CN109142942A - 一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统 - Google Patents

一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统 Download PDF

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高云霞
李力鹏
王立天
王正
王军平
杨会胜
张昊然
杨树松
朱纪法
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Abstract

本发明公开一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，主要由设于负地单向导通装置内的泄漏监测元件、监测通信模块、监测系统主机等组成；所述直流供电系统主要由牵引变电所、牵引网正负极、负地单向导通装置等组成；所述牵引网的正负极均采用绝缘安装；所述泄漏电流监测元件及监测通信模块安装于负地单向导通装置内；所述监测系统主机安装于变电所内。本发明可监测牵引网正极、牵引网负极及列车内部对地泄漏电流并发出报警，并通过主机的分析，为确定泄漏的发生及泄漏点的查找提供依据。

Description

一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统。
背景技术
随着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工程。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，如图2所示。受施工条件、现场环境、工期等多种因素影响，钢轨施工完毕后绝缘电阻远远达不到设计要求的15Ω.km水平，绝缘电阻太低，导致回流电流有一部分流出钢轨进入大地，然后通过大地回到牵引变电所，这部分电流就形成了轨道交通杂散电流。杂散电流的长期存在，除了会腐蚀钢轨和轨道交通内部金属管线外，还会腐蚀沿线的水管、油管以及结构钢筋，有较大的安全隐患。
采用正负极均绝缘的直流供电系统，负极采用与正极相同的对地绝缘水平，能从根本上解决正常运行时杂散电流的泄漏和腐蚀问题，具体如图3所示。但当牵引网正负极或车辆内部正、负极发生对地绝缘不良或其它原因引起的对地泄漏电流时，同样会产生杂散电流，长期泄漏也会产生相关腐蚀，如不及时清除、修复泄漏点，还会为轨道交通系统的安全可靠运行造成隐患。
目前正负极均绝缘的直流供电系统(如中低速磁浮牵引供电系统、四轨牵引供电系统)的现有技术中没有牵引网对地绝缘不良或泄漏的监测，现有技术中只采用了用于跳闸的电压保护，即在牵引变电所负极与地之间接入二极管及高阻抗的电压继电器或电压保护元件，该元件只是简单、普通、无选择性的电压保护，不具有测量、数据存储、分析、统计功能，无法为故障或泄漏发生的类型、区段判断提供辅助分析依据。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，可监测牵引网正极、牵引网负极及列车内部对地泄漏电流并发出报警，并通过主机的分析，为确定泄漏的发生及泄漏点的查找提供依据。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，包括泄漏电流监测元件、监测系统通信模块、监测系统主机。
所述供电系统主要由牵引变电所、牵引网正负极、负地单向导通装置等组成；所述牵引网的正负极均采用绝缘安装；所述泄漏电流监测元件及监测通信模块安装于负地单向导通装置内；所述监测系统主机安装于变电所内。。
作为优选，所述泄漏监测元件通过采集泄漏电流数据并通过监测系统通信模块将采集信息上传至监测系统主机。
作为优选，所述牵引网正极和所述牵引网负极均采用绝缘安装方式安装。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1、本发明用于城市轨道交通正负极均绝缘安装的直流牵引供电系统(如专用轨回流供电系统、中低速磁浮牵引供电系统、四轨牵引供电系统)。本发明采用低阻抗电流监测方法监视牵引网或车辆内部-地的泄漏情况。在牵引变电所负极与地之间设置负地单向导通装置，用于接地短路或泄漏电流的回流通路，电流监测元件串联在该回路中。不同于现有技术中四轨供电等类似系统中的电压监测方法，电流监测只报警，不跳闸，且测量的电流具有较强的区段性与变化性。通过对其特性进行分析，可对泄漏点进行判断。
2、本发明采用的泄漏电流监测系统可以为泄漏的类型(正极泄漏、牵引网负极回流泄漏、车辆内负极泄漏)和故障区段判断提供全面的量化分析依据。而现有技术的电压监测元件不能提供全面的辅助分析。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为背景技术的示意图；
图3为背景技术的示意图。
图中1-接地母排，2-牵引网正极，3-变电所馈线断路器，4-整流机组，5-牵引网负极，6-泄漏电流监测元件，7-负地单向导通装置，8-监测系统通信模块，9-监测系统主机，10-列车，11-电动机，12-车载高速断路器，13-车辆受流器，14-车载逆变器，15-绝缘支架。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例公开了一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，如图所示，其包括接地母排1、牵引网正极2、变电所馈线断路器3、整流机组4、牵引网负极5、泄漏电流监测元件6、负地单向导通装置7、监测系统通信模块8、监测系统主机9、列车10和绝缘支架15；
列车10内部设有电动机11、车载高速断路器12、车辆受流器13和车载逆变器14；牵引网正极2及牵引网负极5通过绝缘支架15安装；直流电流通过牵引网负极5流回牵引变电所整流机组4；变电所整流机组4通过变电所馈线断路器3向牵引网正极2提供电源；牵引网正极2向列车10提供电源；车辆受流器13接受牵引网正极2和牵引网负极5的正负极电源，通过车载高速断路器12向电动机11供电，电动机11驱动列车10行驶；变电所内设置接地母排1；接地母排1与牵引网负极5之间设置负地单向导通装置7；泄漏电流监测元件6及监测系统通信模块8安装于负地单向导通装置7内；监测系统通信模块8通过通信线上传信息至监测系统主机9；监测系统主机9设在变电所内。
本实施例中，直流牵引供电系统的牵引网正极2及牵引网负极5均采用绝缘安装。
本实施例中，泄漏电流监测元件6采集泄漏电流数据并通过监测系统通信模块8将采集信息上传至监测系统主机9。
本实施例中，泄漏电流监测元件6监测牵引网正极2、牵引网负极5-地泄漏电流，当泄漏电流达到报警预定值时向监测系统主机9发出报警信号。
本实施例中，发生牵引网正极2对地故障或绝缘不良时(绝缘支架15故障)，或发生牵引网负极5对地故障或绝缘不良时(绝缘支架15故障)，或发生车辆正负极对地短路或绝缘不良时，牵引变电所内设置的泄漏电流监测元件均能检测到电流，并发出报警。
本实施例中，通过对牵引变电所负极母线与接地母排之间的负地单向导通装置回路中的电流进行采集、监测，确定直流供电系统或车辆内部的对地泄漏电流，及时发出报警信号。系统正常运行时，流过负地单向导通装置的对地泄漏电流极小，当牵引网或车辆内部发生正\负极对地绝缘不良或其它原因引起的泄漏时，泄漏电流通过单向导通装置流回牵引变电所负极。当泄漏电流达到报警预定值时向监测系统发出报警信号。
泄漏电流监测系统具有电流采集、存储、统计、召唤上传、图形及报表生成功能，在系统监测主机上可显示查看各牵引变电所泄漏电流监测元件每天\每周\每月的电流-时间变化曲线及全线各牵引变电所泄漏电流监测元件在每天\每周\每月内同一时间的电流分布曲线或柱状图，为分析、查找泄漏或故障点提供依据。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。

