城市轨道交通直流牵引系统框架保护及绝缘安装分析[权威资料].pdf

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要：本文分析地铁直流框架保护的重要性及原

理，简述地铁直流框架绝缘安装的方法。

关键词：城市轨道交通框架保护绝缘安装

TM866A1672-3791（2014）08（b）-0049-01

1直流牵引系统为什么要设置框架保护和绝缘安装

框架保护是直流供电系统中特有的保护类型，接触轨

为正极，走行轨为负极。电流除了从走行轨返回，还可以从

大地返回，这样的杂散电流很大，所以，直流供电系统设计

为不接地系统。但是设备外壳是接地的，如果发生正极接

地，正极通过设备外壳对负极间的短路电流突然增大，钢轨

与车身外壳是相连为负极的，旅客上下车将有严重的生命危

险。框架保护实时检测对地绝缘的直流供电设备正极与接地

的柜体之间的绝缘状况，在断路情况下，作用于直流断路器

跳闸。直流牵引系统正或负一极接地没有什么危害，但是两

级都接地后对直流设备影响很大，可能烧坏直流用电设备或

使直流用电设备不能正常工作，因此必须进行绝缘安装。

2直流牵引系统框架保护原理

2.1框架保护分为电压框架保护和电流框架保护两种

（1）电压框架保护采集信号的对象是负极与设备外壳

（地）之间的电位差，在车站装设有轨电位限位装置（短路

器），如果负极对地电压升高，即走行轨对地的电压升高，

轨电位限位装置直接将钢轨接地，以保证人生安全，但是，

如果电压达到整定的值，轨电位限位装置还没有将刚轨接

电位限位装置的后备保护。

（2）电流框架保护采集信号的对象是设备的外壳对地

的泄露电流，包括整流器柜，负极柜和直流开关柜。其主要

目的是保护人生的安全。

（3）运行过程中，通过判断检测到的故障电流和电

压，实现保护跳闸切除故障。一般来说，牵引变电所的直流

开关柜、负极柜与整流器柜绝缘安装；并采用连接电缆将直

流设备的外壳保护接地连接成一个整体，通过负极柜的电流

元件与牵引变电所接地网单点相连。

3直流牵引系统框架保护可靠性提高

在轨道交通运营几年后，会发生框架保护误动作的现

象。目前框架保护采用低阻框架保护装置，直流牵引供电系

统如果在直流设备内发生正极对壳体的泄露，短路电流会经

过壳体、地、轨-地泄露电阻或排流二极管、轨道电位限制装

置流回负极母线，这种泄露故障最初一般的短路电流都不

大，但如果不及时清除，事故会逐渐发展扩大，短路电流可

能由最初的几十安培上升到几万安培。因此为保护直流设备

设置专门保护装置，以在泄露初期就及时快速将故障清除，

同时也带来了框架保护的高灵敏性，一旦该装置内受潮或粉

尘侵入，本所内整流机组高压侧断路器及所有直流断路器跳

闸，并联跳同一供电区的相邻牵引变电所直流断路器，并闭

锁本所、相邻牵引变电所直流断路器。

4直流牵引系统设备绝缘安装

由于地铁牵引供电采用直流电源，当牵引电源正、负

极不采取绝缘措施与大地接触后，电流流入埋地金属，再从

埋地金属体流出，进入大地或水中，因为电流流出部位成为

阳极，则在电流流出部位发生激烈的腐蚀。鉴于地铁结构的

特殊性，为防止杂散电流对地铁隧道结构金属（钢筋及预埋

金属管线等）进行腐蚀，更是为了防止正极与地产生电位差

安装。

设备基础槽钢找平焊接完成后，对各焊点及基础支撑

进行打磨和防腐处理。焊点及基础支撑均应先刷一次防锈

漆，然后再刷两遍富锌漆。对于湿度较大的地下站设备间，

槽钢基础的焊点及基础支撑除做以上处理外，还应再刷一层

封闭漆。

由于基础表面漆层平整度误差较大，应进行二次处

理，并利用平整度仪检测。检测合格后，用吸尘器清理漆屑

及灰尘，并用无水酒精和脱脂棉对基础进行第一次清洗。拆

除绝缘板下底面的保护膜，用湿毛巾对绝缘板进行初步清

洁。待绝缘板表面干燥后，用无水酒精和脱脂棉再次对绝缘

板进行清洗。

为保证设备安装后的绝缘要求，安装绝缘板时其外缘

应超出槽钢基础轮廓。根据750V直流配电系统的最小绝缘

距离要求（静态绝缘最小距离为25mm），在绝缘板底面绘制

安装边线。

在槽钢基础上表面涂刷强力胶，严格按绝缘板上绘制

的安装边线把绝缘板与基础槽钢粘合、固定。然后，在绝缘

板与基础槽钢粘接缝隙处