一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置制造方法及图纸

一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，采用MTA100负荷开关作为钢轨与地之间回路开断及关合的主开关，额定短路耐受电流可达到100kA、100ms，晶闸管回路采用正反向各并联2只晶闸管方式，串联电阻限流，降低流过晶闸管的短路电流，晶闸管采用整体压接方式，晶闸管触发装置采用光纤连接实现信号的快速交互，可以满足300V～600V可调需求，能承受不低于90kA的系统近端短路电流，晶闸管回路串联电阻限流，降低流过晶闸管的短路电流，对晶闸管的通态电流ITSM要求降低，智能控制模块实时高速采集检测数据及故障录波，大大减少晶闸管成本，节约安装空间。节约安装空间。节约安装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置


[0001]本技术涉及轨道交通供电领域，尤其是涉及一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置。

技术介绍

[0002]在城市轨道交通直流牵引系统中，无论是接触轨式系统还是架空接触网式系统，均采用钢轨作为回流。由于操作电流和短路电流的存在，可能会引起钢轨和地之间产生超过安全许可的接触电压。在此情况下，就需要在钢轨与大地间装设一套钢轨电位限制装置，以限制运行轨电位。在钢轨电位高于设定值后，将钢轨接地，限制钢轨与地之间的电位差，保证旅客和工作人员的人身安全。当接触网对架空地线/地短路时，为短路电流提供通路。
[0003]传统装置由直流接触器、晶闸管回路、电压测量元件、PLC逻辑控制模块等组成。电压测量元件检测钢轨与大地之间的电压并上传至PLC，当检测电压大于设定值时，利用接触器和晶闸管模块将钢轨与大地短接，降低钢轨电位，从而保护人身安全。接触器与晶闸管相互配合实现限位功能，根据人体耐受电压曲线可设置多组整定参数，由接触器和PLC控制器配合实现，而当电压大于500V或600V时，需在0.1毫秒内动作时，由于接触器机械结构的限制无法实现快速短接，则需要与之并联的晶闸管利用自身特性快速短接，抵消接触器的机械延时，同时接触器被激活，实现钢轨与地的短接泄压功能，此时晶闸管立刻被旁路，晶闸管压差逐渐消失，直到接近于“零”时，晶闸管关断。
[0004]传统的接触器短时耐受电流能力在50kA、250ms左右，而现在大部分地铁线路的系统近端短路电流可达到90kA左右，传统的接触器已无法满足要求。由于接触器的机械延时，在晶闸管先快速导通情况下，晶闸管还需要在接触器机械延时时间内承受系统的短路电流，传统的单只晶闸管无法满足，必须选用通态电流ITSM较大的晶闸管或者多只晶闸管并联的方式，这不仅增加成本，而且还需要加大钢轨电位限制装置的外形尺寸，可能会超出现场预留的安装尺寸。晶闸管由晶闸管触发装置控制导通，传统的晶闸管触发装置仅有500V或600V固定档位可选，无法满足部分地铁线路要求的350V～600V可调的要求。
[0005]为了解决以上问题，如公开号为CN109066643A的中国专利公开了一种新型钢轨电位限制装置，采用电力电子及微机控制技术，采用大功率电力电子器件开发，主回路采用多组晶闸管、IGBT、二极管进行串并联，采用智能轨电位测控装置控制晶闸管和IGBT实现限压支路的智能投入或退出、轨电位升高时自动限压限流、轨电位降低后自动关断的钢轨电位限制功能，保证人体与设备安全的同时，可大幅降低经OVPD设备泄漏的杂散电流总量，有效提高地铁杂散电流防护效果。
[0006]又如公开号为CN110350502A的中国专利公开了一种钢轨电位限制装置，包括电压测量模块，测量回流轨和地之间的电压，PLC控制模块，将回流轨和地之间的电压与设定值进行比对，控制触发晶闸管组件的导通或截止；晶闸管组件，包括两组正反并联的晶闸管，在测量结果高于第一指定值时第一组晶闸管导通，在测量结果高于第二指定值时第一组晶闸管导通；在测量结果高于第三指定值时第一组和第二组晶闸管导通；在测量结果低于设
定值时截止；导通组件以及截止组件,不仅能实现传统钢轨电位限制装置的所有功能，且可以设置多段连续保护定值，满足人体耐受曲线，能够耐受更高的故障电流，大大缩短短接时间，提供更为可靠的安全保护。
[0007]目前，在实际操作过程中上述专利还存在一定的不足：上述两份专利虽然实现了钢轨电位限制，实现了安全保护，但结构较复杂，电位限制装置的外形尺寸较大，可能会超出现场预留的安装尺寸，现有技术仍有待改进。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本技术提供了一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，以解决上述问题。
