负极柜与轨电位
浅谈地铁直流系统中框架保护原理及处理程序
浅谈地铁直流系统中框架保护原理及处理程序摘要：地铁列车的供电系统中，需要针对故障进行保护动作及预防操作，一般情况下地铁正常运行需要直流电的供给，但是直流电路在实际运行过程中会产生电流泄露的情况，对电流柜及其他设备产生影响，因此会发生短路及其他故障，对地铁列车的安全运行带来影响。
文章主要针对地铁直流系统中框架保护原理进行分析，并对相关的应急处理及故障处理进行探究，以期帮助工作人员熟悉流程，提升工作效率。
关键词：直流框架；保护原理；处理程序一、地铁直流系统中框架保护原理分析1、进行框架保护的原因对地铁供电系统中的故障进行事先预防，能够保证整个牵引系统的安全运行，从而提升列车的运行效率。
针对地铁列车运行故障预防最有效的办法就是设置保护措施，具体的方法有定时限过流保护、大电流保护、电流上升率及电流增量保护、超载荷保护、逆流保护以及直流框架保护。
在实际运行过程中需要根据实际情况选择保护方案，也可以采用多种保护方案一起使用，从而提升保护效果，以便在运行过程中及时发现问题并及时解决。
对地铁列车运行进行保护还可以采用改变供电运行的办法，这样就可以提供较为安全稳定的供电保障，从而满足其正常运行需求。
对地铁列车进行框架保护的另一个原因就是绝缘安装的直流牵引系统存在电流泄露的风险，如果发生隐患的电流过小，那么便会引发其他保护装置的保护行为，如果漏电范围在可监测范围内，并且电压超出了设定的数值范围，那么保护装置就会自动进行保护动作，从而避免事故发生。
2、框架保护的原理如果将框架保护按照其动作类型划分，那么直流框架保护能够分为电压型和电流型，这其中的电流型作为主要的保护方式，电压型是后备用的保护手段，不仅能够为直流电压框架提供保护，还能够为轨道电位限制装置提供保护。
电流型框架保护的工作原理主要是对泄漏电流进行监测，如监测到设定范围内的泄漏电流，那么保护装置就会启动保护工作。
故障发生的主要原因就是设备绝缘状态发生改变，使得泄漏电流达到设定数值，电流型框架保护所采取的措施就是切断线路开关（包括整流变高压侧开关、直流侧进、馈线开关），从而使其跳闸。
地铁轨电位的危害及防治
地铁轨电位的危害及防治摘要：在地铁列车运行过程中存在轨电位，轨电位有可能导致安全门、区间金属管线等产生打火放电现象，危害设施设备，当轨电位较高，甚至会威胁到人员生命安全。
本文主要研究地铁轨电位产生和危害，并提出一些防治措施。
关键词：轨电位；危害；防治措施一、轨电位产生的原因目前国内城市轨道交通系统主要采用直流牵引供电系统。
电流从变电所直流正母线流出，经接触网到电客车，驱动电客车运行后，经钢轨流回牵引变电所直流负母线，系统如图1所示。
图1为了防止杂散电流对结构钢筋及金属管线的腐蚀，钢轨通过绝缘垫与大地绝缘。
由于钢轨自身有电阻，使得钢轨与地面之间产生电位差，即轨电位。
二、轨电位升高分析目前国内已建成投入运行的城市轨道交通系统中，普遍存在轨电位异常升高的情况。
轨电位的大小与牵引供电电压等级、列车参数、牵引负荷电流、牵引所间距、轨道对地过渡电阻的均衡程度等很多因素有关，根据总结分析，主要原因有两点。
1、回流通路不畅，导致钢轨电位升高。
2、牵引负荷增大，导致流经钢轨的电流增加，从而引起轨电位升高。
当发生某些故障时，也可能会引起轨电位的陡升。
三、轨电位的危害由于轨电位的存在，乘客在上下车时，会在列车与站台间产生跨步电压，当轨电位升高时，跨步电压随之升高，会引起乘客不适，严重时甚至会危及人身安全。
目前新建地铁普遍安装安全门，安全门与轨道相连，与车站站台绝缘，使得乘客上下车时不受轨电位影响。
但是由于安全门在安装和运营过程中，很难完全避免与大地的完全绝缘，在实际运营过程中，经常会发生由此而导致的放电打火现象。
由于电流泄露，轨电位还会导致杂散电流的产生。
电流泄露主要是因为绝缘不良或接触不好等原因造成的。
杂散电流会对钢轨及其附件产生腐蚀，对埋地管线产生腐蚀，对钢筋混凝土结构造成破坏，影响电气设备的正常工作，影响通信，影响人身安全。
四、轨电位防治措施1、钢轨电位限制装置为了保护人员、设备设施的安全，以及直流供电系统安全可靠地运行，一般在每个车站会设置一台钢轨电位限制装置来限制过高的轨电位，如图2所示。
直流开关柜、负极柜、轨电位送电培训