Claims (5)

1.一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，其特征在于，在直流供电系统负地单向导通装置内设置阻抗极低的泄漏电流监测元件及通信模块、在变电所内设置泄漏电流监测系统主机；
直流牵引供电系统牵引网正极及负极均采用绝缘安装；变电所整流机组通过变电所馈线断路器向牵引网正极提供电源；列车通过牵引网正极向列车提供电能并驱动列车前进；牵引网负极完成电流流回变电所整流机组；变电所内设置接地母排；牵引网负极和所述接地母排之间设有负地单向导通装置；泄漏电流监测元件及通信模块安装在负地单向导通装置内；泄漏电流监测系统主机安装于变电所内。
2.根据权利要求1所述的一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏电流监测元件采集泄漏电流数据并通过监测系统通信模块将采集信息上传至监测系统主机。
3.根据权利要求1所述的一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，其特征在于，牵引直流供电系统牵引网正负极均采用绝缘安装方式安装。
4.根据权利要求1所述的一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，其特征在于，能够监测牵引网正负极-地泄漏电流，当泄漏电流达到报警预定值时向监测系统发出报警信号。
5.根据权利要求1所述的一种正负极均绝缘的供电系统牵引网对地泄漏监测系统，其特征在于，具有电流采集、存储、统计、召唤上传、图形及报表生成功能，在系统监测主机上可显示查看各牵引变电所泄漏电流监测元件每天\每周\每月的电流-时间变化曲线及全线各牵引变电所泄漏电流监测元件在每天\每周\每月内同一时间的电流分布曲线或柱状图，为分析、查找泄漏或故障点提供依据。
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