轨道交通供电系统负地限位保护装置论文和设计-葛飞

全文摘要

本实用新型公开了一种轨道交通供电系统负地限位保护装置，属于轨道供电技术领域。本实用新型包括：负地限压模块，包括并联的第一接触器和晶闸管模块，当负极回流轨与大地之间的电位差超出指定的电压值时，晶闸管模块和第一接触器导通；负地电压电流检测模块，用于检测负极回流轨与大地之间的电流和\/或电压并上传至智能控制模块；智能控制模块，用于接收负地电压电流检测模块检测的电压，在第一接触器闭合后控制晶闸管截止控制模块将晶闸管模块立即关断；晶闸管截止控制模块，用于在晶闸管模块正向导通后，立即关断晶闸管模块。本实用新型能降低因晶闸管连续导通而增加的杂散电流，延长晶闸管使用寿命；使小的框架泄漏电流排流到负极，避免杂散电流流入地下。

主设计要求

1.一种轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，包括：负地限压模块，包括并联的第一接触器和晶闸管模块，一端连接负极回流轨，另一端连接大地，当负极回流轨与大地之间的电位差超出指定的电压值时，将负极回流轨与大地快速短接；负地电压电流检测模块，用于检测负极回流轨与大地之间的电流和\/或电压并上传至智能控制模块；智能控制模块，用于接收负地电压电流检测模块检测的电压值，并控制第一接触器关合；在第一接触器闭合后控制晶闸管截止控制模块将晶闸管模块立即关断；晶闸管截止控制模块，用于在晶闸管模块正向导通后，立即关断晶闸管模块。

设计方案

1.一种轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，包括：

负地限压模块，包括并联的第一接触器和晶闸管模块，一端连接负极回流轨，另一端连接大地，当负极回流轨与大地之间的电位差超出指定的电压值时，将负极回流轨与大地快速短接；

负地电压电流检测模块，用于检测负极回流轨与大地之间的电流和\/或电压并上传至智能控制模块；

智能控制模块，用于接收负地电压电流检测模块检测的电压值，并控制第一接触器关合；在第一接触器闭合后控制晶闸管截止控制模块将晶闸管模块立即关断；

晶闸管截止控制模块，用于在晶闸管模块正向导通后，立即关断晶闸管模块。

2.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述第一接触器包括至少一组辅助触点，用于判断第一接触器的关断与闭合，并把相应的第一接触器关合信号传送到智能控制模块。

3.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述负地电压电流检测模块包括电压测量元件、电流测量元件，电压测量元件并联接在负极回流轨和大地两端，实时检测负极回流轨、大地两端的电压，实现电压检测值的分级；电流测量元件与所述晶闸管模块串联，经过测量流经晶闸管模块的电流，来判断负地电压是否高于指定值。

4.根据权利要求3所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述负地电压电流检测模块还包括整流模块，所述整流模块为双整流二极管，所述电压测量元件为并联的多个电压继电器，所述电流测量元件为与晶闸管模块串联的电流继电器；负极回流轨与大地间的电位差经过整流模块后加到电压继电器上。

5.根据权利要求4所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述晶闸管模块包括一组正反并联的晶闸管及相应的晶闸管过电压触发模块，晶闸管模块与电流继电器串接在负极回流轨和大地之间，且与第一接触器并联，当电流继电器检测到负地电压大于指定值时，晶闸管过电压触发模块使得晶闸管模块快速短接。

6.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述晶闸管截止控制模块，包括并联的晶闸管截止电路和电容储能电路；

所述晶闸管截止电路和电容储能电路共用电源、第一电容、稳压管、接地电阻、第一二极管和第一电阻；

所述晶闸管截止电路包括电容放电触发回路和电容放电电路；其中，电容放电触发回路由第一光电耦合器、第三电阻、第一电容、第三晶闸管串接构成；电容放电电路由第一电容与第三晶闸管、晶闸管模块中第一晶闸管、第二二极管串接构成；

所述电容储能电路包括电容充电触发回路和电容充电电路；其中，电容充电触发回路由第二光电耦合器、第三电阻、第一电容、第二电阻、第四晶闸管构成；电容充电电路由第一二极管、第一电阻、第一电容、第二电阻、第四晶闸管串联在电源的正负极间构成；

晶闸管模块正向导通后，利用电容放电电路给晶闸管加反向电压，从而实现迅速关断晶闸管模块。

7.根据权利要求6所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述第一光电耦合器、第二光电耦合器内分别包括发光二极管和光敏三极管；所述稳压管与第一电阻、第一二极管串接在电源的正负极间，用于稳定光敏二极管的电压。