DC1500V直流开关柜、负极柜、轨电位送电培训一、送电前检查1.检查断路器手车分流器两侧高压线接线是否接紧固；2.检查断路器熄弧罩上的塑料膜是否被去掉，熄弧罩内是否清洁；3.检查断路器大电流本体跳闸定值是否正确（详见五、保护功能）；4.检查断路器分合闸是否正常，馈线柜可用直接合闸按钮测试；5.检查开关柜母排上方电压变送器高压线是否紧固；6.检查开关柜柜门面板上的保护装置定值是否正确（详见四、定值操作）二、直流开关柜操作说明1.进线柜操作1）将手车摇把插入开关柜断路器室前的操作孔，顺时针旋转摇把，将断路器手车摇至工作位；2）将开关柜控制室柜门上转换开关旋至就地位置；3）按下开关柜控制室柜门上红色合闸按钮，进线断路器合闸，合闸操作成功；4）按下开关柜控制室柜门上绿色分闸按钮，进线断路器分闸，分闸操作成功；5）若使用遥控操作，则将转换开关旋至远方位置，由综合监控处进行遥控操作。
2.馈线柜操作1）将手车摇把插入开关柜断路器室前的操作孔，顺时针旋转摇把，将断路器手车摇至工作位；2）将开关柜控制室柜门中间保护装置上的转换开关旋至就地位置；3）按下开关柜控制室柜门上红色合闸按钮，馈线断路器启动线路测试，待线路测试成功后馈线断路器合闸，合闸操作成功；4）按下开关柜控制室柜门上绿色分闸按钮，馈线断路器分闸，分闸操作成功；5）若使用遥控操作，则将转换开关旋至远方位置，由综合监控处进行遥控操作。
3.负极柜操作1）检查负极柜控制室柜门上操作允许灯是否为绿色常亮，若为绿色常亮，则允许合分闸操作，否则禁止操作；2）将负极手动隔离开关操作拉杆带勾一侧，放入手动隔离开关拉环中，用力向斜上方推动拉杆，将手动隔离开关合闸，观察负极柜柜门上手动隔离开关指示灯变为垂直红色，则该隔离开关合闸成功；3）将负极手动隔离开关操作拉杆带勾一侧，放入手动隔离开关拉环中，用力向斜下方拉动拉杆，将手动隔离开关分闸闸，观察负极柜柜门上手动隔离开关指示灯变为水平绿色，则该隔离开关分闸成功。
35KV供电维保技术方案
1维保技术方案1.1 维保标准技术规范1、国家及行业相关规程《电业安全工作规程》（ DL 409）《电力安全工作规程》GB26860-2011《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—2005）《铁路电力牵引供电设计规范》(TB10009－98)《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999《建筑安装工程质量验收统一标准》GB50300-2001《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002《电气装置安装工程高压电气施工及验收规范》GBJ147-90《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》GBJ148-90 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ149-90《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-91《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92《电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范》GB50255-96《供电生产常用指导性技术文件及标准》(第五册)电力电缆及附件2、甲方企业内部相关规程《变电设备维修规程》《变电设备运行操作规程》《供电设备故障现场处置程序》《变电安全作业规程》《变电安全作业规程》《变电设备维修规程》《变电设备运行操作规程》《供电设备故障现场处置程序》1.2项目组织体系1、组织机构网络2、岗位职责 2.1.项目经理（1）项目经理作为项目管理第一责任人；（2）负责质量、安全、工期以及各设备运营保障、维修、保养相关事务；（3）负责对项目进行资源配置，保证质量体系、安全体系在本项目上的有效运行及劳、材、机资源的需求；（4）负责贯彻实施质量方针、质量目标、安全目标； （5）组织制订项目质量、安全规划及实施计划；（6）监督检查计划执行情况，对工程的质量、安全、进度、成本负责。
地铁直流供电系统框架保护的应用及故障处置措施
地铁直流供电系统框架保护的应用及故障处置措施摘要：地铁通常需要电压为750V或1500V的直流电，在供电过程中容易出现负极柜、整流器柜、直流开关柜等直流设备的电流泄漏故障，通常采取设置直流框架保护的方法，保障直流设备和人员的安全以及地铁的正常运营。
