CN114744587A - 轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，步骤为：将牵引变电站进行编号；设定报警电流整定值和故障跳闸电压、电流大小整定值；判断是否有接地漏电保护装置检测到漏电压、漏电流达到故障跳闸整定值；依次判断是否有牵引变电站发生站内正极对地漏电故障、区间正极接触轨对地漏电故障；判断是否有接地漏电保护装置检测到漏电压、漏电流达到报警电流整定值，结合接触轨地线电流判断是否有站或者区间达到报警或跳闸条件。本发明能够判断上下行正极轨道接触轨是否有漏电，只选择性报警或跳闸故障站或故障区间相邻站，其余站不报警或跳闸，节约了排查时间，降低了检修人员劳动强度。

Description

轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置和控制方法。
背景技术
跨座式单轨列车、磁浮列车采用正极接触轨和负极接触轨供电，正极接触轨和负极接触轨对地绝缘安装，当正极接触轨发生绝缘损坏时对地漏电，漏电电流须从接触轨地线流经设在变电所的接地漏电保护装置（64D）流回负极，现有接地漏电保护装置大多是电压型保护装置，在每个牵引变电所的负极母线与地之间安装一套接地漏电保护装置，电压传感器SV1电压达到170v报警，当SV1电压达到200v即跳闸，相当于单向电流传感器SA1上电流于34A报警，当单向电流传感器SA1上电流达到40A即跳闸，由于每个站的负极母排都相连，每个站的接地电阻和线路电阻差别不大，因此每个站的地电位差别不大，所以当发生漏电故障时很多站都会跳闸，甚至引起运营全线跳闸，造成运营重大事故，事后故障排查范围广、维护工作量繁重，影响大。
现有接地漏电保护装置也有正负电流差异比较法需在每站馈线开关和负极隔离开关处安装四个几千安的大差异电流传感器，对于小漏电电流很难准确分辨，结构复杂、安全性低、容易误判。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、安全可靠的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置，并提供一种操作方便的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置，包括主控制器、多个牵引变电站，每个牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间安装一个接地漏电保护装置，接地漏电保护装置包括接地电阻、单向二极管、电压传感器、单向直流电流传感器、控制器、上位机，接地电阻的一端连接牵引变电站的负极母线，接地电阻的另一端经单向二极管、单向直流电流传感器后连接站内接地网，电压传感器跨接在牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间，正极接触轨的支撑绝缘子不带电金属部分连接到接触轨地线，每个牵引变电站的下行轨道的接触轨称为下行接触轨，每个牵引变电站的下行接触轨地线接入站内接地母排位置左右两端安装第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器，每个牵引变电站的上行轨道的接触轨称为上行接触轨，每个牵引变电站的上行接触轨地线接入站内接地母排位置左右两端安装第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器，电压传感器、单向直流电流传感器、第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器的信号输出端与控制器相连，控制器与对应的上位机相连，主控制器通过以太网与每个接地漏电保护装置中的控制器相连。
上述轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置，所述控制器包括DSP芯片、网络及通信模块、模拟量检测模块、开关量输入模块、控制输出模块，网络及通信模块包含以太网接口、RS-485通信接口，开关量输入模块包含开关状态检测，控制输出模块包含跳闸控制、声光报警器，模拟量检测模块包括漏电压检测、漏电流检测。
一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，包括以下步骤：
步骤一：将每个牵引变电站从首站到末站进行编号，依次为1,2,3…s，s为变电站总数；
步骤二：将第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器以上行接触轨地线和下行接触轨地线的流入站内接地母排的电流方向设为正，流出方向设为负，设置漏电流的报警电流整定值和故障跳闸整定值，报警电流整定值小于故障跳闸整定值；
