接地时，通过接触拨片使绝缘拉杆脱离止动齿限制，在弹簧弹力作用下，绝缘拉杆插入中间接头导体上端，此时消弧接头接地，电感器通电后的感抗可以有效降低电缆内残余电荷释放的电流，从而达到降流消弧的目的。
5 结语电力电缆的主要作用就是是用来传输和分配电能[7]。
其所具备的优点有：线间绝缘距离小、占地面积少、受气候条件与周围环境影响小、耐压高和容量大等。
因此，电力电缆广泛应用于城市的地下电网、发电站的引出线路、工矿企业内部的供电、铁路的贯通线、过江和过海峡的水下输电线等[8-10]。
因此本文针对路柔性电缆快速中间接头的技术进行研究，并针对这一技术进行了方案改进设计，从而有效保障从业人员的工作安全，同时也可以有效提高配电线路带电作业水平。
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地铁直流系统中框架保护原理及处理程序
地铁直流系统中框架保护原理及处理程序分析城市轨道交通直流系统设置框架保护的原因及动作原理，阐述直流框架保护电流保护、电压保护及钢轨电位限制装置动作配合关系，了解直流系统框架保护应急处理程序。
标签：直流框架保护钢轨电位限制处理程序1 概述在地铁直流牵引供电系统中，为了给机车提供直流1500V电源，每个牵引降压变电所内有两个整流机组，将电压等级为35kV的交流电源转换为直流1500V电源送到直流母排，直流母排通过馈线断路器向接触网供电；而接触网采用双边供电方式，在每个区间内的接触网由两个变电所供电。
当直流带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，基于直流设备安全供电的考量，将直流设备内发生的短路故障迅速切除，直流系统设置了直流框架保护，如果发生直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏，框架保护动作切断直流开关，防止故障点以外的部位受牵连，确保设备安全。
2 框架保护原理框架保护分为电流型框架保护和电压型框架保护两种。
直流牵引供电设备内部绝缘材料一旦失去功效，便可能危及人身安全，为防止人身伤害事故发生，可将直流系统框架泄漏保护装置安装在牵引降压变电所内，该保护主要包括反映直流泄漏电流的过电流保护以及反映接触电压的过电压保护，而过电压保护还作为钢轨电位限制装置的后备保护与车站的钢轨电位限制装置相配合。
MB型直流开关柜·框架泄漏保护·电流元件：直流开关柜柜底安装有绝缘垫，从而保证直流开关柜与大地绝缘。
将低阻抗电流继电器两端分别与直流开关柜柜体和系统地相连接，当柜体对地故障泄漏电流大于整定值（80A）时，继电器发出动作信号，从而保证人和设备的安全。
MB 型直流开关柜·框架泄漏保护·电压元件：在直流牵引系统中，由于运行和短路电流，回流轨和框架接地系统之间可能会产生泄露电压。
因此，在回流轨与框架接地系统之间安装一个限压装置，可以防止过高泄露电压的产生。
90V报警；150V跳闸。
浅谈地铁直流系统框架保护
浅谈地铁直流系统框架保护摘要：框架保护是直流系统特有的一种保护方式，在地铁牵引供电系统中经常因框架绝缘降低造成开关误动，对地铁运营造成极大影响。
本文介绍了框架保护的基本原理及其保护设置方案、根据国内地铁实际运营情况提出框架保护几点优化改进措施。
关键字：框架保护，保护方案，优化改进措施1.直流框架保护动作原理与交流系统不同，直流系统的正负极母排均采用绝缘安装方式，主要包括1500V直流开关柜、整流器柜、负极柜等。
当直流设备内的1500V正极对设备外壳发生泄漏时，容易将故障扩大为1500V正极通过设备外壳对负极间的短路事故，如不及时切除，严重威胁人身及设备安全。
框架保护就是为了防止带电体对柜体发生泄漏或绝缘闪络时，直流系统原有的保护并不能发挥作用，及时切除故障，保证系统的安全运行。
直流系统的短路电流非常大，正、负极短路时的短路电流可达上万安培，对直流设备将造成严重危害。