8.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，还包括：

框架泄漏电流排出模块，所述框架泄漏电流排出模块连接在负极回流轨与大地之间，与负地限压模块并联，用于当框架泄漏电流大于指定值时，对框架泄漏电流进行排流。

9.根据权利要求8所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，所述框架泄漏电流排出模块包括：

串接在负极回流轨与大地之间的保护熔断器、第二接触器、硅二极管、第一可调电阻、固定限流电阻、切除开关；

保护电路，所述保护电路包括由第二电容、第四电阻串联后与第二可调电阻并联组成的RC振荡电路，所述第二可调电阻一端与固定限流电阻及切除开关连接，另一端与保护熔断器及第二接触器连接；

框架监控系统，用于对流过框架的框架泄漏电流进行检测；以及

小型控制器，当框架泄漏电流大于指定值时，所述小型控制器控制第二接触器闭合，确定排流量，并根据排流量调节第一可调电阻，使框架泄漏电流快速流向负极回流轨。

10.根据权利要求9所述的轨道交通供电系统负地限位保护装置，其特征在于，当负地电压电流检测模块检测到框架泄漏电流低于指定值时，向智能控制模块发出停止排流命令，框架泄漏电流排出模块停止排流。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于轨道供电技术领域，具体涉及一种轨道交通供电系统负地限位保护装置。

背景技术

接触器是钢轨电位限制装置实现人员和设备保护功能的重要元器件，安装在负极回流轨(下文称钢轨)与大地之间，其功能是当钢轨对地的电压超过或等于设定值时，将钢轨与大地快速短接，确保轨道的“零”电位。

传统的钢轨电位限制装置包括晶闸管、直流接触器、电压测量元件、PLC逻辑控制模块，电压测量元件和电流测量元件用于检测钢轨与大地之间的电压，并上传至控制器显示。直流接触器与晶闸管相互配合实现限位功能。当检测电压大于指定阈值时，利用直流接触器和晶闸管模块，将钢轨与大地短接，以降低钢轨电位，从而保护人身安全。直流接触器比晶闸管价格低廉且更容易实现逻辑控制，因此，当钢轨对地电压较低时(如钢轨对地电压达到一段指定阈值、二段指定阈值时)发生的保护动作，是由直流接触器和PLC控制器配合，降低钢轨对地电压，避免了不必要的短路，保证地铁正常运行；而当钢轨对地电压大于600V左右时，直流接触器由于机械结构的限制无法实现快速短接，需要与直流接触器并联的晶闸管利用自身特性快速短接，以抵消直流接触器的机械延时，同时直流接触器被激活，实现负地短接泄压功能，此时晶闸管立刻被旁路，晶闸管上压差逐渐消失，直到接近于“零”时，晶闸管关断。

采用传统的控制方式进行钢轨电位限制时，直流接触器闭合导通并闭锁，晶闸管被旁路，直到负地电位归“零”，晶闸管才截止，此时才可复位直流接触器；否则晶闸管连续导通，将会增加杂散电流。这种方式存在以下问题：

1，为了保证泄压归零，也为了避免反复出现电压过高使得晶闸管导通对晶闸管造成的冲击，只能设计成直流接触器闭合后锁定(即闭锁)的状态，此时，需手动按复位按钮将接触器复位，从而丧失了远程控制功能。

2，若晶闸管在旁路过程中不能立刻关断，会增加导通时间，严重损害晶闸管寿命，且随着晶闸管的持续使用，会出现直流接触器接通使负地电压归零后，晶闸管继续导通的现象，增加杂散电流。

另一方面，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，随着列车负荷电流的增加，牵引电流将有一部分泄漏于大地，另外牵引变电所内的直流设备正极对设备外壳及接触网对架空地线的短路，也将造成杂散电流泄漏于大地；杂散电流会对土建结构钢筋、钢轨及其他地下金属管线产生腐蚀，直接威胁直流供电系统合设备安全。

为了供电设备免遭破坏及框架泄漏电流造成的杂散电流腐蚀，直流开关设备设置有直流框架保护装置。直流保框架护装置主要由电流测量元件、电压测量元件组成。电流测量元件的一端接设备外壳，另一端接地，用于检测外壳与地之间流过的故障电流。电压测量元件的一端接设备负极，另一端接设备外壳，用于测量设备外壳与直流设备负极之间的电压。当任意一个直流设备正极对外壳短路时，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回到钢轨。当接地电流达到指定阈值时，框架保护装置的电流元件执行保护动作；同时电压测量元件检测设备负极与设备外壳间的电压值，当该电压大于指定阈值时，电压元件在指定的时间内动作，使相应的交直流侧断路器跳闸，以切除故障。