步骤三：主控制器通过以太网读取各牵引变电站中单向直流电流传感器、第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器检测到的漏电流值，先比较各牵引变电站中这四个漏电流值，找到漏电流值最大的牵引变电站，判断漏电流值是否达到故障跳闸条件，若达到，则进入步骤四；若没有，则进入步骤六；
步骤四：判断是否有站内正极接触轨对地漏电故障，若有，且故障保持时间达到100ms后，则该牵引变电站跳闸，同时切断相邻牵引变电站对该牵引变电站供电；如果故障站内有列车停站，人工检查是否有接触轨正极通过站内车体对地漏电故障，若有则列车内接地漏电保护装置同时动作，故障车体所在列车降弓，并对车体进行检修；若没有则接地漏电保护装置同时动作，继续停电检查正极接触轨；若故障保持时间没达到100ms，则进入步骤五；若没有站内正极接触轨对地漏电故障，则进入步骤五；
步骤五：判断是否有牵引变电站发生区间正极接触轨对地漏电故障，若有，且故障保持时间达到100ms，则对应区间两侧牵引变电站跳闸，同时切断相邻牵引变电站对故障区间供电，若故障保持时间没达到100ms，则进入步骤六；若没有，则进入步骤六；
步骤六：判断是否有接地漏电保护装置检测到漏电流达到报警电流整定值，再根据电流的方向，判断是否有站达到报警的条件，若有，相应站点或者区间报警，不跳闸；若没有，则自动复归报警，返回步骤一，循环检测。
上述轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，所述步骤四中，判断牵引变电站下行轨道发生站内正极对地漏电故障的方式为：
假设线路总共有s个变电站，全线接触轨地线电流最大的站牵引变电站的编号为n，检测到第二双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向是负，且第一双向直流电流传感器测得电流达到（n-1）*故障跳闸整定值，方向是负，则当前牵引变电站下行轨道发生站内正极对地漏电故障。
上述轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，所述步骤四中，判断牵引变电站上行轨道发生站内正极对地漏电故障的方式为：
假设全线接触轨地线电流最大牵引变电站的编号为n，检测到第四双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向是负，且第三双向直流电流传感器测得电流达到（n-1）*故障跳闸整定值，方向是负，则当前牵引变电站上行轨道发生站内正极对地漏电故障。
上述轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，所述步骤四中，若此时为列车停站时，列车车厢的接地刷会与站台接地板接触，若列车上的接地漏电保护装置动作，会联跳车辆授流器快速断路器，人工查找车内正极对壳体漏电点；若列车上的接地漏电保护装置没动作，则漏电位置位于车体外部正极接触轨。
上述轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，所述步骤五中，判断牵引变电站发生区间下行正极接触轨对地漏电故障的方式为：
假设当前区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站区间，若检测到编号为n的牵引变电站的第二双向直流电流传感器测得电流电流达到n*故障跳闸整定值，方向为正，且编号为（n+1）的牵引变电站的第一双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向也为正，则发生正极接触轨对地漏电故障的区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站之间的的下行区间。
上述轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，所述步骤五中，判断牵引变电站发生区间上行正极接触轨对地漏电故障的方式为：
假设当前区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站区间，若检测到编号为n的牵引变电站的第四双向直流电流传感器测得电流电流达到n*故障跳闸整定值，方向为正，且编号为（n+1）的牵引变电站的第三双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向也为正，则发生正极接触轨对地漏电故障的区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站之间的的上行区间。
本发明的有益效果在于：本发明每个牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间安装一个接地漏电保护装置，对于跨座式轻轨和磁浮供电线路有漏电故障时，接地漏电保护装置可以判断各自站点内是否有正极接地漏电，接地漏电保护装置根据各自的编号、接地网对负极漏电流及电压、上行轨及下行轨的接触轨地线与站内接地网之间的回流电流大小及方向，可以判断该站哪条轨道接触轨有漏电，具有选择性保护，只要相邻站跳闸，其余站不同时跳闸，跳闸事件上传主控制器，节约了排查时间，降低了人员劳动强度，保障了列车乘客和设备的安全。