直流框架保护的设置是为了防止直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，其余的直流保护起不到应有的作用时，对人身和设备产生伤害。
框架泄漏保护是专门针对直流供电设备对正极与柜体发生故障时的保护措施，其保护原理是当正极对柜体外壳发生绝缘损坏时，能及时切除故障，保证系统的安全运行。
框架保护动作可能原因有：1）接触网短路、或有闪络或局部持续放电伴随框架泄漏；2）小动物或其他物件引起框架泄漏；3）轨电位偏高引起框架电压动作；4）误操作或出清时遗留工器具引起正极对框架短路；5）开关柜正极或电缆存在对框架的短路或放电现象。
当发生正极对框架的泄漏事故时，泄漏电流通过开关柜柜体框架，流经框架电流检测元件、接地网、钢轨对地泄漏电阻、钢轨回到负极。
当框架电流元件检测到泄漏电流达到整定值时，会向相应设备发送保护动作信号。
当框架电压元件检测到框架和负极之间的电位达到整定值时，向相应设备发送动作信号。
2.直流框架保护的分类在常规地铁设计中直流框架保护分为电流型和电压型两种，其中电压型框架保护作为电流型框架保护的后备保护。
地铁直流牵引系统框架保护原理与钢轨电位限制装置的关系
地铁直流牵引系统框架保护原理与钢轨电位限制装置的关系摘要：钢轨电位限制装置主要通过检测钢轨对地电压进行保护动作与电压型框架保护都通过检测钢轨对地电位来触发保护，但这两种保护由于复杂原因很难合理匹配。
电压型框架保护一旦误动将跳开故障站交直流开关，造成牵引供电系统非正常运行，并因其恢复送电时间较长,给地铁安全运营造成重大影响。
本文分析轨道交通直流系统设置框架保护及钢轨电位限制装置的原因和动作原理，阐述直流框架保护与钢轨电位限制装置配合关系。
关键词：地铁、框架保护、钢轨电位限制装置引言：北京地铁既有线路和新建线路多采用DC750V接触轨供电，牵引电流由变电所的正极出发，经由接触网（轨）、列车和轨道返回变电所的负极。
图1直流牵引系统示意图当牵引所直流柜内带电设备对柜体产生泄露或绝缘损坏闪络时，其泄露电流不足以启动其它直流保护动作，为保人身和设备的安全，设置了直流框架保护，当框架保护装置检测到泄露电流或接触电压大于设定值，保护迅速动作，发出跳闸、联跳、故障报警等信号。
由于钢轨采用绝缘安装而本身又存在泄漏电阻，不可避免的在钢轨对地之间产生电位差，当电位上升到一定程度会危及到线路上人员的安全，为防止此现象发生，钢轨和地之间设置了轨电位限制装置。
一、直流框架保护原理及特性直流牵引供电系统保护的重要作用是在正常运行状态下，满足列车运行的要求，另一方面在直流牵引电系统发生故障的情况下，有选择性地迅速切除故障，防止扩大停电范围，保证列车、设备和旅客人身安全。
为及时切除直流设备内的各种短路故障，因此直流系统设置了直流框架保护。
1.电流型框架保护原理及特性如图1所示, 电流型框架保护通过负极柜内电流测量元件一端接设备外壳，一端接地，检测设备外壳与地之间的故障电流来触发保护。
直流系统正常运行时，电流型框架保护电流回路电流为零，装置不动作，当设备绝缘发生变化，设备对柜体外壳放电或短路时，接地电流通过测量元件流入地网经钢轨与地之间的过渡电阻回到负极，达到定值时电流型框架保护动作。
电压型框架保护与轨电位装置的配合分析和调整探讨
电压型框架保护与轨电位装置的配合分析和调整探讨发布时间：2023-01-13T08:50:19.189Z 来源：《建筑实践》2022年第18期作者：巩宁[导读] 框架保护是轨道交通直流牵引供电系统的重要保护巩宁（徐州地铁运营有限公司江苏徐州 221000）摘要：框架保护是轨道交通直流牵引供电系统的重要保护，钢轨电位限制装置是每个车站必备的保护装置，两者缺一不可。
电压型框架保护与钢轨电位限制装置虽然测量值基本相同，但两者的作用不同。
在地铁线路运行中，由于电压型框架保护和钢轨电位限制装置动作配合上存在问题，导致电压型框架保护误动作，影响列车正常运行。
本文将通过对电压型框架保护和钢轨电位限制装置的原理及作用分析，探讨两者动作配合及调整的可行性。
