框架保護是直流供電系統(tǒng)中特有的保護類型，接觸軌為正極，走行軌為負(fù)極。電流除了從走行軌返回，還可以從大地返回，這樣的雜散電流很大，所以，直流供電系統(tǒng)設(shè)計為不接地系統(tǒng)。但是設(shè)備外殼是接地的，如果發(fā)生正極接地，正極通過設(shè)備外殼對負(fù)極間的短路電流突然增大，鋼軌與車身外殼是相連為負(fù)極的，旅客上下車將有嚴(yán)重的生命危險。

　　摘 要：本文分析地鐵直流框架保護的重要性及原理，簡述地鐵直流框架絕緣安裝的方法。

　　關(guān)鍵詞：核心期刊投稿,城市軌道交通,框架保護,絕緣安裝

　　1 直流牽引系統(tǒng)為什么要設(shè)置框架保護和絕緣安裝

　　框架保護實時檢測對地絕緣的直流供電設(shè)備正極與接地的柜體之間的絕緣狀況，在斷路情況下，作用于直流斷路器跳閘。直流牽引系統(tǒng)正或負(fù)一極接地沒有什么危害，但是兩級都接地后對直流設(shè)備影響很大，可能燒壞直流用電設(shè)備或使直流用電設(shè)備不能正常工作，因此必須進行絕緣安裝。

　　2 直流牽引系統(tǒng)框架保護原理

　　2.1 框架保護分為電壓框架保護和電流框架保護兩種

　　(1)電壓框架保護采集信號的對象是負(fù)極與設(shè)備外殼(地)之間的電位差，在車站裝設(shè)有軌電位限位裝置(短路器)，如果負(fù)極對地電壓升高，即走行軌對地的電壓升高，軌電位限位裝置直接將鋼軌接地，以保證人生安全，但是，如果電壓達到整定的值，軌電位限位裝置還沒有將剛軌接地，電壓框架保護動作，所以，電壓型的框架保護相當(dāng)于軌電位限位裝置的后備保護。

　　(2)電流框架保護采集信號的對象是設(shè)備的外殼對地的泄露電流，包括整流器柜，負(fù)極柜和直流開關(guān)柜。其主要目的是保護人生的安全。

　　(3)運行過程中，通過判斷檢測到的故障電流和電壓，實現(xiàn)保護跳閘切除故障。一般來說，牽引變電所的直流開關(guān)柜、負(fù)極柜與整流器柜絕緣安裝;并采用連接電纜將直流設(shè)備的外殼保護接地連接成一個整體，通過負(fù)極柜的電流元件與牽引變電所接地網(wǎng)單點相連。

　　3 直流牽引系統(tǒng)框架保護可靠性提高

　　在軌道交通運營幾年后，會發(fā)生框架保護誤動作的現(xiàn)象。目前框架保護采用低阻框架保護裝置，直流牽引供電系統(tǒng)如果在直流設(shè)備內(nèi)發(fā)生正極對殼體的泄露，短路電流會經(jīng)過殼體、地、軌-地泄露電阻或排流二極管、軌道電位限制裝置流回負(fù)極母線，這種泄露故障最初一般的短路電流都不大，但如果不及時清除，事故會逐漸發(fā)展擴大，短路電流可能由最初的幾十安培上升到幾萬安培。因此為保護直流設(shè)備設(shè)置專門保護裝置，以在泄露初期就及時快速將故障清除，同時也帶來了框架保護的高靈敏性，一旦該裝置內(nèi)受潮或粉塵侵入，本所內(nèi)整流機組高壓側(cè)斷路器及所有直流斷路器跳閘，并聯(lián)跳同一供電區(qū)的相鄰牽引變電所直流斷路器，并閉鎖本所、相鄰牽引變電所直流斷路器。

　　4 直流牽引系統(tǒng)設(shè)備絕緣安裝

　　由于地鐵牽引供電采用直流電源，當(dāng)牽引電源正、負(fù)極不采取絕緣措施與大地接觸后，電流流入埋地金屬，再從埋地金屬體流出，進入大地或水中，因為電流流出部位成為陽極，則在電流流出部位發(fā)生激烈的腐蝕。鑒于地鐵結(jié)構(gòu)的特殊性，為防止雜散電流對地鐵隧道結(jié)構(gòu)金屬(鋼筋及預(yù)埋金屬管線等)進行腐蝕，更是為了防止正極與地產(chǎn)生電位差造成安全隱患，牽引系統(tǒng)的正、負(fù)極配電柜均采用對地絕緣安裝。