附图说明
图1为本发明轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置的结构示意图。
图2为图1中漏电保护装置64D的电路图。
图3为实施例中发生B5站内正极对地漏电的B1-B6站电流回路图。
图4为图3中B4、B5、B6站的电流回路图。
图5为图3中B5站的电流回路图。
图6为实施例中发生站内正极通过车体对地漏电的电流回路图。
图7为实施例中发生B2、B3区间下行正极接触轨对地漏电的B1-B6站电流回路图。
图8为图7中B1、B2、B3站的电流回路图。
图9为图7中B3、B4、B5、B6站的电流回路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1、图2所示，一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置，包括主控制器、多个牵引变电站，每个牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间安装一个接地漏电保护装置，接地漏电保护装置包括接地电阻、单向二极管、电压传感器、单向电流传感器、控制器、上位机，接地电阻的一端连接牵引变电站的负极母线，接地电阻的另一端经单向二极管、电压传感器跨接在牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间，每个牵引变电站的下行轨道的供电轨称为下行正极接触轨、下行负极接触轨，下行正极接触轨的支撑绝缘子不带电金属部分连接到下行接触轨地线，每个牵引变电站的下行接触轨地线接入站内接地母排位置左右两端安装第一双向直流电流传感器SAn1、第二双向直流电流传感器SAn2，每个牵引变电站的上行轨道的供电轨称为上行正极接触轨、上行负极接触轨，上行正极接触轨的支撑绝缘子不带电金属部分连接到上行接触轨地线，每个牵引变电站的上行接触轨地线接入站内接地母排位置左右两端安装第三双向直流电流传感器SAn3、第四双向直流电流传感器SAn4，电压传感器、单向电流传感器、第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器的信号输出端与控制器相连，控制器与对应的上位机相连，主控制器通过以太网与每个接地漏电保护装置中的控制器相连。
所述控制器包括DSP芯片、网络及通信模块、模拟量检测模块、开关量输入模块、控制输出模块，网络及通信模块包含以太网接口、RS-485通信接口，开关量输入模块包含开关状态检测，控制输出模块包含跳闸控制、声光报警器，模拟量检测模块包括漏电压检测、漏电流检测。
一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，包括以下步骤：
步骤一：将每个牵引变电站从首站到末站进行编号，依次为1,2,3…S，S为变电站总数；
步骤二：将第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器以上行接触轨地线和下行接触轨地线的流入站内接地母排的电流方向设为正，流出方向设为负，设置漏电流的报警电流整定值和故障跳闸整定值，报警电流整定值小于故障跳闸整定值。
步骤三：主控制器通过以太网读取各牵引变电站中单向电流传感器、第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器检测到的漏电流值，先比较各牵引变电站中这四个漏电流值，找到漏电流值最大的牵引变电站，判断其接地漏电保护装置检测到的漏电流值是否达到故障跳闸条件，若达到，则进入步骤四；若没有，则进入步骤六。
步骤四：判断是否有站内正极接触轨对地漏电故障，若有，且故障保持时间达到100ms后，则该牵引变电站跳闸，同时切断相邻牵引变电站对该牵引变电站供电；如果故障站内有列车停站，人工检查是否有接触轨正极通过站内车体对地漏电故障，若有则列车内接地漏电保护装置GR同时动作，故障车体所在列车降弓，并对车体进行检修；若没有则接地漏电保护装置GR同时动作，继续停电检查正极接触轨；若故障保持时间没达到100ms，则进入步骤五；若没有站内正极接触轨对地漏电故障，则进入步骤五。
判断牵引变电站下行轨道发生站内正极对地漏电故障的方式为：
假设线路总共有s个变电站，全线接触轨地线电流最大的牵引变电站的编号为n，检测到其右端的第二双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向是负，且其左端的第一双向直流电流传感器测得电流达到（n-1）*故障跳闸整定值，方向是负，则当前牵引变电站下行轨道发生站内正极对地漏电故障。
