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摘要：随着城市轨道交通的蓬勃发展，地铁成为最佳大众交通运输工具。供电系统设置钢轨电位限制装置，确保车站乘客和运营维护人员的人身安全。文章简要分析钢轨电位限制装置在运营过程中易出现的动作分析，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：OVPD；Ⅰ段动作；情况分析
城市轨道交通是以走行轨为回流通路的DC1500V牵引供电系统，为确保车站乘客和运营维护人员的人身安全，牵引供电系统在车站变电所、车辆段及停车场检修库内设置了钢轨电位限制装置（OVPD），用来将钢轨的电位限制在预定的人身安全范围内。同时，在直流设备发生框架泄漏或接触导线发生短路的瞬间，通过钢轨电位限制装置提供故障电流的金属通路，使系统快速识别并清除故障。
1、空载期间钢轨电位限制装置动作情况
成都地铁ⅹ号线工程全线共14个车站1个停车场，设置OVPD共16台。钢轨电位限制装置用于室内安装，由短路装置、测量和操作回路、电力监控（SCADA）通信接口模块、防凝露加热器、状态显示及相应的二次回路等组成。
根据统计，空载期间OVPD动作主要集中在正线3个站及停车场，主要为Ⅰ段U>动作。停车场检修库L1#、L11#钢轨电位Ⅰ段电压保护频繁动作尤其突出，高峰时段Ⅰ段U>动作的次数达51次，主要集中在15:00-18:00区段。电压保护Ⅰ段U>动作合闸并闭锁，现场手动复位分闸后，该设备又发生Ⅰ段U>动作合闸并闭锁，复位操作几次，钢轨限位装置才能处于分闸状态。
2、钢轨电位限制装置联锁逻辑图与分析
钢轨电位限制装置联锁逻辑图（一）
钢轨电位限制装置联锁逻辑图（二）
正常情况下接触器的主触头是断开的，晶闸管处于阻断状态，非正常情况下由电压检测系统控制接触器的主触头短接。
当钢轨与保护地之间的电位差大于装置Ⅰ段动作电压U>时，则直流接触器在延时T1后，将钢轨与保护地进行有效短接，并经过延时Toff后自动恢复开断。当在规定的T>内装置连续动作达到规定的次数n次后，接触器不再自动恢复开断而处在持续合闸的闭合状态，可通过手动或远方复归。
当钢轨与保护地之间的电压差大于装置Ⅱ段动作电压U>>时，则直流接触器在延时T2之后将钢轨与保护地长久短接，不再恢复开断，处在持续合闸的闭合状态，可通过手动或远方复归。
当钢轨与保护地之间的电位差大于U>>>时，晶闸管回路快速导通，使钢轨与保护地短接，并立即启动接触器短接闭合，接触器闭合短接后晶闸管回路恢复阻断状态，可通过手动或远方复归。
接触器动作时间不大于100ms，当装置短接时，若在钢轨和保护地间仍有一个U>存在时，则认为设备故障，向SCDAD系统发送故障信息并就地报警。当有持续电流I>通过接触器时，接触器将保持闭合状态，无法复位，持续30s后电流仍存在则闭锁。
3、钢轨电位限制装置整定值
钢轨对地电位的大小，主要与线路上机车的数量、负荷电流、牵引所间距、钢轨与地间的过渡电阻、屏蔽门对地绝缘电阻、回流通路的其他阻抗等因素相关。当线路上机车数量达到一定对数或多车同时取流时，钢轨电位将达到设定值，为保障电位处于安全状态，OVPD会发生动作现象。
成都地铁ⅹ号线OVPD整定值表
4、钢轨电位限制装置动作情况分析及结论
经过3月份至7月份观察，钢轨电位限制装置的一次、二次接线无误，已排除接线错误的可能性，电压过高动作主要原因：
（1）牵引负荷的增大，使得钢轨回流增加，钢轨电位也会升高；
（2）钢轨电位限制装置本身数据采样不准确，导致不能反应实际电压值。
根据数据统计可知，正线OVPD在单日行车时间内Ⅰ段电压（120V）动作可在100次以上，Ⅱ段电压（150V）动作则多发生在单日行车高峰时段，次数一般不超过3次，Ⅲ段电压（480V）多发生于设备短路故障发生期间。场段OVPD视库内取流及其进出库次数而定，Ⅰ段电压（60V）动作可在200次以上。
故本工程OVPD动作次数均属于正常动作范围，为供电系统可靠运营表现。
论文作者:张文风
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/8
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