[实用新型]一种有源型钢轨电位限制装置

说明书

本实用新型提供了一种有源型钢轨电位限制装置，包括连接于钢轨与地网之间的接触器支路、晶闸管支路和测量控制回路，所述接触器支路、晶闸管支路和测量控制回路并联，还包括外电源输入回路，所述外电源输入回路用于输出与钢轨电位相反电位波形的外电源，并连接于钢轨与地网之间。本实用新型增加外电源输入回路，输出与钢轨电位波形相反的外电源消除钢轨电位波形达到限制钢轨电位，隔离钢轨与地网之间的电流通路，消除了因本装置运行而流入地中的杂散电流。

技术领域

本实用新型属于牵引回流系统的钢轨电位及杂散电流防护技术领域，特别涉及一种有源型钢轨电位限制装置。

背景技术

我国绝大部分城市轨道交通采用直流750V或1500V供电，机车从接触网(或接触轨)获得电能，牵引电流通过走行轨返回到牵引变电所整流机组负极。由于钢轨自身的阻抗，电流流过时产生电压降，在钢轨和地之间产生电位差，形成钢轨电位，严重时可危及人身安全。

为了限制钢轨电位，常用的方法是在车站设置钢轨电位限制装置，其一端接钢轨，另一端接地母排。钢轨电位限制装置由接触器回路、晶闸管回路、测量控制回路等组成，如图1。国内已建成投入运行的城市轨道交通系统中，普遍存在钢轨电位较高的问题，钢轨电位限制装置频繁动作，甚至长期闭合。

该装置有三段过电压保护功能，在正常运行方式下接触器处于打开状态，当钢轨电位限制装置测量回路检测到的轨电位大于I段动作电压(U1，可设定)时，控制回路发出指令，指令接触器延时合闸，经一定时间后断开；当测得的轨电位大于II段动作电压(U2，可设定)时，控制回路发出指令，指令接触器无延时合闸，经一定时间后断开；当测得的轨电位大于III段动作电压(U3，可设定)时，控制回路发出指令，指令晶闸管回路先快速合闸导通，使钢轨与地短接，然后接触器合闸并闭锁在合闸状态，直至人工对其进行分闸操作。

根据测试，当钢轨电位限制装置闭合时，钢轨与地之间的入地电流(杂散电流)达到800A以上，有些甚至可达到1200A左右。该杂散电流流出地网达到车站结构钢筋，再通过道床结构钢筋流回钢轨，在电气设备接地薄弱处或绝缘安装薄弱处产生电火花，烧损电气设备和金属设施。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种有源型钢轨电位限制装置，增加外电源输入回路，通过IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistot，绝缘栅双极型晶体管)的调频调幅输出与钢轨电位波形相反的外电源消除钢轨电位波形达到限制钢轨电位，隔离钢轨与地网之间的电流通路，消除了因本装置运行而流入地中的杂散电流。

本实用新型采用的技术方案是：一种有源型钢轨电位限制装置，包括连接于钢轨与地网之间的接触器支路、晶闸管支路和测量控制回路，所述接触器支路、晶闸管支路和测量控制回路并联，还包括外电源输入回路，所述外电源输入回路用于输出与钢轨电位相反电位波形的外电源，并连接于钢轨与地网之间。

作为优选，所述外电源输入回路具有三个相互并联的电源支路，所述电源支路连接外电源。

作为优选，所述电源支路采用IGBT。

作为优选，所述电源支路采用两个串联的IGBT，所述外电源接于两个IGBT之间。

作为优选，所述外电源输入回路与启动模块串接，所述启动模块接于所述外电源输入回路与钢轨之间。

作为优选，所述启动模块采用并联的开关和带电阻开关。

作为优选，所述外电源输入回路与放电模块并接。

作为优选，所述放电模块采用并联的电容和电阻。