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摘要：城市轨道交通直流牵引供电系统，是列车运行的唯一动力来源，有着举足轻重的地位。本文将对城市轨道交通直流牵引供电系统框架泄露保护问题进行重点介绍，以供参考。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电系统；框架泄露保护
中图分类号：U231 文献标志码：A
引言
城市轨道交通供电系统是由城市配电网通过降压、整流以及逆变等方式而获得的终极电能。目前，国内所有地铁均采用直流牵引供电方式，其电压制式多种多样，我国采用电压等级是DC750V或DC1500V，为列车提供牵引电源。当牵引供电系统发生故障时，应有选择性地迅速切除故障，既要保证列车安全运行，又要保护乘客人身安全。因此，本文将对城市轨道交通直流牵引供电系统框架泄露保护问题进行介绍，具有重要的意义。
1、直流牵引供电系统的构成与功能
1.1直流牵引供电系统构成
牵引变电所将三相高压交流电通过降压、整流成适合列车运用的低压直流电源，馈电系统将牵引变电所的直流电源送到接触轨上，列车通过受流器与接触轨接触而获得电能。过程中需要用到的设备有整流变压器、整流器、直流开关柜、负极柜、端子柜以及钢轨电位限制装置等设备。
1.2直流牵引供电系统功能
保证牵引供电系统安全可靠地向列车供电方面，直流牵引供电系统的保护发挥了极其重要的作用，一方面在正常运行状态下，应满足列车运行的要求，另一方面在直流牵引供电系统发生故障的情况下，应有选择性地迅速切除故障，保证列车、设备和乘客人身安全。
2、直流牵引供电系统保护设置原则
地铁牵引供电系统保护种类较多，但其目的就是既要保证列车安全运行，又要保护乘客人身安全，因此，从成本以及各保护之间配合难度来考虑，只要能保证系统安全可靠地供电，系统应尽量减少保护的重复设置。直流保护系统在设置时应考虑的几个主要因素有：
（1）充分考虑各种保护之间的相互配合，保证在发生短路故障时，能可靠地切除故障。
（2）保证在列车正常运行时，不会误跳闸而影响列车运行。
（3）充分考虑某些特殊故障形式下的保护，如接触轨短路等。
武汉地铁2号线供电系统采用集中供电方式，交流110/35kV两级电压，直流系统采用750V接触轨供电；牵引变电所两套整流机组挂接于同一段35kV母线上，直流进、馈线开关均采用直流快速断路器，其中整流机组设置的保护有短路保护、过压保护、温度保护、门打开保护以及防凝露保护；直流开关柜设置的保护有逆流保护、DDL保护、电流定时限保护 Imax+，Imax++、双边联跳保护、线路测试功能、自动重合闸功能以及大电流脱扣等；负极柜设置的保护有低阻抗框架泄漏保护装置。
3、直流牵引供电系统框架泄露保护分析
3.1框架泄露保护原理
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框架保护示意图中
武汉地铁2号线框架泄漏保护设置在负极柜内，是由电流型Ki及电压型Ku两种保护组成。保护元件可以就地投入/切除，并可分别整定为报警和跳闸两段，动作电压及动作时间可以整定，如表所示。
在框架保护示意图中，电流元件是检测直流设备外壳与接地网的故障泄露电流。电压元件是检测直流设备外壳与负极直接的电压，如图所示。设备运行时，通过判断检测到的故障电流和或电压，实现保护跳闸或报警。
框架保护整定值
3.2故障动作分析
3.2.1框架泄露保护电流元件动作
当发生框架泄露保护电流元件动作时，整流机组35kV交流进线断路器以及本所所有直流开关全部跳闸并闭锁，同时联跳并闭锁邻所的直流开关。考虑到不影响到列车运行，需通过倒闸操作，实现大双边供电。待列车停运后，排除故障并复归电流元器件。
3.2.2框架泄露保护电压元件动作
变电所内设置钢轨电位限制装置。当钢轨对地电位超过设定值，钢轨电位限制装置合闸，将钢轨电位钳制下来。电压型框架保护和钢轨电位限制装置都是检测钢轨对地电位的，不同的是电压型框架保护的作用是保护直流设备安全，动作于跳闸，切除直流绝缘泄漏或短路故障。钢轨电位限制装置的作用是降低钢轨对地电压，不动作于跳闸。
电压型框架保护是钢轨电位限制装置的后备保护，所以当钢轨电位限制装置瞬间升高时，钢轨电位限制装置首先动作，将大地与钢轨短接，降低钢轨电位。当钢轨电位限制装置拒动，则由作为后备保护的电压型框架保护经过延时报警。
3.3框架保护故障处理办法
电流型检测量的是框架外壳与大地之间流过的故障电流，侧重点在所内。电压型测量的是框架与钢轨（负极）之间的电压，侧重点在所外线路上。
显然，针对这两种不同类型的框架保护，检查和处理的侧重点也不一样：若出现电流型框架保护动作，应该重点捡查变电所的变配电设备有无造成泄漏故障电流出现的原因，如小动物危害等；若是出现电压型框架保护动作，应该重点捡查区间隧道的接触网、车辆、钢轨等设备有无短路，从而抬高钢轨电位等情况。
结束语
现阶段我国的城市轨道交通领域已经有了很大的发展。电力供给相关技术在城市铁路交通相关工作当中有序的开展着，而且在城市的铁路建设当中起到非常重要的作用。直流牵引供电系统对城市轨道交通来讲，一定要确保其稳定和安全的性能，这是由于其直接导致这城市铁路安全有效的运行产生重要的影响，对城市轨道交通的发展有着积极的意义。
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