專利名稱：用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到中低速磁浮列車的設(shè)計領(lǐng)域，特指一種用于中低速磁浮列車的 接地與保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
中低速磁浮列車采用直流1500V或750V供電，供電系統(tǒng)采用三、四軌接觸受流方 式，接觸軌與軌道梁之間通過絕緣子架空安裝，車輛運(yùn)行時，由車輛懸浮控制系統(tǒng)控制車輛 與軌道之間保持一定的間隙，與軌道沒有接觸，車輛牽引的動力由直線感應(yīng)電機(jī)提供?，F(xiàn)有技術(shù)中，與中低速磁懸浮列車運(yùn)行相似的軌道交通系統(tǒng)有地鐵直傳車和跨座 式單軌車。圖1所示為地鐵直傳車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方案，鋼軌電位限制裝置設(shè)置在全線 各車站、車輛段和停車場。其接地方式為通過各車輛設(shè)備的接地螺栓、接地線連接將車輛 進(jìn)行電位連接，車輛之間用接地線連接構(gòu)成了一列車的等電位體。車體通過車輪與走行軌 相接，走行軌對地采取絕緣安裝方式，車內(nèi)電氣設(shè)備、車體、走行軌通過鋼軌對地泄露電阻 與地網(wǎng)相接。其供電系統(tǒng)的保護(hù)原理為通過鋼軌對地泄露電阻將走行軌也即車輛對地電 壓鉗制在一個安全電壓范圍內(nèi)，同時通過設(shè)置鋼軌電位限制裝置，保證了走行軌也即車輛 對地電壓超過安全電壓90V時能夠與地網(wǎng)短接，在不影響行車的前提下，保證了乘客及工 作人員的人身安全。當(dāng)供電網(wǎng)的正極對負(fù)極短路，或車輛供電網(wǎng)絡(luò)的正極對負(fù)極短路時，饋 電系統(tǒng)的直流快速開關(guān)DS動作，切除故障。供電設(shè)備的保護(hù)由框架保護(hù)完成，框架保護(hù)的 原理如下直流系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，電流檢測回路沒有電流通過。當(dāng)任意一個直流設(shè)備內(nèi) 正極對外殼短路時，接地電流通過電流元件流入地網(wǎng)，再通過鋼軌與地之間的絕緣泄露電 阻(或排流柜)回到負(fù)極。當(dāng)泄露電流超過整定值時，框架泄露保護(hù)迅速切除故障?？蚣苄?露保護(hù)的電壓元件由兩段組成，I段報警，II段跳閘。當(dāng)直流設(shè)備內(nèi)正極對外殼短路時，電 壓元件會在負(fù)極與外殼之間檢測到一個電壓，當(dāng)這個電壓大于電壓元件的整定值時，電壓 元件在整定的事件動作跳閘，切除故障。其車輛供電系統(tǒng)的保護(hù)原理為當(dāng)車輛電氣設(shè)備的 正極對機(jī)殼短路時，車輛供電系統(tǒng)的保護(hù)分兩種情況對牽引設(shè)備，由車輛內(nèi)部的直流快速 開關(guān)動作，切除本車故障；如果車輛供電系統(tǒng)保護(hù)動作失效，還可由饋電系統(tǒng)的直流快速開 關(guān)DS動作，切除故障。對輔助電氣設(shè)備，由饋電系統(tǒng)的直流快速開關(guān)DS動作，切除故障；此 外，各設(shè)備設(shè)有快速熔斷器進(jìn)行分?jǐn)啾Ｗo(hù)。圖2所示為跨座式單軌車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方案。其接地方式為通過各車輛設(shè) 備的接地螺栓、接地線連接將車輛進(jìn)行電位連接，車輛之間用接地線連接構(gòu)成了一列車的 等電位體。車輛在正線運(yùn)行時，與電網(wǎng)斷開，當(dāng)車輛進(jìn)入車站、車輛段和停車場時，通過接地 軌與車體的接地放電刷接觸實(shí)現(xiàn)車輛接地。其供電系統(tǒng)的保護(hù)原理為當(dāng)供電網(wǎng)的正極對 負(fù)極短路時，饋電系統(tǒng)的快速開關(guān)DS迅速動作，切除故障。當(dāng)供電網(wǎng)的正極或車輛供電網(wǎng) 絡(luò)的正極對地短路時，電流通過電阻Rl流入供電網(wǎng)的負(fù)極，地面64D保護(hù)裝置電流檢測元 件檢測流入供電網(wǎng)負(fù)極的電流，當(dāng)電流超過整定值時，地面64D保護(hù)裝置迅速動作跳閘，切 除故障。當(dāng)供電網(wǎng)的正極對負(fù)極短路，或車輛供電網(wǎng)絡(luò)的正極對負(fù)極短路時，饋電系統(tǒng)的直流快速開關(guān)DS動作，切除故障。