[发明专利]一种用于专用轨及4轨供电系统的负地单向导通装置

说明书

本发明公开了一种用于专用轨及4轨供电系统的负地单向导通系统，包括二极管、电流测量报警电路、隔离开关、压敏电阻和阻容吸收回路，负极与接地母排之间串入所述二极管、电流测量报警电路以及隔离开关，在所述二极管及所述电流测量报警电路两端并联压敏电阻以及阻容吸收回路。本发明取消传统单向导通装置中串联于二极管回路的熔断器，通过采用大容量二极管及均流技术，并采用冗余设计，大幅提高装置的额定电流及短路耐受能力和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通控制系统技术领域，尤其是一种用于专用轨及4轨供电系统的负地单向导通装置。

背景技术

随着城市轨道交通的快速发展，国内建成运营的城市轨道交通线路越来越多，许多新兴城市正在规划和筹建城市轨道交通。目前国内绝大多数城市轨道交通均采用正极接触网或者接触轨供电、负极通过钢轨回流的方式，具体如图1所示。

在该回流方式下，存在以下问题：受施工、环境条件等各方面因素影响，已开通线路的走行轨对地过渡电阻值远远低于设计要求的15Ω·km(经统计，普遍数值在0.8-3Ω·km)。所以在直流牵引供电系统中，牵引电流并非全部从走行轨流回牵引变电所，而是有一部分由走行轨泄漏至道床，并由道床流向结构钢筋及沿线水管、油气管道等金属管线，这些泄漏电流长期存在，具有隐蔽性及不确定性，会造成结构钢筋及沿线管线的腐蚀，具有较大安全隐患。

目前，重庆单轨及长沙磁浮采用了4轨供电制式，其牵引供电正极、负极均采用对地相同的绝缘水平，该方式能够解决杂散电流的问题。

但该方式存在以下问题：

当直流正极对地故障时，由于64D中电阻的存在，短路电流较小，继电保护难以准确判断故障，而64D电压的测量同样难以区分故障区间，从而使整个继电保护的选择性相对较差。目前，轨道交通尚未有满足系统保护选择性要求的设备，现有的应用于场段出入口处的单向导通装置，也难以满足要求。首先，其短路耐受能力不足，且设置了熔断器对其二极管回路进行保护，若熔断器熔断，现有单向导通装置将难以满足系统需求，从而降低了故障情况下对于系统继电保护选择性、灵敏性的保证程度。因此，必须设计一套适合专用轨回流系统、四轨供电系统以及中低速磁浮牵引供电系统的装置，该装置具有传统单向导通装置所不具备的短路耐受能力，且具有冗余设计，取消熔断器，并简化接线，去掉系统所不需要的并联于二极管两端的隔离开关。

发明内容

结合搭建的系统模型仿真结果以及继电保护的需求，本发明的目的是提供一种新的适用于专用轨回流系统、中低速磁浮牵引供电系统以及4轨供电系统中的负地单向导通装置。

本发明的技术方案是：一种用于专用轨及4轨供电系统的负地单向导通系统，包括二极管、电流测量报警电路、隔离开关、压敏电阻和阻容吸收回路，负极与接地母排之间串入所述二极管、电流测量报警电路以及隔离开关，在所述二极管及所述电流测量报警电路两端并联压敏电阻以及阻容吸收回路。

进一步的，所述电流测量报警电路通过直流分流器或传感器测量流过该回路的电流大小。

进一步的，所述隔离开关是手动隔离开关或者电动隔离开关。

进一步的，系统的短路耐受DC 100kA，200ms；额定电流DC3000A。

进一步的，系统回路中串联电阻或者回路中不串联电阻，所述电阻阻值小于300mΩ。

进一步的，所述二极管所在的回路中不设置熔断装置，并通过采用大容量二极管及均流技术，并采用冗余设计，大幅提高装置的额定电流及短路耐受能力和可靠性。

进一步的，所述压敏电阻及阻容吸收回路做过电压防护。

进一步的，在整个回路设置一台隔离开关串联于回路，便于检修。

进一步的，在系统中采用了均流技术：并联二极管压降相同(误差0.03V以内)，二极管并联对称结构。