[實用新型]一種新型鋼軌電位限制裝置

有效

• 申請號: 201821601360.7
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN208782481U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 黎興源;黃珂;田科;王益;王恕恒
• 申請（專利權）人: 成都中工電氣工程有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H9/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 王沙沙

本實用新型提供了一種新型鋼軌電位限制裝置，采用電力電子及微機控制技術，采用大功率電力電子器件開發，主回路采用多組晶閘管、IGBT、二極管進行串并聯，采用智能軌電位測控裝置控制晶閘管和IGBT實現限壓支路的智能投入或退出、軌電位升高時自動限壓限流、軌電位降低后自動關斷的鋼軌電位限制功能，保證人體與設備安全的同時，可大幅降低經OVPD設備泄漏的雜散電流總量，有效提高地鐵雜散電流防護效果。

技術領域

本實用新型涉及一種沿行車軌道或在其接合處配置導電或絕緣的裝置，具體涉及到一種新型鋼軌電位限制裝置。

背景技術

鋼軌電位限制裝置——Rail over-voltage protection device(以下簡稱OVPD)是目前城市軌道列車牽引運行系統中一個關鍵的組成部分，它關系到牽引供電系統的運行安全以及工作人員和乘客的安全，是防止鋼軌電位過高的主要措施。目前，全國地鐵各條線的車站變電所、停車場/車輛段均設有OVPD。

OVPD設置于鋼軌和保護地之間，正常運營狀態下處于斷開狀態。目前國內地鐵投入使用的OVPD普遍采用三段式整定：Ⅰ段：當檢測到的電位差達到整定值時，經t1延時后接觸器合閘；當回路電流低于整定值時，OVPD延時t2后自動復位，斷開鋼軌與地的連接；若在t3內連續動作3次，延時復位閉鎖，接觸器處于恒定合閘狀態，直到人工復位為止。Ⅱ段：當檢測到的電位差大大超過整定值時，OVPD不設延時，于t4內動作，接觸器永久合閘，直到人工復位為止。Ⅲ段：當檢測到的電位差極大超過整定值時，晶閘管迅速導通(0.1ms)，將鋼軌與地短接。

隨著OVPD的廣泛運用，其經常在工作中出現Ⅱ段和Ⅲ段電壓保護動作后難以實現及時復位，導致OVPD的接觸器永久接地，使部分回流電流從OVPD的接觸器泄入大地而形成高達800A以上的雜散電流，雜散電流會對金屬形成電化學腐蝕，嚴重腐蝕埋地金屬管線、鋼筋結構及隧道相關設施與建筑，進而對地鐵運行安全造成嚴重危害。

隨著城市軌道交通建設規模的擴大和運營線路的增加，北京、上海、廣州已實現軌道交通網絡化運營，深圳、南京、重慶、天津等城市正逐步走向網絡化運營。“十三五”時期，中國將進入城市軌道交通建設大發展階段，2020年規劃線路里程將超過10000公里。如果按照平均每公里一個車站計算，全國未來10年還將需要軌電位限制裝置大約1萬臺。就此來看未來軌電位限制裝置市場空間很大。

目前在國內已建成投入運行的城市軌道交通系統中，普遍存在軌電位異常的問題。當鋼軌電位限制裝置動作時，鋼軌與地之間的入地電流(雜散電流)可達到800A以上。鋼軌電位限制裝置動作頻繁甚至長期合閘，多條線路全線軌電位動作次數每天近千次。當鋼軌電位限制裝置動作時，不可避免的會有大量電流以大地為回路流通，尤其是當有多臺鋼軌電位限制裝置動作時，大量的鋼軌回流通過鋼軌電位限制裝置流入地網，形成雜散電流。目前多數地鐵采用智能自動排流柜，當鋼軌電位限制動作時導致雜散電流異常增加，雜散電流排流柜就會導通進行排流，這樣會導致排流電流的異常變大，從而對結構鋼筋等形成不利影響。最新的研究設想是當軌電位限制裝置啟動動作時屏蔽排流柜排流，從而防止異常大電流的產生，避免影響鋼結構等。

目前全國地鐵新建車站基本都在使用屏蔽門系統。早期屏蔽門建設中，屏蔽門金屬門體采用絕緣安裝，屏蔽門門體上部和下部金屬構件通過絕緣材料與土建結構實施絕緣安裝，站臺邊緣敷設絕緣帶，絕緣帶寬度一般不小于0.9m。屏蔽門金屬門體通過電纜與鋼軌連接，即屏蔽門金屬門體與軌道實現等電位聯結。這種方式將導致鋼軌中的電流在站臺邊緣絕緣帶絕緣下降的情況下通過屏蔽門金屬構件形成新的雜散電流回路，將長期影響車站結構鋼筋。目前多數新建地鐵屏蔽門金屬門體采用不接軌而接地的形式，這樣候車人員無法接觸鋼軌，在候車期間屏蔽門始終處于關閉狀態，乘客無法接觸鋼軌，鋼軌電位的提高也不會危及乘客的安全。所以在車輛未進站、屏蔽門未打開的情況下，如果屏蔽鋼軌電位限制裝置的動作情況，那么將減少雜散電流的產生。未來鋼軌電位限制裝置有和屏蔽門聯動的可能。