[發明專利]一種第四軌回流牽引供電系統的正極軌接地故障定位方法

有效

• 申請號: 202010436422.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111579925B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 馬慶安;劉煒;李鯤鵬;潘衛國
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

本發明公開一種第四軌回流牽引供電系統的正極軌接地故障定位方法，具體為：使用差動電流確定故障區段位于哪個供電區段以及是該區段的上行或下行線路，利用本發明給出的故障定位公式確定故障位置。本發明不受牽引負荷的影響，且正極軌和負極軌的單位電阻可不相同，本發明縮小了故障巡查時間、提高系統運行效率和安全性。

技術領域

本發明屬于城市軌道交通牽引供電系統故障診斷領域。具體涉及一種第四軌回流牽引供電系統的正極軌接地故障定位方法。

背景技術

城市軌道牽引供電系統擔任著為列車提供電能的重要任務。為降低雜散電流對地下金屬管道的腐蝕，部分城市軌道牽引供電系統使用了第四軌回流的供電方式。城市軌道牽引供電系統可能發生正極軌接地故障，導致相關保護裝置動作并引起供電中斷。由于城市軌道交通車輛的密閉性，較長時間的停電可能導致乘客呼吸困難乃至失去生命。因此，城市軌道牽引供電系統發生接地故障時，應盡量減少停電時間。當故障發生后，檢修人員要巡查線路以排除故障。巡查線路可能將花費相當長的時間，影響了城市軌道系統的運行效率和安全性。

發明內容

為了能準確地給出故障區段、故障位于上行還是下行線路和正極軌接地故障的位置，便于縮短故障查詢時間，提高系統的運行效率和可靠性。本發明提供了一種城市軌道回流牽引供電系統正極軌接地故障定位方法。

本發明的一種第四軌回流牽引供電系統的正極軌接地故障定位方法，包括以下步驟：

步驟1：對于全線供電系統，相鄰兩牽引變電所之間為一個供電區段；對于第k個供電區段，輸入正、負極軌和貫通地線的單位電阻z_P、z_N和z_GW，以及該區段的長度L_k。

步驟2：設置短路電流判定閾值I_th。

步驟3：對于該區段的上行或下行牽引網，實時測量兩側牽引變電所向該行正極軌和負極軌饋出的電流和牽引變電所電壓：I_Pk,i和I_Nk,i是從牽引變電所k向該行正極軌和負極軌饋出的電流；I_Pk+1,j和I_Nk+1,j是從牽引變電所k+1向該行正極軌和負極軌饋出的電流；U_k,1和U_k+1,1為牽引變電所k和k+1的正極軌相對負極軌的電壓；U_k,2和U_k+1,2為牽引變電所k和k+1的牽引網接地漏電保護裝置的電壓。

步驟4：按公式(1)計算供電區段k的短路電流I_kf

I_kf＝I_Pk,i-I_Nk,i+I_Pk+1,j-I_Nk+1,j (1)

步驟5：判定是否滿足I_kf≥I_th；若滿足，則判定正極軌發生接地故障，轉步驟6；否則，判定正極軌正常，轉步驟3。

步驟6：根據短路試驗或仿真分析按公式(2)

確定故障區段首端、末端短路時的H_k1和H_k2。

步驟7：根據短路時的電壓、電流分布按公式(2)確定短路時的H_k。

步驟8：按公式(3)確定故障點相對該區段首端的位置

本發明與現有技術相比的有益技術效果為：

(1)可明確確定故障位于上行線路還是下行線路，并給出故障位置，不受牽引負荷的影響，且正極軌和負極軌的單位電阻可不相同；本發明縮小了故障巡查時間、提高系統運行效率和安全性。