同樣，供電設(shè)備的正極對機(jī)殼短路保護(hù)由框架保護(hù)來完成。 其車輛供電系統(tǒng)的保護(hù)原理為當(dāng)車輛內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)的正極對車體短路時，短路電流通過 電阻R2流入車輛供電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)極，車輛內(nèi)64D保護(hù)裝置的電流檢測元件檢測到這個電流， 當(dāng)電流超過整定值時，驅(qū)動車輛內(nèi)的快速開關(guān)LB迅速動作跳閘，切除本車故障。當(dāng)車輛電 氣設(shè)備的正極對機(jī)殼短路時，車輛供電系統(tǒng)的保護(hù)分兩種情況對牽引設(shè)備，由車輛內(nèi)部的 直流快速開關(guān)動作，切除本車故障；如果車輛供電系統(tǒng)保護(hù)動作失效，還可由饋電系統(tǒng)的直 流快速開關(guān)DS動作，切除故障。對輔助電氣設(shè)備，由饋電系統(tǒng)的直流快速開關(guān)DS動作，切 除故障；此外，各設(shè)備設(shè)有快速熔斷器進(jìn)行分?jǐn)啾Ｗo(hù)。當(dāng)車輛內(nèi)的供電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)極或車輛電 氣設(shè)備的負(fù)極對車體短路時，車體上產(chǎn)生對地電壓，車輛內(nèi)64D保護(hù)裝置電壓檢測元件檢 測到這個電壓，當(dāng)電壓超過整定值時，驅(qū)動車輛內(nèi)的快速開關(guān)LB迅速動作跳閘，切除本車 故障?，F(xiàn)有軌道交通的接地與保護(hù)系統(tǒng)用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)存在以 下不足
(1)、采用地鐵直傳車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方案，雖然通過車輛與走行軌的連接，再通過 鋼軌對地泄露電阻解決了車輛的靜電和由直線電機(jī)牽引所帶來的感應(yīng)電，同時將走行軌也 即車輛的對地電壓鉗制在一個允許范圍內(nèi)，但是，還存在兩個方面的問題一個方面是雖然 安裝了排流裝置、軌道絕緣安裝等收集和消除雜散電流的措施，但雜散電流依然存在，而且 電流值很大，另一個方面是由于中低速磁懸浮列車采用了接觸軌受流而不是架空接觸網(wǎng)的 供電方式，因此當(dāng)供電系統(tǒng)正極對地短路時，缺乏系統(tǒng)應(yīng)有的保護(hù)；
(2)、采用跨座式單軌車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方案，雖然通過二極管與5 50歐姆電阻的 串聯(lián)接地電路和64D保護(hù)裝置解決了雜散電流和接觸軌系統(tǒng)正極對地短路的供電系統(tǒng)保 護(hù)，車輛的靜電在車站、車輛段、停車場可通過安裝接地軌與車輛上的接地放電刷釋放，但 由于中低速磁懸浮列車的驅(qū)動采用了牽引直線電機(jī)，其邊端效應(yīng)影響將在車體傷產(chǎn)生感應(yīng) 電，而跨座式單軌車系統(tǒng)采用的是旋轉(zhuǎn)電機(jī)牽引，不存在感應(yīng)電問題，因此采用這種接地與 保護(hù)方案不能解決直線電機(jī)牽引的邊端效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電對車輛電子設(shè)備的電磁干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種成 本低廉、原理簡單、操作方便、可靠性好的用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為
一種用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法，其特征在于在中低速磁浮列車供電系 統(tǒng)的變電站內(nèi)負(fù)極軌與地之間并聯(lián)有電阻，并再將中低速磁浮列車的車體與所述負(fù)極軌短 接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn) 所述電阻的阻值為IK 100K歐姆。所述中低速磁浮列車的車體與所述負(fù)極軌短接的方式為首先通過各車輛設(shè)備的 接地螺栓、接地線連接將車輛進(jìn)行電位連接，車輛之間用接地線連接構(gòu)成了一列車的等電 位體，每一個負(fù)極軌受流器的受流刷與車體相連接，然后通過受流器與負(fù)極受流軌接觸構(gòu) 成了車體與負(fù)極軌的短接。