判断牵引变电站上行轨道发生站内正极对地漏电故障的方式为：
假设全线接触轨地线电流最大的牵引变电站的编号为n，检测到其右端的第四双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向是负，且其左端的第三双向直流电流传感器测得电流达到（n-1）*故障跳闸整定值，方向是负，则当前牵引变电站上行轨道发生站内正极对地漏电故障。
若此时为列车停站时，列车车厢的接地刷会与站台接地板接触，若列车上的接地漏电保护装置动作，会联跳车辆授流器快速断路器，人工查找车内正极对壳体漏电点；若列车上的接地漏电保护装置没动作，则漏电位置位于车体外部正极接触轨。
步骤五：判断是否有牵引变电站发生区间正极接触轨对地漏电故障，若有，且故障保持时间达到100ms，则对应区间两侧牵引变电站跳闸，同时切断相邻牵引变电站对故障区间供电，若故障保持时间没达到100ms，则进入步骤六；若没有，则进入步骤六。
判断牵引变电站发生区间正极接触轨对地漏电故障的方式为：
先找到两侧接触轨地线电流方向同为正的区间，假设当前区间为编号为n和n+1的牵引变电站区间检测到编号为n的牵引变电站的第二双向直流电流传感器测得电流达到n*故障跳闸整定值，方向为正，且编号为n+1的牵引变电站的第一双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向也为正，则发生正极接触轨对地漏电故障的区间为编号为n和n+1的牵引变电站区间。
步骤六：判断是否有接地漏电保护装置检测到漏电流达到报警电流整定值，若有，则判断站内漏电报警还是区间漏电报警，相应牵引变电站或者区间漏电报警，不跳闸；若没有，则所有的牵引变电站无接地漏电故障。返回步骤一，循环检测。
实施例
将每个牵引变电站从首站B1到末站B6进行编号；根据《120km/h接触轨设计规范及施工验收标准》规定接触轨系统应设独立的接地线，所有不带电金属部分与接触轨地线相连，接触轨地线与牵引所内接地网相连。
在每个站的下行轨道的接触轨地线接入站内接地母排位置安装双向直流电流传感器A11、A12、A13、A14、A21、A22、A23、A24…A61、A62、A63、A64,B1站下轨道两端安装A11、A12,B1站上行轨道两端安装A13、A14，B2站下轨道两端安装A21、A22，B2站上行轨道两端安装A23、A24，B3站下轨道两端安装A31、A32，B3站上行轨道两端安装A33、A34，…B6站下轨道两端安装A61、A62，B6站上行轨道两端安装A63、A64，通过检查接触轨地线电流的大小和方向，可以判断站内接地漏电故障或区间接地漏电故障，下面以下行轨道为例说明，双向直流电流传感器以接触轨地线流入站内接地母排的电流方向为正，流出为负。
正极对地漏电的几种情况：
1、站内正极对地漏电：
如图3所示，当下行正极漏电点在B5站内时，B5站整流器输出的漏电流路径是:B5站1500V整流正极-下行正极接触轨-漏电点-B5站内接地母排-64D-B5站整流柜负极，64D的接地电阻为5Ω，漏电流为I5=1500V/（绝缘电阻+接触轨直流电阻+接触轨接地线电阻+5)，接触轨接地线电阻一般为0.008Ω/㎞，2km站距为0.016Ω，忽略接触轨直流电阻、接触轨接地线电阻I5=1500V/（绝缘电阻+5)；
此时B4站整流器输出的漏电流路径是：B4站1500V整流器正极-下行正极接触轨-漏电点-B5站内接地母排-电流传感器A51-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A42-4号64D-B4站整流柜负极，I4=1500V/（绝缘电阻+5)；
B3站整流器输出的漏电流路径是：B3站1500V整流器正极-下行正极接触轨-B4站馈线柜-下行正极接触轨-漏电点-B5站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A51-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A42-B4站馈线柜-下行接触轨地线电流传感器A41-接触轨接地线-B3站内接地母排-3号64D-B3站整流柜负极，I3=1500V/（绝缘电阻+5)；
B2站整流器输出的漏电流路径是B2站1500v整流器正极-下行正极接触轨-B3站馈线柜-下行正极接触轨-B4站馈线柜-到B5站内故障点-站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A51-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A42-站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A41-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A32-站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A31-下行接触轨地线-下行接触轨地线电流传感器A22-站内接地母排-B2站内接地母排-2号64D-B2站整流器负极，I2=1500V/（绝缘电阻+5)；