关键词电压型框架保护钢轨电位限制装置动作配合调整1、轨道交通直流牵引供电系统的构成及特点轨道交通车辆的牵引电都采用直流供电，绝大多数电力牵引是以走行轨为供电回路的，即钢轨除了作为走行轨外，还兼作直流牵引供电系统的负极。
地铁牵引系统由交流和直流两部分组成，35kV交流进线电压通过整流变压器降压、整流器整流成1500V直流电；直流电牵引电流流向为由整流器的正极（正母排）经直流高速开关、上网隔离闸刀，送至接触网，经过列车受电弓，机车机电负载，再通过钢轨，流回到整流器的负极（负母排）。
直流牵引系统与交流牵引系统的最大区别之一就是直流回流系统必须考虑“杂散电流”对结构钢筋及沿线金属管线的电腐蚀。
如果轨道作为直流供电的负极不对大地作绝缘处理，那么由钢轨回流到牵引变电所的电流必有部分经大地流回牵引变电所，这部分电流因大地土壤的导电性质、地下金属管道位置的不同，可以分布很广，故称之为“杂散电流”。
杂散电流多沿金属导体流动，到了回流点附近再流向钢轨流回牵引变电所，因此在回流点附近的金属管道形成了阳极区（对大地为正），发生电解腐蚀现象，损坏了金属。
为了减少“杂散电流”对金属管线的腐蚀，钢轨与大地之间采取绝缘安装。
轨道交通框架保护及轨电位限制系统设计
船电技术|应用研究 Vol.30 No.11 2010.1162轨道交通框架保护及轨电位限制系统设计金雪丰1郝德清1张文君2(1. 中国船舶重工集团公司七一二研究所，武汉 430064； 2. 武汉理工大学机电学院，武汉 430070)摘要：通过分析城市轨道交通直流系统框架保护及轨电位限制的原因及动作原理，阐述直流框架保护电流保护、电压保护及钢轨电位限制装置动作配合关系及实现方法。
关键词：直流框架保护钢轨电位限制装置中图分类号: TM866 文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2010）11-0062-03The System Design for Urban Trait FrameLeakage Protection and OVPDJin Xuefeng1, Hao Deqing1, Zhang Wenjun2(1. Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, CSIC, Wuhan 430064, China;2. Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China )Abstract:This paper analyzes the causes and the operating principle of the frame leakage protection and rail over—voltage protection of the DC rail transit system. It introduces an optimum design scheme for the voltage and current protection of the frame leakage and rail over—voltage protection of DC traction power supply system in urban trait engineering．Key words: frame protection; rail over—voltage protection device1 引言城市轨道牵引供电系统采用直流供电方式，实际运行过程经常发生由于钢轨电位升高导致直流框架保护动作，从而导致大面积停电的事故，如1999年6月广州地铁1号线由于钢轨电位升高，直流框架保护动作，引起本所6个直流开关柜和进线2个35 kV整流变柜跳闸，同时分别联跳相邻两个变电所向故障所方向供电的各2个直流开关，导致接触网大面积停电；2005年1月3号，深圳地铁才开通几天，同样由于框架保护动作，导致深圳地铁4号线全线瘫痪近4个小时。