本文分别就设置1套和2套直流框架保护装置实例进行应用分析，简要阐述了框架保护实际应用原理，以及短路、多点接地、元件配合异常等常见故障处置措施，一旦发生保护跳闸故障，相关工作人员要及时做好应急处置，并定期做好设备预防性试验、检查和维护。
关键词：地铁直流供电系统；框架保护；应急故障处置一、地铁直流供电系统框架保护原理直流框架保护按种类可划分为电压型、电流型两大类，其中前者为辅助后备保护措施，后者为主要保护措施，通过检测负极柜、整流器柜、直流开关柜外壳对地的泄漏电流触发保护动作出口。
当直流设备绝缘性能发生变化使泄漏电流超过整定值时，电流型框架保护会自动切断故障断路器，实现跳闸并闭锁自动重合闸，电压型框架保护则是检测直流设备负极和框架间电压，当电压超过整定值时自动启动保护措施。
地铁直流供电系统中当出现接触电压时，会采取钢轨和大地迅速短接的保护动作，使接触器合闸。
二、地铁直流供电系统框架保护的应用1、地铁1、2、3号线框架保护应用实例如图1所示，某地铁1、2、3号线直流供电系统框架保护设置了1套装置，采用对地绝缘安装全部供电设备的方法，安装变电所内的直流开关柜、整流器、负极柜。
如图1虚线范围内所示，在1套装置中将直流供电系统框架进行各设备间的统一电气连接。
电流元件两端分别连接于绝缘设备外壳、单点变电所接地网，电压元件两端分别连接于绝缘设备外壳、直流供电系统负极，可直接测量设备外壳与直流供电系统负极间的电压数值。
系统发生故障引起框架保护动作时，交流中压断路器112和113自动跳闸并实现闭锁保护，故障变电所正极201和202直流进线断路器、211～214直流馈线断路器将统一跳闸并实现闭锁保护，相邻牵引变电所对应直流馈线断路器被联跳并闭锁保护。
地铁中负极柜的工作原理
地铁中负极柜的工作原理一个铁路站有三种设备：通信，信号，供电。
其中信号对电力的需求比较少，因此被称为负极设备。
但为了保证地铁运营安全，负极设备还是不可或缺的。
我们首先从地铁供电说起吧！因为车站人员和列车通讯是靠无线电联系的，所以供电与信号都是靠交流380V，而不是常用的220V或者24V直流电，这种电很容易击穿电子器件，引起火灾，因此采用负极供电。
而地铁供电线路是接在变压器上，再由变压器分配到各个区段，每一个区段都有自己的变压器。
当地铁进入站台时，它会感应出来地面线路上的电磁场变化，把信息传送给后面的车载控制系统。
车载系统将会根据控制中心发送的命令对相关的机械设备进行调整和检修。
在地铁正式运营之前，会对轨道、供电系统进行试运转，确保地铁能正常运营。
12号线的环控机房和13号线的控制室里的设备柜中，就是由许多这样的柜子组成的，你看到它们总是封闭着吗？那是因为要防止小动物进入。
一般控制柜中都是空的，因为那里没有通讯和信号设备。
而当地铁进入控制室时，会提前感应出来地面线路上的电磁场变化，地铁便可通过控制系统感应出电力线的电磁场变化，然后向控制室发出一定的指令，启动相关的设备。
此时控制柜中的大屏幕上会显示一些数据，地铁在控制中心的操作下会正常运营。
这些指令是怎么得来的呢？它是由供电中心提供的，那里有许多仪表和软件，就像是“黑匣子”。
而地铁中的所有装置的信息也都是存储在这些数据中的。
如果当地铁开始运营时，不断出现问题，那么计算机就会对这些数据进行筛选，找出原因，并解决问题。
虽然地铁运行中会出现不同程度的故障，但不会影响正常运营，因为一旦遇到问题，地铁自身就会调整工作状态。
而且，只要地铁正常运营时，系统就会不断监测，一旦故障出现在控制系统上，系统会马上发出警报。
在地铁运营中，设备出现故障是正常的事情，只要系统本身处于正常工作状态，它就不会受到干扰。
即使故障发生了，工作人员也可以利用手头的工具进行处理，如更换失灵部件，就像照明故障那样简单。
城市轨道交通供电系统的组成与各部分功能
牵引系统的供电方式
• 单边供电：城市轨道交通接触网在每个牵引变电所附近由 电分段进行电气隔离，分成两个供电分区，每个供电分区 称为一个供电臂。如果列车只从所在供电臂的一个牵引变 电所获得电能，这种供电方式称为单边供电。 • 双边供电：如果一个供电臂同时从相邻两个牵引变电所获 得电能则称为双边供电。 • 一般设计只在车辆段内采取单边供电，正线均采用双边供 电方式。
•
各车站的机电设备则由各站降压变电所将35KV或10KV电压降为 380/220V对动力、照明等供电.目前多数城市采用集中供电方式。
2. 分散式供电方式:
•
该方式是指地铁不设主变电站,而直接由城市电网沿线 的区域变电站中的10KV(或35KV)中压线路直接向地铁 沿线各站进行供电,并形成环网。 该方式的环境必须是城市电网比较发达，在个车站附近 有可靠的供电电源。其中中压电网的电压等级应与城市 电网的电压等级相一致。 混合供电方式 即是上述两种供电方式的混合，即指一条轨道交通线路， 一部分采用集中供电，另一部分采用分散供电。