[0009]为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：
[0010]一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，包括直流负荷开关、分流器、晶闸管回路、晶闸管触发装置、智能控制模块，所述直流负荷开关与晶闸管回路并联。
[0011]进一步的，所述直流负荷开关采用MTA100负荷开关作为钢轨与地之间回路开断及关合的主开关，额定短路耐受电流可达到100kA、100ms。
[0012]进一步的，所述晶闸管回路采用正反向各并联2只晶闸管方式。
[0013]进一步的，所述晶闸管回路串入一组电阻进行限流，降低流过晶闸管的短路电流。
[0014]进一步的，所述晶闸管回路的晶闸管采用整体压接方式以节约安装空间，晶闸管回路并联在直流负荷开关旁。
[0015]进一步的，所述晶闸管触发装置由控制单元与触发单元组成。
[0016]进一步的，所述控制单元与触发单元之间采用光纤连接，实现信号的快速交互。进一步的，所述控制单元接收智能控制模块的快速合闸指令，通过光纤传递到触
[0017]发单元，由触发单元控制晶闸管导通，晶闸管的触发电压可通过触发单元实现300V～600V范围内调节。
[0018]进一步的，所述晶闸管触发装置可同时控制6只晶闸管的导通，能满足各种晶闸管不同组合的需求。
[0019]进一步的，所述智能控制模块采用新一代微机测控保护技术，具有集合控制、保护逻辑、短接录波、事件记录以及通讯功能，较传统控制模块最大优势是不仅高速采集模拟量模块，实时采集和检测数据，还可以在装置短接前后进行故障录波，及时记录故障数据并保存，即具有事件追述功能。
[0020]相对于现有技术，本技术装置的有益效果在于：一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，采用MTA100负荷开关作为钢轨与地之间回路开断及关合的主开关，额定短路耐受电流可达到100kA、100ms，晶闸管回路采用正反向各并联2只晶闸管方式，串联电阻限流，降低流过晶闸管的短路电流，晶闸管采用整体压接方式，晶闸管触发装置采用光纤连接实现信号的快速交互，可以满足300V～600V可调需求，能承受不低于90kA的系统近端短路电流，晶闸管回路串联电阻限流，降低流过晶闸管的短路电流，对晶闸管的通态电流ITSM要求可降低，智能控制模块实时高速采集检测数据及故障录波，大大减少晶闸管成本，节约安装空间。
附图说明
[0021]图1是本技术一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置原理图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]本技术提供一种技术方案：一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，主回路由直流负荷开关MTA、分流器R
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组成，并配置电流电压测量元件、微机测控保护装置进行电流、电压采集和回路的控制，以及实现当地/远方操作。负荷开关旁并联晶闸管回路，晶闸管回路采用4只晶闸管D1～D4整体压装：负对地方向设置2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，其特征在于：包括直流负荷开关、分流器、晶闸管回路、晶闸管触发装置、智能控制模块，所述直流负荷开关与晶闸管回路并联，所述晶闸管触发装置由控制单元与触发单元组成，所述控制单元接收智能控制模块的快速合闸指令，通过光纤传递到触发单元，由触发单元控制晶闸管导通，所述晶闸管回路与分流器串接。2.根据权利要求1所述一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，其特征在于：所述直流负荷开关采用MTA100负荷开关作为钢轨与地之间回路开断及关合的主开关。3.根据权利要求2所述一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制装置，其特征在于：所述晶闸管回路采用正反向各并联2只晶闸管方式。4.根据权利要求3所述一种高负荷性能的船舶及轨道交通用钢轨电位限制...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚君美，钱小森，王彬，吴杰，朱杰，朱健，陈玉建，马晨，常青，赵晋，
申请(专利权)人：镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司，
类型：新型
国别省市：