框架保护装置保障了正极对框架短路时对设备的损坏，但由于无法保障框架泄漏电流流入地下，造成了地下金属物因框架泄漏电流而遭电化学腐蚀。轨道交通投入运行初期，钢轨对地绝缘性能较好，当牵引变电所的直流设备发生框架泄漏故障时，流过电流测量元件中的电流很小，框架保护装置的电流元件不动作，源源不断的框架泄漏电流流入地下，造成不可估量的电化学腐蚀。当某一个牵引变电所发生框架泄漏故障时，整流线路的钢轨对地电位会升高，引起其他未发生框架泄漏故障的牵引变电所的框架产生错误的保护动作，扩大了事故停电范围。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种轨道交通供电系统负地限位保护装置，能够降低因晶闸管连续导通而增加的杂散电流；使较小的框架泄漏电流能够排流到负极，避免杂散电流流入地下。

具体地说，本实用新型提供了一种轨道交通供电系统负地限位保护装置，包括：

负地电压电流检测模块，用于检测负极回流轨与大地之间的电流和\/或电压并上传至智能控制模块；

晶闸管截止控制模块，用于在晶闸管模块正向导通后，立即关断晶闸管模块。

进一步而言，所述第一接触器包括至少一组辅助触点，用于判断第一接触器的关断与闭合，并把相应的第一接触器关合信号传送到智能控制模块。

进一步而言，所述负地电压电流检测模块包括电压测量元件、电流测量元件，电压测量元件并联接在负极回流轨和大地两端，实时检测负极回流轨、大地两端的电压，实现电压检测值的分级；电流测量元件与所述晶闸管模块串联，经过测量流经晶闸管模块的电流，来判断负地电压是否高于指定值。

进一步而言，所述负地电压电流检测模块还包括整流模块，所述整流模块为双整流二极管，所述电压测量元件为并联的多个电压继电器，所述电流测量元件为与晶闸管模块串联的电流继电器；负极回流轨与大地间的电位差经过整流模块后加到电压继电器上。

进一步而言，所述晶闸管模块包括一组正反并联的晶闸管及相应的晶闸管过电压触发模块，晶闸管模块与电流继电器串接在负极回流轨和大地之间，且与第一接触器并联，当电流继电器检测到负地电压大于指定值时，晶闸管过电压触发模块使得晶闸管模块快速短接。

进一步而言，所述晶闸管截止控制模块，包括并联的晶闸管截止电路和电容储能电路；

所述晶闸管截止电路和电容储能电路共用电源、第一电容、稳压管、接地电阻、第一二极管和第一电阻；

晶闸管模块正向导通后，利用电容放电电路给晶闸管加反向电压，从而实现迅速关断晶闸管模块。

进一步而言，所述第一光电耦合器、第二光电耦合器内分别包括发光二极管和光敏三极管；所述稳压管与第一电阻、第一二极管串接在电源的正负极间，用于稳定光敏二极管的电压。

进一步而言，所述轨道交通供电系统负地限位保护装置还包括：

进一步而言，所述框架泄漏电流排出模块包括：

串接在负极回流轨与大地之间的保护熔断器、第二接触器、硅二极管、第一可调电阻、固定限流电阻、切除开关；

框架监控系统，用于对流过框架的框架泄漏电流进行检测；以及

进一步而言，当负地电压电流检测模块检测到框架泄漏电流低于指定值时，向智能控制模块发出停止排流命令，框架泄漏电流排出模块停止排流。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型在负地电压限制过程中，当负地高电压出现时，晶闸管优先于第一接触器迅速导通泄压，而当第一接触器闭合后，晶闸管关断电路介入，反向施压使晶闸管迅速关断，降低因晶闸管连续导通而增加的杂散电流，也避免了不能立刻关断，长时间导通严重损害晶闸管寿命；

本实用新型实现晶闸管立刻截止，可在负地电压处于安全电压时，即可复位第一接触器，增加了限位装置的运行效率；晶闸管截止时，可轻易实现第一接触器复归的远程操作或自动复位；

本实用新型通过将较小的框架泄漏电流(或接触网对架空地线短路造成的泄漏电流)排流到负极，避免杂散电流流入地下，对地下金属造成的电化学腐蚀。持续排流也可避免其他未发生框架泄漏故障的牵引变电所框架保护产生误动作，甚至可以取消框架保护装置中的电压元件；