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所述中低速磁浮列車供電系統(tǒng)的變電站內(nèi)負(fù)極軌與地之間還并聯(lián)了一個由二極 管、5 50歐姆電阻、64D組成的保護(hù)電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于
1、本發(fā)明用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方法，采用了車體作為等電位體，然 后與負(fù)極軌短接，將車輛產(chǎn)生的靜電以及由牽引直線電機(jī)的邊端效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電通過負(fù) 極軌回流至變電所，從而消除了車輛靜電和感應(yīng)電對車輛電子設(shè)備的電磁干擾；
2、本發(fā)明用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方法，采用了將供電網(wǎng)負(fù)極通過 IK 100K歐姆接地電阻并聯(lián)接地方式，將雜散電流控制在非常小的允許范圍，同時降低了 負(fù)極軌也即車體對地電壓，使其在安全電壓允許范圍內(nèi)；
3、本發(fā)明用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方法，采用了將供電網(wǎng)負(fù)極通過一個 二極管與5 50歐姆電阻的串聯(lián)電路和64D保護(hù)裝置并聯(lián)接地方式，保證了供電網(wǎng)或車輛 供電網(wǎng)絡(luò)的正極對地短路保護(hù)，同時通過二極管的單向?qū)ㄗ饔?，阻止了雜散電流流入地 網(wǎng)；
4、本發(fā)明用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方法，供電系統(tǒng)除其特有的保護(hù)外， 對供電設(shè)備的正極對機(jī)殼短路保護(hù)可沿用現(xiàn)有軌道交通中的框架保護(hù)方式，全線各車站、 車輛段和停車場對乘客和工作人員的人身安全保護(hù)可沿用現(xiàn)有軌道交通中設(shè)置鋼軌電位 限制裝置的方式；
5、本發(fā)明用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方案，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、可靠 性好。


圖1是現(xiàn)有軌道交通中地鐵直傳車系統(tǒng)的接地與保護(hù)的原理示意圖； 圖2是現(xiàn)有軌道交通中跨座式單軌車系統(tǒng)的接地與保護(hù)的原理示意圖； 圖3是本發(fā)明中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方法的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖3所示，在具體實(shí)施例中，本發(fā)明用于中低速磁浮列車系統(tǒng)的接地與保護(hù)方 案，其接地方式為通過各車輛設(shè)備的接地螺栓、接地線連接將車輛連接成一個等電位體， 車輛之間用接地線連接，構(gòu)成了一列車的等電位體，每一個負(fù)極軌受流器的受流刷與車體 相連接，然后通過受流器與負(fù)極受流軌接觸構(gòu)成了車體與負(fù)極軌的短接。負(fù)極軌與地網(wǎng)之 間除并聯(lián)一個IK 100K歐姆的電阻外，還并聯(lián)了一個二極管、5 50歐姆電阻、64D組成 的保護(hù)電路。其工作原理為
1、靜電和感應(yīng)電的消除通過車體與負(fù)極軌的短接可將車輛靜電和由直線電機(jī)牽引產(chǎn) 生的感應(yīng)電由負(fù)極軌回流至供電系統(tǒng)內(nèi)部，從而消除了車輛靜電和由直線電機(jī)牽引的邊端 效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電對車輛電子設(shè)備的電磁干擾。2、負(fù)極軌也即車體對地電壓的鉗制由于供電系統(tǒng)采用了接觸軌受流方式，接觸 軌與軌道梁之間通過絕緣子架空安裝，車輛懸浮運(yùn)行時與軌道沒有接觸，接觸軌正負(fù)極對地電阻基本相當(dāng)，因此，車輛懸浮運(yùn)行時將在負(fù)極軌也即車體對地之間形成一個很高的對 地電壓，為此在負(fù)極軌與地網(wǎng)之間并聯(lián)一個IK 100K歐姆的電阻，將負(fù)極軌也即車體對地 電壓鉗制在一個很小的安全電壓范圍內(nèi)，同時，由于并聯(lián)電阻很大，其產(chǎn)生的雜散電流微乎 其微，控制在允許的范圍之內(nèi)。