不影响另一套机组的检修。 在一套整流机组运行的情况下，可以降低能耗，降低轨电 位，减少杂散电流的影响。但是增加谐波含量。
牵引降压混合变电所的结构
3. 降压变电所的运行方式
典型降压变电所的主结线见图 35KV侧为单母线分段。0.4KV除跟随所外降压所外，也都 是单母线分段结构。每个降压变电所均设两台动力变压器， 分别负责本所半个车站和半个区间的动力照明负荷的供电。 正常运行时两台变压器独立运行同时供电。当任一 台动力 变压器因故障退出时，母联断路器自动投入，由一台变压 器承担全所的一、二级动力照明负荷供电。
地铁钢轨电位过高原因及应对措施研究
地铁钢轨电位过高原因及应对措施研究摘要：在城市轨道交通中，由于轨道自身阻抗和杂散电流的影响，钢轨电位容易出现过高的现象，严重时甚至对乘客造成安全隐患，对道路运行乃至城市的发展产生负面影响。
因此，为了合理地保障城市轨道交通的安全性和平稳性，需要采取一定的措施避免地铁钢轨电位过高造成的危害。
本文分析了地铁钢轨电位过高原因，并探讨了地铁钢轨电位过高的应对措施，以期提升地铁的安全性和使用寿命。
关键词：地铁；钢轨电位；钢轨电位限制装置在城市轨道交通中，流入钢轨的电流不能完全经过钢轨流回负极柜，其他部分会产生泄露，这部分就是杂散电流。
杂散电流不仅会引起金属结构腐蚀，造成变电器主变压器直流偏磁、影响隧道结构、车站结构等，还会使地铁钢轨和大地产生电位差，钢轨电位过高的话容易造成人身伤害。
因此，大部分城市采用钢轨电位限制装置来防止钢轨电位过高的问题出现，从而降低安全危险。
1.地铁钢轨电位过高原因分析1.1回流电阻过大直流牵引供电系统主要组成部分：牵引变电所和牵引网，牵引网包括接触网，承力索、回流线等，带回流线的直接供电方式主要组成：接触网、钢轨、回流线，如果回流回路的电阻过大，回流电流经过线路时就会产生较高的钢轨电位，且钢轨电位随着回流电阻的增加而升高。
随着地铁运营时间增加，地铁回流电缆与钢轨连接处容易出现接触不良的现象，甚至导致集中应力处损坏。
同时，地铁长期运行，回流电阻过大，容易导致杂散电流四散，从而腐蚀城市轨道交通主体结构等，造成钢轨电位进一步升高，影响地铁运行安全。
1.2回流系统绝缘性能不佳绝缘垫与站台门等设备对钢轨与大地的过渡电阻具有重要影响，其绝缘性能更是对回流系统造成直接影响。
绝缘垫一般铺在配电装置以及钢轨等处，以便带电操作开关时，增强操作人员的对地绝缘，避免或减轻发生单相短路或电气设备绝缘损坏时，接触电压与跨步电压对人体的伤害。
目前，钢轨绝缘垫和站台门等设备存在一定的缺陷，如安装环境问题、精确度、制作工艺等，导致绝缘性能不佳，从而出现地铁钢轨电位过高的现象。
地铁车辆电气牵引传动控制方法研究
地铁车辆电气牵引传动控制方法研究摘要：近年来，随着地铁机车牵引控制技术的发展，对地铁车辆电力牵引传动的稳定性和可靠性提出了更高的要求，建立了固定的地铁车辆电力牵引控制模型，利用增益控制和比例控制方法分析了汽车系统动力学的理论参数，结合传动增益转向控制方法，对地铁车辆电力牵引参数进行了参数建模和运动学分析，提高了地铁车辆电力牵引传动的稳定性，根据地铁车辆电力牵引的动态理论，求解侧坠运动转向传动比的增益，防止地铁车辆侧倾，研究地铁车辆电力牵引的控制方法，在车辆动力传动系统的设计和控制等领域具有重要意义。
关键词：地铁车辆；电气牵引；传动控制；方法研究引言传统地铁牵引供电技术方案是在牵引变电所设置二极管整流机组[1]和再生电能利用装置：二极管整流机组负责牵引供电，其输出的电压波形为固定的下垂特性曲线，各牵引所的输出功率由机车位置、取流状态、线路阻抗自然分配，不受控制；列车制动时，牵引网电压升高，再生电能利用装置吸收列车的再生制动电能。
柔性直流牵引供电技术（简称柔直供电）是采用双向变流器装置[2]替代二极管整流机组和再生电能利用装置，通过一定的控制策略协同各牵引所的双向变流器装置，调节牵引所输出电压及特性，对牵引用电潮流进行实时、动态管控；提高牵引供电电压及供电能力，调节各牵引所功率分布，提高中压交流网络供电质量。
1城市轨道交通牵引系统研究1.1牵引系统简介牵引系统是地铁车辆可靠运行的关键电气系统,一旦发生问题,地铁动力来源会受到影响,将使得列车牵引制动的能力大大降低甚至牵引失败,会导致列车无法准时到站以至于造成地铁运营异常甚至停运、乘客滞留、交通拥堵等问题。