本实用新型通过限压和排流的保护装置，避免大电流对装置的损坏；

本实用新型实现直流接触器智能化限流监控，确保直流接触器在几乎无负载电流的情况下分断，极大延长产品电寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统组成示意图。

图2是本实用新型实施例的电路原理图。

图中的标号：1-负地限压模块，2-负地电压电流检测模块，3-智能控制模块，4-晶闸管截止控制模块，5-框架泄漏电流排出模块。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步详细描述。

实施例：

本实用新型的一个实施例，为一种轨道交通供电系统负地限位保护装置。如图1所示，轨道交通供电系统负地限位保护装置包括5大模块：负地限压模块1、负地电压电流检测模块2、智能控制模块3、晶闸管截止控制模块4、框架泄漏电流排出模块5。

负地限压模块1由直流接触器与晶闸管模块并联组成，一端连接钢轨(即负极回流轨，下文称负极)，另一端连接接地母排，当负极与大地之间的电位差超出设定的电压时，晶闸管和直流接触器导通，将负极与大地快速短接，从而保证乘客和运营人员的安全。正常状态下，直流接触器的线圈受电，直流接触器断开，同时晶闸管处于截止状态，控制器根据电压检测元件采集的电压值来控制直流接触器关断，实现对电压的分级；例如分为低电压(下文称U<)、一段电压(下文称U>)和二段电压(下文称U>>)。而当负地电压大于600V(检测值与600V间可以上下相差50V)时，晶闸管快速短接，直流接触器经过机械延时后再闭合，确保轨道的“零”电位。本实施例的轨道交通供电系统负地限位保护装置确保直流接触器闭合且实现泄压功能后，控制器将向晶闸管截止控制模块4发送截止信号，利用晶闸管截止控制模块4迅速关断晶闸管。晶闸管模块配置晶闸管过电压触发模块。当负地电压小于危险电压且延时一定时间，交直流侧断路器跳闸。

负地电压电流检测模块2由电压测量元件、电流测量元件和整流模块组成，检测负极与大地之间的电流电压并上传至控制器显示。电压测量元件并联接在负极和大地两端，实时检测负极、大地两端电压，主要实现低电压(U<)、一段电压(U>)和二段电压(U>>)的检测；电流测量元件串联在晶闸管模块线路，通过检测流经晶闸管模块的电流，实现对三段电压(U>>>)的检测。

智能控制模块3采用新一代微机测控保护技术，具有集合控制、保护逻辑、故障数据记录、事件记录以及通讯功能，较传统控制模块最大优势是不仅高速采集模拟量模块，实时采集和检测数据，还可以在保护故障动作时，及时记录故障数据并保存，即具有事件追述功能。其作用是：

1)通过负地电压电流检测模块2采集的电压值控制直流接触器关合，从而起到负地限压的作用；

2)晶闸管已经闭合时，当直流接触器闭合后控制晶闸管截止控制模块4实现晶闸管立即关断，减少杂散电流，避免晶闸管反复冲击减少寿命；又可以通过电容电压监测装置实现电容自由充放电；

3)与框架监控系统通讯，实时显示框架泄漏电流状态；亦可记录框架泄漏电流引起的故障，方便故障排除，利于检修；

4)通过RS485接口实现对SCADA系统的连接，通过CAN总线技术实现各功能板块交互式的数据传输，可根据客户要求实现远程控制；

5)可实现与本站负极柜及邻近OVPD间连锁，亦可与列车门联锁，保证安全。

晶闸管截止控制模块4是由光电耦合器、电容、小型晶闸管、稳压管、二极管、电阻、电容电压监测装置等组成的控制电路。晶闸管正向导通后，利用电路中电容放电给晶闸管加反向电压，从而达到迅速关断晶闸管模块的目的。晶闸管截止控制模块4的工作方式如下：

1)控制器接到直流接触器闭合且正常泄压的信号后，发送晶闸管截止信号；

2)此时光电耦合器发光二极管内流过电流，则光电耦合器光敏三极管导通，此时小型晶闸管门极触发，从而使电容放电电路形成通路，起到了给晶闸管加反向电压的目的；

3)电容电压监测装置检测到电容电压低且晶闸管此时截止，则控制器发送储能信号，此时光电耦合器发光二极管内流过电流，则光敏三极管导通，从而小型晶闸管门极触发，构成了电容充电回路，当电容储能完毕后通过电容电压监测装置把充电完成信号传送到控制器并显示，充电时可观察电容两端的电压值，当电压值达到电池电压时，就表明充电完成了。

