谢红霞

摘 要：以重庆轨道交通较洞线为例，介绍跨座式单轨交通牵引供电系统64D接地漏电保护和列车GR的原理，并简单分析64D接地漏电保护和列车GR的保护范围及相互之间的保护配合，从而总结64D接地漏电保护装置和列车GR的关系。

关键词：跨座式单轨；64D；接地漏电保护；GR

1重庆轨道交通较洞线牵引供电系统概况

跨座式单轨，即列车跨座于轨道梁之上行驶，走行轨道只有一条，而非传统铁路和地铁的两条平行钢轨。目前，重庆轨道交通国内已开通运营的城市轨道交通线路中仅有的两条跨座式单轨城市交通线路较洞线和机场线。与全国所有轨道交通线路一样，其直流牵引供电系统设计为不接地系统，对直流供电设备采用绝缘对地安装，与地铁正极接触网供电、负极走行轨回流的方式不同的是，单轨走行轨不具备回流的功能，而是单独设置专用的负极接触网作为回流通路。因此，跨座式单轨接地漏电保护装置与其他轨道交通线路相比，具有明显不同的特点。

2、设置接地漏电保护装置和列车GR的必要性

如果列车在行驶过程中发生绝缘故障，导致列车车体框架带电，列车到站后容易因列车与站台之间的跨步电压对上下车的乘客造成触电伤害。为了确保乘客的安全，在正线所有车站轨道梁负极接触网侧都安装了列车框架接地装置（车站接地板），使停靠车站的列车可靠接地。为了检测列车车体是否带电，在车体与负极之间串联GR回路，一旦GR继电器电压达到100V，列车GR故障灯亮。为了有效地切除接触网的短路故障，保证直流设备的正常工作和乘客安全，在正线各牵引变电所的直流负极母线安装64D接地漏电保护装置（以下简称64D保护）。

3、接地漏电保护的原理及引起保护动作的原因

重庆轨道交通较洞线，接触网的额定电压为DC1500V，允许偏差为DC1000-1800V，刚性接触网布置于走行轨道两侧，正极接触网向列车供电，负极接触网回流，车辆通过橡胶轮胎在轨道梁上运行。

3.1接地漏电保护装置原理

重庆单轨系统每座牵引所内设一台接地漏电保护装置，简称64D保护，它一段接到1500V直流母线负极侧，另一段通过接地电阻（R=5Ω）接入大地。当接触网供电线或者车辆控制系统绝缘受到伤害而车体带电时，而形成的泄漏电流在接地电阻R上压降达到170V时，发出报警信号，如在接地电阻R上形成的压降达到200V时，接地保护装置动作，跳闸本所五台直流馈线断路器，并向左右邻所直流上网馈线发联跳。

在系统正常运行情况下，漏电流在上产生的压降远小于64D保护继电器的整定值，接地电阻R上产生的电压可以忽略不计，即相当于牵引供电系统负极电位接近地电位。只有正极接触网对地短路或者列车电控系统绝缘因老化、击穿等损伤供电线网或车辆电控系统绝缘受到损伤形成的漏电流在R上的压降达到64D保护的整定值时，64D保护出口，引起各牵引所馈线开关跳闸。如果设备是瞬时故障，会自动重合闸。如为永久性故障，故障区间接触网供电的牵引所馈线开关在120S时间内自动重合闸2次后跳闸并闭锁，相应接触网区段失电，起到隔离故障的目的。

3.2 导致64D保护动作的常见情况

牵引供电系统正常运行：各牵引变电所通过馈电线路及接触网向各运行列车输送直流电流，列车就近向牵引变电所获取最大的牵引电流，64D保护装置检测到的电流、电压均在正常范围。

3.2.1馈电线短路事故

馈电线的正、负极板间的短路事故一般不会出现。唯一的事故是由于列车前端档板出卷入了雪，雪堵塞后于正、负极的导电弓间由于雪的水分导致短路。此时接地保护装置动作，将变电所快速断路器断开，并报警。

3.2.2馈电线接地事故

馈电线的接地事故有时会发生。如正极馈电线由于某些物体（导体）造成绝缘子绝缘不良或造成短路等。接地电流流入至各变电所的接地保护装置，此值达到漏电预警值时，微机系统出预警信号；此值达到保护值时，接地保护装置动作，将变电所快速断路器断开，并报警。此时，短路电流同时按照以下两个回路流回负极：正极馈电线→大地→64D保护装置→牵引所直流负极母线；正极馈电线→车站接地板→车站内车体框架→GR故障灯→负极受电弓→接触网负极→牵引所直流负极母线。此时，全线路各车站内列车GR故障灯均显示故障，而区间运行列车GR故障灯无显示。

3.2.3列车主线路、高压辅助线路的短路事故

列车主线路、高压辅助线路的短路事故极其稀少，发生事故时，当事故点发生在车辆的“快开LB”之后，车辆电控系统的快速断路器LB将跳闸。当事故点发生在车辆的“快开LB”之前，则通过供电系统的快速断路器将系统断开。