牵引系统可靠性是指在规定行车条件下,牵引系统能够在规定行车时间内正常、稳定完成列车牵引制动功能的能力。
可靠性评估是保证列车牵引系统安全、可靠运行的重要手段。
自19世纪西方国家建成现代城市轨道交通以来,电力牵引技术在地铁和新型轻轨交通中得到了广泛应用。
地铁供电系统钢轨电位限制装置保护概述
地铁供电系统钢轨电位限制装置保护概述摘要：在地铁直流牵引供电系统中，无论是接触轨式系统还是架空接触网式系统，均采用钢轨作为回流，而钢轨又存在泄漏电阻，因此，列车在供电区间内正常运行时，不可避免地造成钢轨对地电位的升高。
钢轨电位过高将对乘客的人身安全造成威胁，为此必须设置钢轨电位限制装置（OVPD）。
基于此种原因文章就地铁供电系统钢轨电位限制装置保护展开分析和探讨。
关键词：地铁供电系统；钢轨电位限制装置；保护引言由于在城市轨道交通的牵引供电直流系统中，直流设备和钢轨都是采用绝缘法安装，其作用是减少杂散电流的泄漏途径，减少杂散电流对钢轨、结构钢筋等金属体的电化学腐蚀，钢轨对地的绝缘电阻是随着绝缘材料的性能变化的，所以电流型框架保护的电流回路的电阻是不确定的，当电阻很大时，可能会造成电流回路检测值达不到整定值的要求，从而会发生设备绝缘下降时电流型框架保护未动作的情况，所以钢轨电位限制装置就是为了弥补这个缺陷，因此就需要研究地铁供电系统钢轨电位限制装置保护。
1钢轨电位限制装置工作原理钢轨电位限制装置主要由直流接触器、晶闸管、控制器等元器件组成，其原理示意图如图1所示。
钢轨电位限制装置一端连接变电所接地网，一端接到钢轨上，测量钢轨与地之间的电压。
当某供电区间无车时，在直流牵引系统正常工作的情况下，钢轨与地之间的电位为零。
当供电区间内有车运行或发生短路故障时，由于钢轨和地之间存在漏泄电阻的情况，钢轨电位迅速升高；当钢轨电位超过设定的阈值时，钢轨电位限制装置启动，短接钢轨与接地网使钢轨电位下降，从而保护车站旅客的人身安全。
图1钢轨电位保护装置原理图2钢轨电位限制装置动作特性：当供电分区没有车辆行驶时于，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网发生短路故障时，由于钢轨对地泄漏电阻的存在，钢轨电位快速升高，为了保护人身及设备安全，当钢轨电位达到一定值时钢轨电位限制装置迅速动作，将钢轨与接地网短接，从而降低了钢轨电位，保护了人身及设备安全。
35KV供电维保技术方案
1维保技术方案1。
1 维保标准技术规范1、国家及行业相关规程《电业安全工作规程》（ DL 409）《电力安全工作规程》GB26860-2011《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2005）《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009－98）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999《建筑安装工程质量验收统一标准》GB50300-2001《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002《电气装置安装工程高压电气施工及验收规范》GBJ147-90《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》GBJ148-90 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ149—90《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-91《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92《电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范》GB50255—96《供电生产常用指导性技术文件及标准》（第五册)电力电缆及附件2、甲方企业内部相关规程《变电设备维修规程》《变电设备运行操作规程》《供电设备故障现场处置程序》《变电安全作业规程》《变电安全作业规程》《变电设备维修规程》《变电设备运行操作规程》《供电设备故障现场处置程序》1.2项目组织体系1、组织机构网络2、岗位职责 2。
1。