B1站整流器输出的漏电流路径是B1站1500v整流器正极-下行正极接触轨-B2站馈线柜-下行正极接触轨-B3站馈线柜-下行正极接触轨-B4站馈线柜-到B5站内故障点-B5站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A51-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A42-B4站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A41-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A32-站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A31-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A22-B2站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A21-下行接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A12-B1站内接地母排-1号64D-B1站整流器负极，I1=1500V/（绝缘电阻+5)；
B6站整流器输出的漏电流路径是B6站1500v整流器正极-下行正极接触轨-B5站馈线柜-B5站内故障点-站内接地母排-下行接触轨地线电流传感器A52-下行地线接触轨接地线-下行接触轨地线电流传感器A61-B6站内接地母排-6号64D-B6站整流器负极，I6=1500V/（绝缘电阻+5)；
忽略接触轨电阻、接触轨接地线电阻的影响，漏电流I1=I2=I3=I4=I5=I6=1500V/（绝缘电阻+5)，报警电流整定为34A，故障跳闸电流整定值设为40A。
可以看出，故障站点的两侧变电站整流器流出的电流都经过故障点，然后从64D流各自回整流器负极，站点的两边接触轨接地线电流都是从该站流出，检测到传感器A51、A52的值为负，且电流值与两边的站数*40A，B5站编号为5右边只有一个站B6，方向是负，所以IA52=-40A，B5站左边只有四个站B1、B2、B3、B4，方向是负，所以IA51=-40A*4=-160A。
同理，如果故障点在设置编号为1的B1站，该站的接触轨接地线电流是从右边5个站正极流出，经过故障点，站内接地母排，下行接触轨地线电流传感器A12，流回各自负极，方向是负，IA12的值是40*5=-200A。
如果故障点在设置编号为2的B2站，该站右边的接触轨接地线电流从右边4个站正极流出，经过故障点，站内接地母排，电流传感器IA22，流回各自负极，IA22的值是40*4=-160A。左边一个站B1，该站左边的接触轨接地线电流有从左边1个站正极流出，经过故障点，站内接地母排，电流传感器IA21，流回站B1负极，IA21为40*1=-40A。
以此类推，站号为n的站发生故障时，64D检测到漏电流达到40A，且右边的接触轨接地线电流IAn2测得电流达到（6-n）*40A，方向是负；左边接触轨接地线电流传感器IAn1测得电流达到（n-1）*40A，方向是负，跳闸该站联跳馈线给快速断路器，上报PSCADA；同时切断邻站对该站供电。对该站内下行轨道接触轨进行检修。上行接触轨漏电，判断方法一样。
当第n站发生上行或下行正极漏电故障时，首末站站B1、B6站上行或下行接触轨地线电流传感器会检测到漏电流达到40A，其它站上行或下行接触轨地线电流传感器会检测到漏电流超过40A，故障站左边的m（m<n)站的漏电流IAm2测得电流m*40A，方向为正，IAm1电流达到（m-1）*40A，方向为负。故障站右边的m（m>n)站IAm1电流（m-n）*40A，方向为正；IAm2电流（m-n-1）*40A，方向为负。正常的站两侧地电流有进有出该站不跳闸。
如果漏电流达到报警值34A，接触轨接地线电流判断方法一样，选择符合条件的站报警，不跳闸。
2、区间正极接触轨对地漏电：
如图7、图8、图9所示，当下行正极漏电点在B2站与B3站之间的正极接触轨与地之间时，B1站漏电流路径是B1站1500v正极馈线柜-下行正极接触轨-B2站1500v正极馈线柜-漏电点-下行接触轨地线-下行接触轨地线电流传感器A22-B2站内接地网-下行接触轨地线电流传感器A21-下行接触轨地线-下行接触轨地线电流传感器A12-B1站64D-B1站整流柜负极，漏电流为IA12=40A；方向为正；IA21=40A；方向负；