电路中主干路二极管和串联的电阻用于给光敏三极管提供稳定适当的直流电源，与电容串联的电阻起在电容充电过程中限压保护的作用，稳压二极管用于使光敏三极管有稳定的电压。此电路可通过控制小型晶闸管的移相角来控制开关电流。

框架泄漏电流排出模块5包括小型控制器(与框架监控系统交互信息)、保护熔断器、小型接触器、硅二极管、第一可调电阻、固定限流电阻、切除开关和保护部分组成，主要利用硅二极管的正向导通反向截止特性来实现杂散电流的极性排流。框架泄漏电流排出模块5由RC振荡电路保护，该RC震荡电路由电容、电阻和第二可调电阻组成。框架泄漏电流排出模块5的工作方式如下：

1)小型控制器与框架监控系统之间通过通讯电缆联系，实现与框架监控系统的信息交互；

2)框架监控系统对流过框架的电流进行检测，并把电流信息传递给小型控制器，小型控制器判断泄漏电流超过设定的阈值时，控制直流接触器闭合，此时排流线路导通，使框架泄漏电流快速经排流装置流向负极，避免杂散电流的电化学腐蚀。排流过程中，小型控制器实时根据排流量的大小调整IGBT导通角状态，从而调节第一可调电阻阻值，从而控制杂散电流排出量。容易想到，采用其他方式也可以调节第一可调电阻阻值，从而控制杂散电流排出量。

3)当检测到框架电流处于安全状态时，框架监控系统向控制器发出停止排流命令。

通过框架泄漏电流排出模块5，可以防止小的框架泄漏电流造成的不可估量的电化学腐蚀；也可作为一种后备的保护方式，成为框架泄漏保护的进一步的保护措施；同时由于泄漏电流及时排除，不会出现框架保护电压元件的误动和拒动造成事故范围扩大的现象；同时RC振荡保护电路的使用保护了晶闸管，解放了电抗器、过流继电器和快速熔断器等一些保护器件，节约了制造成本。

轨道交通供电系统负地限位保护装置的电路原理图如图2所示。

负地限压模块1连接在设备负极回流轨与大地之间。负地限压模块1中包括串接在负极与大地之间的直流接触器K2，K2包括K2-1在内的多组辅助触点，K2-1用于判断K2的断开与闭合，并把相关信号传送到智能控制模块3；负地限压模块1还包括晶闸管模块V1，晶闸管模块V1包括正反并联的晶闸管V2、V3及各自的晶闸管过电压触发模块，晶闸管模块V1与电流继电器串接在负极和大地之间，且与K2并联。

设备负极与大地间的电位差经过双整流二极管模块V12后加到并联的电压继电器K3、K4、K5上。V12、K3、K4、K5，加上与V1串联的电流测量元件K6，构成负地电压电流检测模块2，此模块采集的电压和电流将上传至智能控制模块3。

晶闸管截止控制模块4由晶闸管截止电路和电容储能电路并联组成。晶闸管截止电路和电容储能电路共用电源3、电容C1、稳压管V7、接地电阻R4、二极管V5和电阻R1。

晶闸管截止电路中，光电耦合器V10(内含发光二级管和光敏三级管)、电阻R3、电容C1、晶闸管V8串接构成电容放电触发回路；C1与V8、V2、二极管V6串接构成电容放电电路。

电容储能电路中，光电耦合器V11(内含发光二级管和光敏三级管)、R3、C1、电阻R2、晶闸管V9构成电容充电触发回路；二极管V5、R1、C1、R2、V9串联在电源3正负极间，构成电容充电电路。

稳压管V7与R1、V5串接在电源3正负极间，有稳定光敏二极管电压的作用。

框架泄漏电流排出模块5连接在负极回流轨与大地之间，与负地限压模块1并联。框架泄漏电流排出模块5中的保护熔断器F1、小型接触器K7、硅二极管V4、可调电阻R5、固定限流电阻R6、切除开关K8串接在负极回流轨与大地之间，构成泄漏电流排出回路。保护回路主要包括由电容C2、电阻R7和可调电阻R8构成的RC振荡回路，与泄漏电流排出回路并联，起到保护泄漏电流排出回路的作用。小型控制器(与框架监控系统进行信息交互)与小型接触器K7和IGBT器件相接，用于控制杂散电流排出。IGBT器件与可调电阻R5并联，根据IGBT不同导通角状态调节电阻R5的阻值。框架监控系统将框架泄漏电流量信息传递给框架泄漏电流排出模块5中的小型控制器。具体来说，当电流量大于指定阈值时，小型控制器控制小型接触器K7闭合，泄漏电流排出回路导通，对框架泄漏电流进行排流。小型控制器根据框架泄漏电流量大小控制IGBT导通角状态，从而调节可调电阻R5阻值，从而控制泄漏电流排出量。