项目经理（1）项目经理作为项目管理第一责任人；（2）负责质量、安全、工期以及各设备运营保障、维修、保养相关事务；(3）负责对项目进行资源配置，保证质量体系、安全体系在本项目上的有效运行及劳、材、机资源的需求；（4）负责贯彻实施质量方针、质量目标、安全目标； （5）组织制订项目质量、安全规划及实施计划；（6）监督检查计划执行情况，对工程的质量、安全、进度、成本负责。
城市轨道交通直流系统保护配置及分析
城市轨道交通直流系统保护配置及分析摘要：城市轨道交通供电直流系统在运行过程中，可能发生各种故障和不正常运行状态，会引起系统事故发生，对电气设备和人身安全造成威胁。
直流供电系统的控制和保护对确保轨道交通的安全、可靠运行，具有举足轻重的作用。
针对直流系统的故障形式，对直流系统进行保护配置，并分析各保护的功能。
关键词：城市轨道交通；供电直流系统；保护配置；故障中图分类号：U121文献标识码：A1保护配置典型的牵引变电所电器主接线图如图1所示，牵引变电所将主变电所送来的三相交流电（35KV或10KV）经过降压和整流后变为1500V或750V的直流。
图1 典型牵引变电所电器主接线图牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时保护装置误动作[1]。
直流保护安装在开关柜中，通常保护配置如下。
1.1正极柜正极柜又称为进线柜，如图1中的201、202开关柜。
正极柜的作用是控制直流母线与车站变电所之间的通断，柜内主要由直流快速断路器（或电动隔离开关）、分流器、避雷器、测量与控制单元组成。
正极柜内的主要保护有：大电流脱扣保护、逆流保护。
1.2负极柜负极柜如图1中的2011、2021开关柜，柜内装有手动（或电动）隔离开关，并根据需要设置一套框架泄漏保护装置。
正极柜内的主要保护有：框架泄漏保护、接地保护。
1.3馈线柜馈线如图1中的201、202、203、204开关柜，安装在整机母线和接触网馈出电缆之间，其内配置正极母线、直流快速断路器及相关保护、控制设备。
馈线柜内的主要保护有：大电流脱扣保护、DDL保护、定时限过流保护、低电压保护、接触网热过负荷保护、联跳、自动重合闸。
1.4轨电位限制装置轨电位限制装置用于限制钢轨和地面之间产生较高的电压差，其电压检测及接触器主触点均接于钢轨和地之间[2]。
2保护功能以KF1300直流保护测控装置为例，对直流开关柜内的保护功能进行分析。
2.1大电流脱扣监视大电流脱扣监视用于快速切除近端短路的故障，安装在断路器本体内。
地铁一号线直流1500V供电概述.
小车维护
1、由电弧引起的损耗 （1）检查的频率 可根据设备开断的次数或投入运行的时 间决定。
（2）更换部件的要求
（3）维护过程 对断路器的触头应该进行特别的检查和 维护。任何灰尘都必须用干抹布擦去，如 果形成大块的堆积，则应该用金属刷刮干 净。 对触头千万不能用锉刀，同时绝对禁止 对触头的润滑。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ重合闸
di/dt ΔI
≥1
直流馈出断 路器跳闸
起动线路 测试
是否 永久性 故障
永久性 故障
闭锁重合闸
（故障排除后，需要就 地或者远动复归，才能 操作 ）
重合闸不成功或 者解除重合闸
被跳所相应馈出断路 器不能合闸 （故障排除后，需要就 地或者远动复归，才能 操作 ）
接收到主跳 所联跳信号
被跳所相应直流 馈出断路器跳闸
正极柜
• 正极柜也称进线柜，用于安装整流器正极 和正极母线间的开关设备。整个开关柜有 电动隔离开关、分流器、避雷器、测量与 控制单元等。在电动隔离开关上方安装了 一个隔离放大器U12用于检测进线柜与整流 器之前是否存在反向电流。
正极柜参数
机组正极电动隔离开关联锁关系及分合闸条件
机组35KV断路器分闸位置 相应的机组负极手动隔离开 关合闸位置
&
机组正极电动隔离开关可以分合 闸操作
正极手柄
正极手动手柄 插入位置
正极隔离开关
隔离放大器
熔断器
负极柜
负极柜是将整流器出来到负极通过母排将 整个1500V系统连接在一起。与负载一起 构成闭合电路。负极柜分合只能手动操作 。
负极柜参数
机组负极电动隔离开关连锁关系及分合闸条件
相应的机组正极电动隔离开关 分闸位置
北京地铁13A线改造工程供电方案探索
(9) 其他特殊工况。牵引所正常双边供电情 况下，可以满足以下两种特殊工况：a. —列车在该 牵引供电区间中间启动，同时这2座车站及相邻区 间列车正常启动和运行；b.当一列车故障停在区 间，由一列8B车辆、一列6B车辆共同进行救援
