CN110783883B - 一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，包括以下步骤：通过差异电流传感装置实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值；所述差异电流传感装置包括霍尔传感器；在发生漏电情况时，根据所述差异电流数值得到每个供电区域的差异电流极性分布情况；在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性相同时，此区域为漏电区域。本发明的方法能够准确迅捷的检测差异电流，从而精确定位漏电区域，方便查找修复。

Description

一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法
技术领域
本发明涉及轨道交通运输技术领域，特别是涉及一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法。
背景技术
目前，高铁交通没有设置直流接地保护，而由于轻轨与磁悬浮轨道交通直流牵引供电系统与传统地铁供电方式相比，其负极不通过走行轨回流，而是另设负极轨回流。轻轨通过胶轮运行，磁悬浮列车是悬浮运行，这就使得轻轨及磁悬浮列车与地之间是相对绝缘，随着时间增加，漏电情况难以避免。而目前针对这种情况，在城市轨道交通线路发生接地漏电故障时，会全线跳闸，无法迅速的确定故障区段，给及时处理故障区域、排查工作以及恢复正常运营带来很大困扰。
发明内容
基于此，本发明提供一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，在不同区域发生漏电故障时，能够准确迅捷的定位漏电区域，方便查找修复。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，包括以下步骤：
通过差异电流传感装置实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值；所述差异电流传感装置包括霍尔传感器；
在发生漏电情况时，根据所述差异电流数值得到每个供电区域的差异电流极性分布情况；
在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性相同时，此区域为漏电区域。
作为上述方法的进一步改进为：
所述差异电流传感装置通过检测正极母线和对应负极母线的磁场来检测差异电流数值大小。
上述方法中，优选地，所述在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性相同时，此区域为漏电区域的步骤，包括：
在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性为正时，此区域为无列车运行的漏电区域；
区域内的所有差异电流极性为负时，此区域为列车运行时的漏电区域。
上述方法中，优选地，所述差异电流传感装置检测电流范围为-100A～100A。
上述方法中，优选地，所述在发生漏电情况时，根据所述差异电流数值得到每个供电区域的差异电流极性分布情况的步骤之前还包括：
实时确定差异电流数值的分布情况；
在正常运行情况下，所述差异电流数值为0。
由以上方案可以看出，本发明的用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，通过差异电流传感装置实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值，相比于现在常用的分开测量正极母线和负极电流，再计算差异电流大小的方式，本发明的方法直接测量两者的电流差值即差异电流数值，更加的快速、准确，在漏电这种分秒必争的情况下，更短的时间检测出差异电流大小，可以保证更快更精确查找到漏电的供电区域，进一步可以使得恢复工作更加迅速，保障城市轨道运输安全。同时，相比分开检测电流的现有方式来说，本发明测量的误差也会更小。
本发明的方法可以根据差异电流数值来判断区域情况。在未发生漏电时，差异电流数值为0，发生漏电时，若列车没在运行中，则故障区域差异电流数值为正，若列车在运行中，则故障区域差异电流数值为负。根据差异电流的数值大小，确定各自的极性，只有故障点两侧的供电所(故障区段)其差异电流极性同向，非故障区段的供电所差异电流(穿越电流)极性不同向，可以很快确定出故障点的区段，更快的针对故障区段进行修复工作。
附图说明
图1为电压型接地漏电装置原理图；
图2为本发明的差异电流示意图；
图3为本发明实施例中差异电流传感装置结构示意图；
图4为本发明实施例中无列车牵引时供电系统电流流向示意图；
图5为本发明实施例中列车牵引时供电系统电流流向示意图。
其中，1、差异电流传感装置；2、霍尔传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。
参见图1至图5所示，本发明的实施例首先要说明下用来实现方法的系统。
在目前市场上的接地漏电保护装置都是电压检测型保护，当发生接地漏电故障时，在该条线路上的所有保护装置都会检测到漏电电压的存在(并联电路电压相等)，所以会导致全线跳闸，无法确定漏电的故障区段。
本实施例的系统的保护装置引入了差异电流的判断，这样可以避免前面所述的全线跳闸，但是在线路上有车辆制动时，差异电流的值无法确定，所以本实施例的装置又引入了差异电流极性判断以及相邻供电所中差异电流极性的判断，有效解决了车辆制动情况下的误判，能准确的区分故障点的具体区段。具体原理如下所述：
A、电压型接地漏电保护装置原理说明
参见图1。图1为电压型接地漏电装置原理图，小矩形代表每个供电所的接地漏电保护装置，简称64D。当轨道正极对大地发生短路时，在大地和负极之间会产生一个电压，当这个电压达到一定的值的时候，64D设备会发出报警信号，同时发出211～214断路器的跳闸信号。
