李雪征

摘  要：随着我国城市轨道交通的迅猛发展，信号系统作为城市轨道交通工程中重要的组成部分，对行车的安全、正点、高效的运行起着至关重要的作用，而智能信号电源屏为信号系统提供运行所需要的电能。监测系统对各个供电回路的电压、电流等指标进行实时的采集和整理，对检测结果进行判断，严重的话系统会立即生成警报，提示使用者进行复查或者启用备用系统。所以对智能电源屏漏电流的监测就显得尤为重要。

关键词：地铁;信号系统;电源屏;漏电流

铁路信号电源屏监测系统的设立，是为了对各个供电回路的电压、电流等指标进行实时的采集和整理，通过对这些数据的分析，来判断各个系统和接触器的使用状态是否正常。在日常的使用过程中一但出现数据溢出或者异常的情况，检测系统就会就其检测结果进行判断，严重的话系统会立即生成警报，提示使用者进行复查或者启用备用系统。值得一提的是，检测系统的电力来源于智能电源屏的直流电，如果整个电网停电，那么监控系统也无法工作，从而失去对异常数据和故障的监控作用。

一、智能电源屏的组成

信号智能电源屏的组成分为了两个部分，第一个是能源部，也就是我们俗称的供电设备，这部分是向整个信号和指挥系统24小时连续提供电源的核心设备;第二个是监测系统，这个监视系统是为了保证供电系统的正常运行而设立的。信号电源屏的种类成百上千，但是就其组成的原理和结构来看几乎是一致的。在生产的过程中基本都包含了一下几个部分：综合信号电源柜、电压稳定设备、监测设备、电源模块、输入结构、输出结构、隔离结构、控制等几部分。和所有的电源设备一样，电源屏的电路也包含了主要电路和辅助电路两个部分，为了保证信号系统24小时、365天的正常运行，这两部分电路除了极个别的情况下有连接，基本上是完全独立的两个互不影响的系统。主要的电路系统包含了主要电路回路和辅助电路回路，主要电路回路是为了使用中的电流提供载体，辅助的电路回路的作用是用于加强对于主要回路的控制，以实现整个信号系统的自动化控制。当然由于国家标准的不同和使用习惯的不同，在每个信号电源屏的生产过程当中还会因地制宜的添加客制化的结构。

二、漏电保护的实现

根据故障电流动作的漏电保护器叫电流型漏电保护器，根据故障电压动作的漏电保护器叫做电压型漏电保护器。在某些场合，漏电流保护设备使用了一些低成本的替代方案，以电流平衡替代了系统漏电的真实数值，虽然某些场合下可以使用，但在信号电源系统内使用会产生误告警。因为是漏电检测的替代方案，且可以通过部分等效到达廉价实现，所以应用就须进行限制。

三、电流型漏电保护器设备自身误检测导致误告警

从电流型漏电保护器的检测原理可知其并不适用于铁路智能信号电源屏。

信号电源系统中，电力变压器一般均采用TN-S设计，均为三相五线。即N线与保护地PE线分开设置，同时N线在远端（电力变压器端）接地。两路市电经输入断路器及切换装置后输出一路为UPS供电，其中两路N线不中断，并短接在一起，电源屏两路市电切换原理见下图：

如图所示，电源屏上级开关的漏电保护装置一般对一路电源的四线进行电流矢量和的判断。但当现场采用如图配电方式时，一路漏流检测装置仅采取了实际回流1，由于I路回流路径与II路回流路径阻抗量级近似，所以二路的N线同样能够存在电流回流，故设备真实回流应为回流1加回流2之和，而配电柜上的漏电检测装置只对回流1进行计算，结果电流矢量不为零，最终导致漏电检测装置频繁错误报警或无法闭合开关问题。

所以信号电源系统中如设置此种漏电保护装置，则易导致其频繁误动作，进而造成供电中断。

四、断开N线解决误检测问题的重大风险

1.违反了《客专铁路信号产品标准暂行技术条件》标准，5.21（b）“N（零线）线上严禁设置开关、熔断器、断路器或接触器”。

2.若零线不接在一起，因三相不平衡，在零线有电流，产生零地电压，零地电压不相等，产生压差，在切换过程中，零线会产生大电流损坏后端设备。

3.若设置开关，由于现有开关器件技术限制，当断路器脱扣、人为操作及接触器发生切换时均会造成断开时间不一致或N线中断，此时由于UPS为电池逆变工作，逆变器输出为三相回路，N线与输入端直通，造成负载没有N线。在绝大数情况下，现场三相设备不可能完全均衡，此时三相负载不平衡程度会增大，必然会导致电压严重漂移，会导致切换瞬间产生高电压。最终损坏后端设备，有些负载电压过低不能正常工作。同时由于漂移电压非常高，甚至可能击穿原有设计绝缘，造成更严重风险。

综上所述，根据标准和实际会产生的问题与风险，零线是不能断开的

五、漏电流范围

漏电保护器误动作不是因为真实的漏电流大了才进行了保护，而是因为误检测。当误检测问题解决了之后，才能通过调整漏电流门限的方式实现漏电保护。在无法解决误检测问题时，漏电流的范围无法确认。

并且漏电流的大小是跟随情况的不同而产生变化的。

1.零火线对地存在分布电容，分布电容的存在就可能會产生漏电流，下雨、阴天等特殊天气情况时，分布电容产生变化，继而产生的漏电流就会不相同。

2.根据铁标要求，信号电源设备需经过EMC，所以在设备的输入增加了X电容与Y电容，Y电容接地就会产生漏电流。不同型号、不同配置的模块Y电容不一样，产生的漏电流不相同，且模块挂在同一相或者不同相的Y电容也不相同，漏电流也不相同。

3.系统的防雷是通过防雷组件接地，当电压有浪涌时，也会对地产生大电流。

六、漏电保护器改进建议

因漏电保护器以电流平衡替代了系统漏电的真实数值，导致的误报警，以从技术考虑建议，可将两路的N线进行同时检测，进行如此改造即可解决误报造成的问题。

七 结语

在地铁建设、运行过程中，智能信号电源屏的使用越来越多，在智能信号电源屏使用过程中，要对电源屏产生的漏电流及时、准确的进行判断和分析，并将故障及时排除，这样才能保障列车运行安全，才能更好的促进我国地铁行业发展。

参考文献

[1]张福庆.铁路信号智能电源屏故障判断及应急处理[J].电力设备.2017（22）