voltage level power supply. Regarding to the reconstruction of Line 13 of Beijing Metro, and with considering that there
are many external constraints for reconstruction of the existing line, by analyzing the power supply scheme for Line 13
of Beijing Metro in terms of reduction of reconstruction risk, realizing the interconnection of lines of A/B and resource
sharing, saving investment, DC 750 V power supply system, identical to that of line 13, and the third rectifier unit is
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北京地铁13A线改造工程供电方案探索
李晶，邱丽丽
城市轨道交通
图4直流馈线C40断路器逻辑关系
(3)纵联断路器合闸条件。813纵联开关合 闸条件：16、36分闸。824纵联开关合闸条件：26、
46 分闸。
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。
地铁中负极柜的工作原理
地铁中负极柜的工作原理地铁中的负极柜（也称为接地柜或者低压配电柜）是地铁供电系统中的一个重要装置，它承担着连接轨道供电系统与消耗设备之间的电力调度和保护功能。
负极柜的主要工作原理如下：1.电源接入：负极柜接收来自外部电源系统的电能输入，一般为交流电，通常为三相四线制。
电能通过主开关或主断路器进入负极柜主干回路。
2.电能分配：负极柜内部设有多个分支回路，它们用于将电能分配给各个消耗设备，如照明、通风、供暖、电梯等。
这些分支回路可以通过相应的支路开关或支路断路器进行独立控制和保护。
3.电能保护：负极柜内部还设置有各种保护装置，用于检测和保护电力设备、线路和人员安全。
常见的保护装置有过流保护装置、短路保护装置、漏电保护装置等。
当负极柜内部发生过流、短路或漏电等故障时，这些保护装置会迅速切断相关回路，以保护设备和人员的安全。
4.状态监测：负极柜的状态监测是其重要功能之一、通过传感器和监测装置，可以实时监测负极柜内部的电流、电压、温度等参数，以及各个回路的工作状态。
这些监测数据可以被传输到调度中心或控制中心，以供操作人员进行远程监控和故障诊断。
5.远程控制：现代地铁负极柜通常具备远程控制功能，可以通过网络或通信系统与调度中心或控制中心进行远程通信。
操作人员可以通过远程控制端对各个回路的开关状态进行控制，实现实时调度和故障处理。
总结起来，地铁中负极柜的工作原理主要包括电源接入、电能分配、电能保护、状态监测和远程控制。
它通过合理的电气设计和各种保护装置，确保地铁电力系统的稳定运行，同时提供了对电力设备和回路的监控和远程控制功能，提高了地铁系统的可靠性和安全性。
负极柜与轨电位
负极柜负极柜用于连接回流钢轨的回流电缆和整流柜负极，采用手动隔离开关，通过绝缘拉杆进行分合闸操作。
负极柜和1500V进线柜、33kV GIS具有电气连锁。
全所设1套低阻抗框架故障保护装置SIMATIC S7（若站内有2台负极柜，只装于其中一台内），对框架故障进行保护。
保护由一组电流元件和一组电压元件组成，采用软件编程，电流元件用于跳闸，电压元件可分别整定为报警和跳闸二段。
电压元件可当地投入/切除。
柜门上装有液晶显示屏的操作面板SIMATIC OP3，用于整定报警和跳闸值及其它参数，并可设口令保护。
动作电流及动作电压、动作时间可以用软件编程、现场整定。
框架保护动作跳闸后，将闭锁所有的馈出断路器和中压断路器合闸，只有当故障消失，当地复归框架故障保护后，断路器才能合闸。
框架故障保护的动作信号在当地以指示灯显示，并通过通信总线送至SCADA系统。
钢轨电位限制装置钢轨电位限制装置（RVLD）采用户内型，安装于车站和车辆段。
由接触器、晶闸管回路、测量和操作回路、信号接口端子、保护装置、防凝露加热器、状态显示设备等组成。
每台装置均配有一个带有液晶显示屏的小型PLC（LOGO），用于参数的设定、调整和显示。