B2站漏电流路径是B2站1500v正极馈线柜-下行正极接触轨-漏电点-下行接触轨地线-下行接触轨地线电流传感器A22-B2站内接地网-B2站64D-B2站整流柜负极，漏电流为I2=1500V/（接触轨直流电阻Rx3+接触轨地线电阻Rj3+绝缘电阻+5)=40A；IA22=I1+I2=80A，方向为正；
B3站漏电流路径是B3站1500v正极馈线柜-下行正极接触轨-漏电点-下行接触轨地线-下行接触轨地线电流传感器A31-B3站内接地网-B3站64D-B3站整流柜负极，漏电流为I3=1500V/（接触轨直流电阻Rx3+接触轨地线电阻Rj3+绝缘电阻+5)=40A；
B4站漏电流路径是B4站1500v正极馈线柜-下行正极接触轨-B3站1500v正极馈线柜-漏电点-下行接触轨地线-下行接触轨地线电流传感器A31-B3站内接地网-下行接触轨地线电流传感器A32-下行接触轨地线-电流传感器A41-下行接触轨地线-B4站64D-B4站整流柜负极，漏电流为I4=40A；
同理，I5=I6=40A；
IA31=I3+I4+I5+I6=160A,方向为正；IA32=I4+I5+I6=120A,方向为负；IA41=I4+I5+I6=120A,方向为正；IA42=I5+I6=80A,方向为负；IA51=I5+I6=80A,方向为正；IA52=I6=40A,方向为负；IA61=I6=40A,方向为正；
正极漏电点在B2站与B3站之间时，区间两侧下行接触轨地线电流IA22、IA31均为正；在B1站与B2站之间区间两侧漏电流有正有负，左正右负；在B3站与B4站之间区间两侧漏电流有正有负，左负右正；
主控制器通过网络读取各站漏电流，发现区间两侧漏电流均为正，且该两侧下行接触轨地线电流均超过40A且是两边站数的倍数时，故障保持时间达到100ms后，跳开两侧站的馈线快速断路器，同时切断邻站对该区间供电。
主控制器实时监测各个牵引变电站接地漏电保护装置检测的接地网与负极的漏电流是否达到34A或40A，以及接地漏电保护装置检测的每个站两侧接触轨地线与站内接地网之间的电流、根据大小和方向，判断故障站点或区段，以及上行轨道还是下行轨道发生漏电，向故障站点或区段相邻的两个站的断路器跳闸下发报警或跳闸指令，同时声光报警。报警信号能自动复归，故障跳闸后，需排除故障后人工复位。

Claims (8)

1.一种轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置，其特征在于，包括主控制器、多个牵引变电站，每个牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间安装一个接地漏电保护装置，接地漏电保护装置包括接地电阻、单向二极管、电压传感器、单向直流电流传感器、控制器、上位机，接地电阻的一端连接牵引变电站的负极母线，接地电阻的另一端经单向二极管、单向直流电流传感器后连接站内接地网，电压传感器跨接在牵引变电站的负极母线与站内接地网地之间，正极接触轨的支撑绝缘子不带电金属部分连接到接触轨地线，每个牵引变电站的下行轨道的接触轨称为下行接触轨，每个牵引变电站的下行接触轨地线接入站内接地母排位置左右两端安装第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器，每个牵引变电站的上行轨道的接触轨称为上行接触轨，每个牵引变电站的上行接触轨地线接入站内接地母排位置左右两端安装第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器，电压传感器、单向直流电流传感器、第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器的信号输出端与控制器相连，控制器与对应的上位机相连，主控制器通过以太网与每个接地漏电保护装置中的控制器相连。
2.根据权利要求1所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置，其特征在于，所述控制器包括DSP芯片、网络及通信模块、模拟量检测模块、开关量输入模块、控制输出模块，网络及通信模块包含以太网接口、RS-485通信接口，开关量输入模块包含开关状态检测，控制输出模块包含跳闸控制、声光报警器，模拟量检测模块包括漏电压检测、漏电流检测。
3.一种根据权利要求2所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制装置的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，包括以下步骤：
步骤一：将每个牵引变电站从首站到末站进行编号，依次为1,2,3…s，s为变电站总数；
步骤二：将第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器以上行接触轨地线和下行接触轨地线的流入站内接地母排的电流方向设为正，流出方向设为负，设置漏电流的报警电流整定值和故障跳闸整定值，报警电流整定值小于故障跳闸整定值；
