轨电位限制装置txf1.docVIP

昌平线NPMPD型钢轨电位限制装置 一、概述 在直流牵引系统中，由于操作电流和短路电流的存在，可能会引起回流回路和大地间产生超过安全许可的接触电压。在此情况下，就需要在回流回路与大地间装设一套钢轨电位限制装置，以限制运行轨电位，避免超出安全许可的接触电压的发生（此安全电压的规定参照欧洲EN标准）。 当发生超出安全许可的接触电压时，此钢轨电位限制装置就将钢轨与大地快速短接，从而保证人员和设施的安全。 二、工作原理及其动作过程 钢轨电位限制装置，又称短路装置，是为防止钢轨对地电压过大，威胁人员及乘客安全等事件的发生而设置的，同时兼有监测回流电路电位。轨电位的动作装置为复用开关，其是有接触器及晶闸管模块构成，正常状态下合闸线圈受电，接触器在断开位，同时晶闸管处于截止状态。钢轨与大地之间的电压由电压测量模块检测并上传至PLC显示，而U、U、U、晶闸管模块判断电压并执行相应动作。 钢轨电位限制装置不断监测钢轨对大地的电位： 1.当电位差大于设定电压的U值（90V）时经0.8s延时后，合闸线圈失电，接触器合闸，同时柜体面板上的U指示灯亮起，走行轨与大地短接，经过10s延时且短路电流小于设定值时，线圈得电，接触器复归。在60s内发生3次U动作，接触器将合闸并闭锁，同时面板上的闭锁指示灯亮起，可以就地或远方复归。 2.当电位差大于设定电压的U值（150V）时，无延时，合闸线圈失电，接触器合闸并闭锁，同时柜体面板上的U指示灯及闭锁指示灯亮起，走行轨与大地短接，且不会延时复归，需就地或远方复归。 3.当电位差大于设定电压的U值（600V）时，无延时，晶闸管回路首先导通使钢轨与大地短路，然后电流继电器动作，使合闸线圈失电，接触器合闸并闭锁，此时晶闸管回路立即断开，同时柜体面板上的U指示灯及闭锁指示灯亮起，U无法远方复归，只能打开高压室门按动电流继电器上的红色复归按钮及面板上的复位按钮，钢轨电位装置才能恢复正常运行。 4.当电位差小于设定电压U值（5V）且保持一段时间（24h）后，钢轨电位限制装置中的PLC将认为，装置控制回路出现故障，致使合闸线圈失电，接触器闭合并且闭锁，同时面板上装置故障指示灯及闭锁指示灯亮起，可就地按下面板上的复位按钮来复归轨电位。 总之，可以用表一来对这四种功能进行简单的比较。 表一 功能 定值电压 动作 类型 动作过程 复位情况 备注 一段电压保护U 90V 合接触器 当检测电压大于90V，动作延时0.8s后将接触器闭合，闭合10s后自动复归。如果在60s内动作三次，接触器闭锁。 动作后经过延时自动复归；闭锁后必须就地复归（或远方复归） 就地复归的方法是按面板上的“闭锁/复位”带灯按钮 二段电压保护U 150V 合接触器 当检测到电压大于150V，无延时动作闭合接触器，接触器闭锁。动作后必须手动复归 允许就地复归（或远方复归） 三段电压保护U 600V+50V 晶闸管导通+合接触器 当检测到电压大600+50V，晶闸管首先导通，电流继电器使接触器无延时动作闭合，动作后必须手动复归 首先复归电流继电器上的红色按钮，然后才允许就地复归 低电压保护U 5V 故障报警 当检测电压小于5V，经24h延时后，系统报故障（“装置故障”、“闭锁/复位”指示灯都亮），同时闭锁输出。需按复位按钮手动复位。 必须就地复归 除了以上所说的四项功能，钢轨电位限制装置还可实现以下功能。 控制电源失电 本钢轨电位限制装置的控制回路采用闭环原理，保证一旦控制电源发生故障，装置会自动将钢轨与大地有效短接。这样，在控制电源发生故障时，人员及设施安全得到保障。控制电源的失压能通过远程信号传递。 钢轨电位限制装置的故障 直流接触器一、二次回路故障发生时，控制器将故障信号输出同时闭锁合闸，需按复位按钮将其手动复归。 若直流接触器因故障而不能闭合，在电压大于600V±50V时，此功能由晶闸管元件执行。 三、轨电位与框架电压保护的作用及关系 直流框架电压保护用来保护直流设备正极碰壳或对地绝缘损坏，可用于报警或跳闸。钢轨电位限制装置两端分别接走行轨、大地用于限制走行轨对地电位，保护人身安全。 当发生直流设备正极碰壳或对地绝缘损坏时，直流框架电压保护装置内的电压元件检测设备外壳与保护接地之间的电位差，发出报警或跳闸信号。钢轨电位限制装置检测的是走行轨对地电位差，这事杂散电流在走行轨与道床之间过渡电阻上产生的电压，该电位差到达设定值时，钢轨电位限制装置将会动作。 关系：当走行轨与大地电压差超过设定值时，轨电位先动作，框架电压保护做为轨电位的后备保护。 四、钢轨电位限制装置的构成 1、柜体结构 昌平线钢轨电位限制装置的各个部件组成了一个封闭的开关柜；采用NPMPD型柜体。其柜体结构由厚度为2mm的钢板构成，保护等级为IP40。如图3所示。 实际柜体内布局如图4