　　設(shè)備基礎(chǔ)槽鋼找平焊接完成后，對各焊點及基礎(chǔ)支撐進行打磨和防腐處理。焊點及基礎(chǔ)支撐均應(yīng)先刷一次防銹漆，然后再刷兩遍富鋅漆。對于濕度較大的地下站設(shè)備間，槽鋼基礎(chǔ)的焊點及基礎(chǔ)支撐除做以上處理外，還應(yīng)再刷一層封閉漆。

　　由于基礎(chǔ)表面漆層平整度誤差較大，應(yīng)進行二次處理，并利用平整度儀檢測。檢測合格后，用吸塵器清理漆屑及灰塵，并用無水酒精和脫脂棉對基礎(chǔ)進行第一次清洗。拆除絕緣板下底面的保護膜，用濕毛巾對絕緣板進行初步清潔。待絕緣板表面干燥后，用無水酒精和脫脂棉再次對絕緣板進行清洗。

　　為保證設(shè)備安裝后的絕緣要求，安裝絕緣板時其外緣應(yīng)超出槽鋼基礎(chǔ)輪廓。根據(jù)750 V直流配電系統(tǒng)的最小絕緣距離要求(靜態(tài)絕緣最小距離為25 mm)，在絕緣板底面繪制安裝邊線。

　　在槽鋼基礎(chǔ)上表面涂刷強力膠，嚴(yán)格按絕緣板上繪制的安裝邊線把絕緣板與基礎(chǔ)槽鋼粘合、固定。然后，在絕緣板與基礎(chǔ)槽鋼粘接縫隙處涂刷封閉膠。在柜體安裝完成后，用吸塵器對配電柜內(nèi)部進行二次清理，施工中遺留的金屬廢料、鐵屑及灰塵應(yīng)作為重點清理對象。清理完成后，除去絕緣板上表面的保護膜，再用無水酒精對絕緣板進行二次清理。最后，用1000 V絕緣電阻表對柜體進行絕緣測試。最小絕緣阻值不得小于2 MΩ。

　　目前，新建地鐵工程設(shè)備安裝時，地下設(shè)備房間非常潮濕，直流設(shè)備絕緣安裝后，由于潮濕問題，絕緣值往往達不到驗收標(biāo)準(zhǔn)2 MΩ的要求。在設(shè)備帶電前，需要采用許多特別手段，如用抽濕機對變電所進行除濕，用吹風(fēng)機(熱風(fēng))對絕緣板進行吹風(fēng)干燥等方法進行處理。

　　另外在地鐵建設(shè)及運行中，會產(chǎn)生許多塵土和金屬微顆粒，可能會附著到絕緣板和開關(guān)柜的縫隙中，影響直流設(shè)備的絕緣。另外絕緣板絕緣性能隨著時間增長也會逐漸老化降低，這些也都是影響絕緣安裝性能降低的原因。

　　5 結(jié)語

　　框架絕緣的良好狀態(tài)是杜絕發(fā)生各種短路或者接地故障，是保護人身和設(shè)備安全的保證。在施工過程中可以用絕緣搖表對其絕緣安裝進行試驗，如有不合格的找出其原因按上述步驟進行處理，以達到體框架的對地絕緣不得小于2 MΩ(用1000 V兆歐表測)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　在發(fā)電驗收時，確因(土建未交工、地下潮濕)環(huán)境惡劣條件影響，設(shè)備絕緣由安裝初期達標(biāo)，到放置一段時間后，絕緣電阻暫時不能達到2 MΩ的絕緣安裝，通常采用以絕緣電阻是否達到50 kΩ(750 V)或100 kΩ(1500 V)，做為是否投入臨時運行依據(jù)，根據(jù)實際運行經(jīng)驗，此數(shù)值能保證安全運行。但在現(xiàn)場應(yīng)采取加大除濕、通風(fēng)力度，努力改變潮濕狀態(tài)、定期進行測試的措施，隨著運行時間延長、潮濕度改善后絕緣電阻會逐漸增加，直到達到驗收標(biāo)準(zhǔn)要求。

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