步骤三：主控制器通过以太网读取各牵引变电站中单向直流电流传感器、第一双向直流电流传感器、第二双向直流电流传感器、第三双向直流电流传感器、第四双向直流电流传感器检测到的漏电流值，先比较各牵引变电站中这四个漏电流值，找到漏电流值最大的牵引变电站，判断漏电流值是否达到故障跳闸条件，若达到，则进入步骤四；若没有，则进入步骤六；
步骤四：判断是否有站内正极接触轨对地漏电故障，若有，故障保持时间达到100ms后，则该牵引变电站跳闸，同时切断相邻牵引变电站对该牵引变电站供电；如果故障站内有列车停站，人工检查是否有接触轨正极通过站内车体对地漏电故障，若有则列车内接地漏电保护装置同时动作，故障车体所在列车降弓，并对车体进行检修；若没有则接地漏电保护装置同时动作，继续停电检查正极接触轨；若故障保持时间没达到100ms，则进入步骤五；若没有站内正极接触轨对地漏电故障，则进入步骤五；
步骤五：判断是否有牵引变电站发生区间正极接触轨对地漏电故障，若有，且故障保持时间达到100ms，则对应区间两侧牵引变电站跳闸，同时切断相邻牵引变电站对故障区间供电，若故障保持时间没达到100ms，则进入步骤六；若没有，则进入步骤六；
步骤六：判断是否有接地漏电保护装置检测到漏电流达到报警电流整定值，再根据接触轨地线电流的大小和方向，判断是否有站达到报警的条件，若有，相应站点或者区间报警，不跳闸；若没有，则自动复归报警，返回步骤一，循环检测。
4.根据权利要求3所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，其特征在于，所述步骤四中，判断牵引变电站下行轨道发生站内正极对地漏电故障的方式为：
假设线路总共有s个变电站，全线接触轨地线电流最大的牵引变电站的编号为n，检测到第二双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向是负，且第一双向直流电流传感器测得电流达到（n-1）*故障跳闸整定值，方向是负，则当前牵引变电站下行轨道发生站内正极对地漏电故障。
5.根据权利要求4所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，其特征在于，所述步骤四中，判断牵引变电站上行轨道发生站内正极对地漏电故障的方式为：
假设全线接触轨地线电流最大的牵引变电站的编号为n，检测到第四双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向是负，且第三双向直流电流传感器测得电流达到（n-1）*故障跳闸整定值，方向是负，则当前牵引变电站上行轨道发生站内正极对地漏电故障。
6.根据权利要求3所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，其特征在于，所述步骤四中，若此时为列车停站时，列车车厢的接地刷会与站台接地板接触，若列车上的接地漏电保护装置动作，会联跳车辆授流器快速断路器，人工查找车内正极对壳体漏电点；若列车上的接地漏电保护装置没动作，则漏电位置位于车体外部正极接触轨。
7.根据权利要求3所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，其特征在于，所述步骤五中，判断牵引变电站发生区间下行正极接触轨对地漏电故障的方式为：
假设当前区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站区间，若区间两侧电流方向同为正，检测到编号为n的牵引变电站的第二双向直流电流传感器测得电流电流达到n*故障跳闸整定值，方向为正，且编号为（n+1）的牵引变电站的第一双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向也为正，则发生正极接触轨对地漏电故障的区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站之间的的下行区间。
8.根据权利要求3所述的轨道交通供电选择性接地漏电保护控制方法，其特征在于，所述步骤五中，判断牵引变电站发生区间上行正极接触轨对地漏电故障的方式为：
假设当前区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站区间，若区间两侧电流方向同为正，检测到编号为n的牵引变电站的第四双向直流电流传感器测得电流电流达到n*故障跳闸整定值，方向为正，且编号为（n+1）的牵引变电站的第三双向直流电流传感器测得电流达到（s-n）*故障跳闸整定值，方向也为正，则发生正极接触轨对地漏电故障的区间为编号为n和（n+1）的牵引变电站之间的的上行区间。
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