3.2.4列车主线路、高压辅助线路的绝缘不良

此时泄漏电流通过车辆GR线路。GR线路设定工作环境是为了防止万一出现乘客触电事故。为此GR线路整定值应根据人体所能承受的值进行整定。当故障发生在列车受电弓∽LB间时，列车通过停站时车辆框架接地装置，使车辆GR线路动作（漏电电压大于100V），车辆LB分断；或者变电所的接地保护装置动作（漏电电压大于200V），将变电所快速断路器断开，并报警。故故障列车在区间运行，则GR灯点亮，其他列车GR故障灯无显示，车内乘客与列车等电位，不会造成触电事故；当故障列车驶入车站或者车站列车发生此类故障，短路电流同时按照以下两种方式流回负极：正极接触网→车体框架→GR故障灯→负极受电弓→接触网负极→牵引所直流负极母线；正极接触网→车体框架→车体接地刷→車站接地板→大地→64D保护装置→牵引所直流负极母线。不难分析，此时在所有车站的列车GR故障灯都可以被点亮。

3.3 64D动作原因排查

由以上分析可以总结出，64D保护动作原因，主要可分为：一、直流设备、电缆接地故障。二、正极接触网接地、正负极短路接地。三、列车供电回路故障。

当出现64D保护动作导致部分（或全线）接触网失电的情况，如何迅速判断失电原因对于尽快恢复列车运营至关重要，首先，失电区段的所有列车全部收弓，然后对失电区段的接触网进行试送电，如果试送电失败，则可判断为牵引供电系统方面的原因，如果试送电成功，则可判断为列车方面的原因，此时需要对该区间列车进行逐列排查，直至找到故障列车。

4、GR故障分析

典型GR故障分类如以下列车GR灯点亮示意图：

图3短路电流同时按照以下两个回路流回负极：正极接触网→大地→车站接地板→车体接地刷→车体框架→GR故障灯→负极受电弓→接触网负极→牵引所直流负极母线，正极接触网→大地→64D保护装置→牵引所直流负极母线。

图4、图5短路电流同时按照以下两个回路流回负极：正极接触网→车体框架→GR故障灯→负极受电弓→接触网负极→牵引所直流负极母线；正极接触网→车体框架→车体接地刷→车站接地板→大地→64D保护装置→牵引所直流负极母线。

图6列车在区间，短路电流按照以下一个回路流回负极：正极接触网→车体框架→GR故障灯→负极受电弓→接触网负极→牵引所直流负极母线。

通过以上典型案例分析：

1、当故障造成1500V牵引供电系统正极接地时，所有车站停靠列车均可发生GR故障。

2、所有故障均不会造成区间正常列车报GR故障。

3、区间列车报GR故障，表明该列车供电系统存在绝缘故障；且只有该列车报GR故障，正线其他列车不受影响。故障列车进站时，由于车体强制接地，故障发展为牵引供电系统正极接地，进而引起所有车站列车GR故障及全线牵降所64D保护动作。

5、接地漏电保护和GR故障的关系

64D动作表明牵引供电系统发正极接地，可以是直流电缆、接触网、列车故障引起；GR动作表明列车供电回路绝缘故障或者被牵引供电系统正极接地故障影响。64D、GR可以相互影响。64D动作电压200V、GR动作电压100V，表明列车GR更为灵敏，存在多列车GR故障，而64D保护无任何报警现象。

6、接地漏电保护和GR故障总结

64D保护存在的缺点：1、64D保护基本无选择性，通常故障导致大面积牵降所64D动作。

2、故障多为瞬时故障，64D保护设置有重合闸2次，即使全线64D保护频繁动作，大部分区段接触网可由重合闸恢复供电，能重合成功几率很大，不利后期查找故障。3、对于频繁的接地故障，若调整接触网单边供电缩小故障，则会降低接触网供电可靠性。4、运营期间，即使将接触网调整为单边供电，也无法完全将故障隔离。

7、结语

本文对单轨牵引供电系统64D接地漏电保护和列车GR故障进行了简单的介绍，并通过分析得出，1、当有列车GR故障，而64D保护无任何报警时，电力调度应加强牵引供电系统监视并做好相应准备。2、根据实际运行经验，64D、GR故障多为瞬时性故障，给电力、行车调度故障查找带困难。在发生列车GR故障时，行车调度应密切关注区间有无列车报GR故障，行车调度与电力调度间信息畅通。3、在长时间全线64D、GR故障无法消除时，故障原因又无法明确，经请示后电力调度可合理调整接触网运行方式，将接触网分成若干供电区段，防止故障影响全线，同时也能缩小故障排查范围。

參考文献

[1]跨座式单轨交通直流牵引系统接地保护设计，《都市快轨交通》第21卷，2012.02，周才发

（作者单位：重庆市轨道交通（集团）有限公司）