智能控制模块3由电源2供电，与轨道交通供电系统负地限位保护装置中其他模块进行信息交互，这些信息包括但不限于电压电流检测信号、接触器开断信号、电容电压信号、晶闸管截止信号、电容储能信号、列车门关合信号、本站负极柜及邻近OVPD间联锁信号、SCADA通讯信号。

如图2所示，轨道交通供电系统负地限位保护装置中实现负地限位、晶闸管截止、框架泄漏电流排出这三个功能的具体方式如下：

1、负地限位功能

接触器内部包括线圈和开关两部分。初始状态，控制器控制接触器的线圈Q2得电，接触器的开关K2的常闭触点分闸，即接触器断开，此时晶闸管也处于截止状态。当负地电压电流检测模块2的电压继电器K3、K4、K5检测到负地电压达到一段电压(图中以U>表示)、二段电压(图中以U>>表示)、低压(图中以U<表示)相应的保护动作阈值(例如一段电压的阈值为90V，二段电压的阈值为150V，低压为小于90V)时，控制器控制接触器的线圈Q2失电，接触器的开关K2迅速闭合，形成负地通路。当负地电压达到安全电压后，接触器的开关K2复位(可采用人工方式复位，也可远程控制进行复位)；当负地电压达到一段电压保护动作阈值时，经过一段延时后，将接触器的开关K2进行复位，再经过一段延时后，接触器的开关K2断开。若K2反复断开闭合3次，则K2闭锁；当负地电压达到二段电压保护动作阈值时，K2立刻断开。

而当K6检测到负地电压大于600V(检测值与600V间可以上下相差50V)时，晶闸管过电压触发模块起作用，晶闸管模块V1快速短接，接触器的开关K2经过机械延时后闭合，确保轨道的“零”电位。当负地电压小于危险电压且已延时一定时间时，交直流侧断路器跳闸。

2、晶闸管截止功能

1)控制器接到交直流侧断路器闭合信号(辅助触点K2-1闭合)且正常泄压的信号后，向晶闸管截止控制模块4发送晶闸管截止信号。

2)此时光电耦合器V10的发光二极管内流过电流，则光电耦合器的光敏三极管导通，此时小型晶闸管V8门极触发，从而使电容放电电路形成通路，起到了给晶闸管V2加反向电压的目的。

3)晶闸管截止控制模块4中的电容电压监测装置检测到电容C1电压低且晶闸管V2此时截止，则控制器发送储能信号，此时光电耦合器V11发光二极管内流过电流，则光敏三极管导通，从而小型晶闸管V9门极触发，构成了电容充电回路，当电容储能完毕后，电容电压监测装置把充满信号传送到控制器并显示，充电时可观察电容两端的电压值，当电压值达到电容电压时，就表明充电完成了。

电路中主干路二极管V5和串联的电阻R1用于供电的稳定性和单向性，与电容串联的电阻R2起在电容充电过程中限压保护的作用，稳压二极管V7用于使光敏三极管有稳定的电压。此电路可通过控制小型晶闸管V8、V9的移相角来控制开关电流。

3、框架泄漏电流排出功能

1)控制器与框架监控系统之间通过电缆进行通讯，实现信息交互。

2)框架监控系统对流过框架的电流进行检测，当需要排流时，框架监控系统确定排流量，并把排流量的数值传给框架泄漏电流排出模块5中的小型控制器，小型控制器控制小型接触器K7闭合，并根据排流量调节可调电阻R5，使框架泄漏电流快速经排流回路流向负极，避免泄漏电流的电化学腐蚀；

3)当框架监控系统检测到框架电流处于安全状态时，向控制器发出停止排流命令。

框架泄漏电流排出模块5中的硅二极管V4保证地负的单向导通性，熔断器F1有保护排流线路的作用，开关K8可迅速移除排流装置。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

设计图

轨道交通供电系统负地限位保护装置论文和设计

轨道交通供电系统负地限位保护装置论文和设计-葛飞

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主设计要求

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设计说明书

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