因为所有的64D设备都是并联在负极上的，它们检测到的漏电压相等(并联电路电压相等)，所以所有区段上的供电所断路器都会断开，导致全线跳闸。
B、差异电流传感器(即差异电流传感装置1)原理说明：
参见图2和图3。差异电流传感器同时检测正极母线和负极母线的电流，正极母线电流产生的磁场方向为图2中实线所示，负极母线电流产生的磁场方向为图2中虚线所示。
当正极母线电流＝负极母线电流时，两者的磁场相互抵消，不会在霍尔元件上产生霍尔电势，此时传感器输出＝0；
当正极母线电流＞负极母线电流时，两者的磁场抵消后，正极母线多余的磁场会在霍尔元件上产生霍尔电势，此时传感器输出＞0；
当正极母线电流＜负极母线电流时，两者的磁场抵消后，负极母线多余的磁场会在霍尔元件上产生霍尔电势，此时传感器输出＜0；
在电流通过正极和负极母线时，会产生对应的磁场，此时霍尔传感器2可以通过磁场获得差异电流数值。
因为同时检测的正负极母线上的电流，相比传统的分开检测，电流差异的误差几乎可以忽略，大大提高了检测精度，其次，由原来两个传感器检测之后再相减改进为一个器件直接检测其差异，器件本身产生的误差也缩小了很多倍。
原器件检测的基数为±4000A，精度为1％，器件检测误差最小为±40A，两个器件累积误差就达到80A。
现在改为差异电流传感器检测，其检测的基数为±100A，精度为1％，因为检测基数的缩小，同样的精度得出的检测值误差成几何倍数的缩小，最小误差缩小到了1A。相比前一个方法，实际精度得到了很大的提高(80A÷1A)。
C、电流型接地漏电保护装置差异电流流向说明(无车辆或车辆为牵引状态)参见图4。图4为本发明实施例中无列车牵引时供电系统电流流向示意图。正极至大地电流的流向，大地至负极电流流向以及相邻供电所的穿越过来的正极电流流向如图4所示，椭圆代表的是差异电流传感装置。
在轨道上无车辆的情况下，当发生漏电故障时，正极电流都经过了差异电流传感装置，而负极电流则是通过大地(D点)回到64D设备的接地点(D1/D2/D3接地点)，再通过64D设备回流到负极，没有通过差异电流传感装置，正极电流远远大于负极电流，此时差异电流极性为正。
D、电流型接地漏电保护装置差异电流流向说明(车辆制动情况下)
参见图5。图5为本发明实施例中列车牵引时供电系统电流流向示意图。正极至大地电流的流向，大地至负极电流流向以及相邻供电所的穿越过来的正极电流流向如图5所示，椭圆代表的是差异电流传感装置。
在轨道上车辆制动的情况下，当发生漏电故障时，正极电流一部分通过泄漏点流到大地再流回64D设备，一部分经过能馈吸收装置再流到负极。在这个时候因为负极电流I_2212＝I_64D1+I_能吸1(或I_2214＝I_64D2+I_能吸2)是大于正极电流的，所以差异电流极性为负。
综合以上几种情况，我们通过对所有供电所的差异电流大小、极性进行判断，只有故障点两侧的供电所(故障区段)其差异电流极性同向，非故障区段的供电所差异电流(穿越电流)极性不同向，可以很快确定出故障点的区段，针对故障区段的断路器进行跳闸，而不会影响到其他区段车辆的正常运营。
由以上方案可以看出，本发明的用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，通过差异电流传感装置实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值，相比于现在常用的分开测量正极母线和负极电流，再计算差异电流大小的方式，本发明的方法直接测量两者的电流差值即差异电流数值，更加的快速、准确，在漏电这种分秒必争的情况下，更短的时间检测出差异电流大小，可以保证更快更精确查找到漏电的供电区域，进一步可以使得恢复工作更加迅速，保障城市轨道运输安全。同时，相比分开检测电流的现有方式来说，本发明测量的误差也会更小。
本发明的方法可以根据差异电流数值来判断区域情况。在未发生漏电时，差异电流数值为0，发生漏电时，若列车没在运行中，则故障区域差异电流数值为正，若列车在运行中，则故障区域差异电流数值为负。根据差异电流的数值大小，确定各自的极性，只有故障点两侧的供电所(故障区段)其差异电流极性同向，非故障区段的供电所差异电流(穿越电流)极性不同向，可以很快确定出故障点的区段，更快的针对故障区段进行修复工作。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过差异电流传感装置实时检测供电区域中每个供电正极母线和对应负极母线的差异电流数值；所述差异电流传感装置包括霍尔传感器；
在发生漏电情况时，根据所述差异电流数值得到每个供电区域的差异电流极性分布情况；
在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性相同时，此区域为漏电区域；
所述差异电流传感装置通过检测正极母线和对应负极母线的磁场来检测差异电流数值大小；
所述在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性相同时，此区域为漏电区域的步骤，包括：
在所有供电区域中，区域内的所有差异电流极性为正时，此区域为无列车运行的漏电区域；
区域内的所有差异电流极性为负时，此区域为列车运行时的漏电区域。
2.根据权利要求1所述的用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，其特征在于，所述差异电流传感装置检测电流范围为-100A～100A。
3.根据权利要求1所述的用于查找轨道交通供电系统漏电区域的检测方法，其特征在于，所述在发生漏电情况时，根据所述差异电流数值得到每个供电区域的差异电流极性分布情况的步骤之前还包括：
实时确定差异电流数值的分布情况；
在正常运行情况下，所述差异电流数值为0。
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