地铁直流牵引供电系统钢轨运行电位安全分析.pdf

1」7に5.?6111112015年
她铁直流牵引供电系统钢轨运行电位安全分析
周大林1庞开李鲲鹏2
(1.广州市地下铁道总公司运营事业总部,510320,广州
2广州地铁设计研究院有限公司,510010,广州∥第一作者,高级工程师
摘要钢轨运行电位异常及钢轨电位限制装置频繁动作供电制式,钢轨绝缘安装。钢轨具有一定的电位值是
是目前直流牵引供电系统运行中普遍存在的问题。通过建此种牵引供电方式中固有特征。为了保障站台区域乘
立钢轨电位数学模型分析表明,钢轨阻抗和国路电流是影响客和工作人员的安全,在车站均设置了钢轨电位限制
钢轨电位的主要因素。在运营维护过程中应注重确保钢轨
装置。广州等城市的每个车站站台设置2台钢轨电位
回路的畅通,合理控制回路阻抗;可通过优化列车运行图控
限制装置,部分城市仅设置1台钢轨电位限制装置。
制最大回路电流,从而降低钢轨电位。对于钢轨电位特征及
其保护配置方案需要结合系统运行实际作进一步研究
经对上海、广州、深圳、南京、苏州等城市已经运
关犍词地铁;直流羍引供电;钢轨电位;运行安全
营的地铁线路调硏发现,钢轨电位异常升高、钢轨电
中图分类号U223.8
位装置动作频繁是目前城市轨道交通运行中普遍存
DO1:10.16037/j.1007-869x.2015.06.009
在的问题?,已引起了运营管理人员和相关科研
人员的关注。本文在深入分析钢轨电位数学模型的
Analysis of Rail Potential Safety Operation of DC Traction基础上,结合广州地铁线网的运营维护经验,对钢轨
Power Supply System
电位运行问题进行分析,并提出相关的解决措施
Zhou Dalin, Pang Kaiyang, Li Kunpeng
Abstract Rail potential abnormal operation and frequent ac
钢轨电位数学模型
tions of rail potential limiting device are commonly cxisting
钢轨通过绝缘扣件进行绝錄安装,假设钢轨纵
problems in DC traction power supply system currently
向阻抗和钢轨对地阻抗均匀分布,则根据电磁场的
Through analyzing the established rail potential mathematical
model, the rail impedance and the loop current are shown to be
基本原理,钢轨(即回流轨)可等效为均匀传输线,可
the main factors affecting the rail potential. In the operation
忽略回流系统中电感和电的影啊,而仅考虑回流
and maintenance process, attention should be given to ensure钢轨与大地的阻性耦合。。经过微元离散化处理的
the smooth rail circuit, the the loop impedance should be rea-钢轨回路等效电路模型如图1所示。为了限制杂散
sonably controlled. By optimizing the operation chart to con-电流对隧道结构钢筋及隧道以外金属构件的腐蚀,
trol the maximum loo current, rail potential could be reduced.在道床设计中均设置了道床杂散电流收集网。通过
The relationship between rail potential characteristics and pro-仿真计算分析可知,道床杂散电流收集网对钢轨电
tection contiguration scheme needs further research combined
位的影响有限,在钢轨回流稳态分析中可不考虑道
with the actual operation of the system
床杂散电流收集网的影响。
Key words Metro; DC traction power supply; rail poten
tial; satety opcration
接触网
接种网
First-author's address Deptment of Operation, Guangzhou牵引变电所s
列车
Metro Corporation, 510320, Guangzhou, China
轨道一
轨道
大地
大地
广州地铁自1997年1号线开通运行,至2014年已
电流方向
有9条线路投入运营,总长260.5km,共设164个车注:Rr-回流轨单位长度的电阻:4(x)一回流轨在x处的电流,
站。除APM(自动旅客输送系统)采用交流牵引供电
x为距牵引变电所的距离;Rg一回流轨对地泄露电阻
系统外,其他线路均采用钢轨回流的DC1500V牵引
图1轨道与大地之间的阻性耦合电路模型示意图