控制原理采用了闭环控制，即使在辅助电源失去的情况下，也可以保持将钢轨和大地短接，保证人身安全。
一旦电源恢复，短路装置将恢复断开。
1）接触器（带晶闸管）短路装置短路装置的短路耐受电流为50kA，持续电流为800A。
a) 正常情况下，直流接触器的触头是断开的。
b) 非正常情况下，通过三级电压检测系统控制短路装置与大地有效短接。
∙第一级电压检测U>，延时短接如果检测到钢轨与大地之间的接触电压大于或等于第一级电压测量装置的设定值U>，则经过一段可调整的延时后（延时时间整定范围为0.15s~99h），直流接触器将钢轨与大地进行有效短接。
短路装置在第一级电压检测装置动作后，将钢轨与保护地进行短接，经一定时间间隔后可以允许恢复开断。
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第七章负极柜及轨电位限制装置简介
一负极柜简介
负极柜用于连接回流钢轨的回流电缆和整流柜负极，采用手动隔离开关，通过绝缘拉杆进行分合闸操作。
负极柜和1500V进线柜、33kV GIS具有电气连锁。
全所设1套低阻抗框架故障保护装置SIMATIC S7（若站内有2台负极柜，只装于其中一台内），对框架故障进行保护。
保护由一组电流元件和一组电压元件组成，采用软件编程，电流元件用于跳闸，电压元件可分别整定为报警和跳闸二段。
电压元件可当地投入/切除。
柜门上装有液晶显示屏的操作面板SIMATIC OP3，用于整定报警和跳闸值及其它参数，并可设口令保护。
动作电流及动作电压、动作时间可以用软件编程、现场整定。
框架保护动作跳闸后，将闭锁所有的馈出断路器和中压断路器合闸，只有当故障消失，当地复归框架故障保护后，断路器才能合闸。
框架故障保护的动作信号在当地以指示灯显示，并通过通信总线送至SCADA系统。
二轨电位限制装置原理简介
钢轨电位限制装置（RVLD）采用户内型，安装于车站和车辆段。
由接触器、晶闸管回路、测量和操作回路、信号接口端子、保护装置、防凝露加热器、状态显示设备等组成。
每台装置均配有一个带有液晶显示屏的小型PLC（LOGO），用于参数的设定、调整和显示。
控制原理采用了闭环控制，即使在辅助电源失去的情况下，也可以保持将钢轨和大地短接，保证人身安全。
一旦电源恢复，短路装置将恢复断开。
(原理简图见附图)
钢轨是回流轨，钢轨对地又是绝缘安装的，相对地而言钢轨是带有一定电位的。
为了监视钢轨电压并限制钢轨电压，保护人身安全，采用轨电位限制装置来实现这一功能。
轨电位限制装置现有定值整定如下:
B01：3次; B02：10S ; B03：0.8S
B04: 60h B05:60S ; F21:90V
F22:150V F24:2V
接触器（带晶闸管）短路装置
1、正常情况下，直流接触器的触头是断开的。
2、非正常情况下，通过三级电压检测系统控制短路装置与大地有效短接。
a）第一级电压检测U>(F21:90V)，延时短接
如果检测到钢轨与大地之间的接触电压大于或等于第一级电压测量装置的设定值U>，则经过一段延时（整定为B03:0.8S）后，直流接触器将钢轨与大地进行有效短接。
短路装置在第一级电压检测装置动作后，将钢轨与保护地进行短接，经一定时间间隔(整定为B02:10S)后恢复开断。
闭锁状态（恒定合闸），当短路装置在两次动作时间间隔小于B05:60秒内连续动作B01:3次后，若连续两
次动作的时间间隔大于60S
则LOGO重新计数。
短路装
置将不再断开，而处在恒定
合闸状态并给出报警信号。
b）第二级电压检测U>>
（F22:150V），无延时短接
如果检测到钢轨与大地
之间的接触电压大于或等于
第二级设定值U>>，则直流
接触器无延时永久合闸，不再恢复开断。
c）第三级电压检测U>>>，（设定为600V）。
如果检测到钢轨与大地之间的接触电压大于或等于第三级设定值U>>>,此时晶闸管装置立即短接钢轨和大地，然后启动接触器合闸。
接触器合闸后，晶闸管回路立即恢复高阻状态，此时接触器将闭锁，保持合闸状态。
接触器的合闸时间不大于100 毫秒。
当短路装置短接时，若钢轨和大地间的仍存在一个电压（F24:2V），则设备被认为出了故障;或者是在地铁车辆正常运营, 钢轨和大地间的电压小于2V超过60个小时, 则设备也被认为出了故障,此时将由干接点向SCADA系统发送故障信息。
测量和操作回路装置有电压和电流测量回路，测量钢轨和大地之间的电位差以及短路装置短接时流过的电流值。
操作回路对短路装置的动作进行控制。
在面板上装有电流表和电压表，显示测到的电压和电流值。