3、供電網(wǎng)絡(luò)正極對地的短路保護(hù)在負(fù)極軌與地網(wǎng)之間并聯(lián)了一個二極管、5 50歐姆電阻、64D組成的保護(hù)電路。當(dāng)供電網(wǎng)正極對地短路、車輛供電網(wǎng)絡(luò)正極對地短路、 車輛內(nèi)電器設(shè)備正極對地短路時，電流通過電阻Rl流入供電網(wǎng)的負(fù)極，64D電流檢測元件 檢測流入供電網(wǎng)負(fù)極的電流，當(dāng)電流超過整定值時，64D迅速動作跳閘，切除故障。二極管的 單相導(dǎo)通作用可防止了雜散電流流入地網(wǎng)。4、供電系統(tǒng)的其它保護(hù)當(dāng)供電網(wǎng)的正極對負(fù)極短路時，饋電系統(tǒng)的快速開關(guān)DS 迅速動作，切除故障；供電設(shè)備的正極對機(jī)殼短路保護(hù)由框架保護(hù)來完成。5、車輛供電系統(tǒng)的保護(hù)當(dāng)車輛電氣設(shè)備的正極對機(jī)殼短路時，車輛供電系統(tǒng)的 保護(hù)分兩種情況對牽引設(shè)備，由車輛內(nèi)部的直流快速開關(guān)動作，切除本車故障；如果車輛 供電系統(tǒng)保護(hù)動作失效，還可由饋電系統(tǒng)的直流快速開關(guān)DS動作，切除故障。對輔助電氣 設(shè)備，由饋電系統(tǒng)的直流快速開關(guān)DS動作，切除故障；此外，各設(shè)備設(shè)有快速熔斷器進(jìn)行分 斷保護(hù)。6、人身安全全線各車站、車輛段和停車場設(shè)置鋼軌電位限制裝置。通過負(fù)極軌對 地并聯(lián)電阻將負(fù)極軌也即車輛對地電壓鉗制在一個安全電壓范圍內(nèi)，同時通過設(shè)置鋼軌電 位限制裝置保證了負(fù)極軌也即車輛對地電壓超過安全電壓90V時能夠與地網(wǎng)短接，在不影 響行車的前提下，保證了乘客及工作人員的人身安全。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施 例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局 限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法，其特征在于在中低速磁浮列車供電 系統(tǒng)的變電站內(nèi)負(fù)極軌與地之間并聯(lián)有電阻，并再將中低速磁浮列車的車體與所述負(fù)極軌短接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法，其特征在于所述 電阻的阻值為IK 100K歐姆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法，其特征在于所述 中低速磁浮列車的車體與所述負(fù)極軌短接的方式為首先通過各車輛設(shè)備的接地螺栓、接 地線連接將車輛進(jìn)行電位連接，車輛之間用接地線連接構(gòu)成了一列車的等電位體，每一個 負(fù)極軌受流器的受流刷與車體相連接，然后通過受流器與負(fù)極受流軌接觸構(gòu)成了車體與負(fù) 極軌的短接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法，其特征 在于所述中低速磁浮列車供電系統(tǒng)的變電站內(nèi)負(fù)極軌與地之間還并聯(lián)了一個由二極管、 5 50歐姆電阻、64D組成的保護(hù)電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于中低速磁浮列車的接地與保護(hù)方法，在中低速磁浮列車供電系統(tǒng)的變電站內(nèi)負(fù)極軌與地之間并聯(lián)有電阻，并再將中低速磁浮列車的車體與所述負(fù)極軌短接。本發(fā)明具有原理簡單、成本低廉、操作方便、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B60L13/03GK102126445SQ20111002703
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者李 杰, 王寧, 陳貴榮, 駱力, 龍志強(qiáng) 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué), 北京控股磁懸浮技術(shù)發(fā)展有限公司