城市轨道交通供电第四章 接地系统与过电压保护
城市轨道交通供电系统运行与管理17-过电压防护
二、过电压防护要求
(一)防护设施
4.电涌保护器-SPD 轨道交通供电系统为了限制400V系统内各类过电压一 般需要在400V进线处安装SPD以保护系统设备。 5.直流避雷器 直流避雷器主要为了防止接触网(轨)雷电波的入侵。目前 国内尚无直流牵引用避雷器的相关规范标准，参数选择标 准可参照EN50123《直流系统特殊用途用氧化锌避雷器 与过电压限制器》。
第八章 综合接地系统与过电压防护
第17讲
过电压防护
1
过电压分类
内 容 提 要
3
2
过电压防护要求
轨电位限制装置
一、过电压分类
2018/2/7
3
一、过电压分类
2018/2/7
一、过电压分类
2018/2/7
5
一、过电压分类
2018/2/7
一、过电压分类
(一)过电压分类
一、过电压分类
(二)不同类型过电压特点
轨道交通变电所环网供电系统均为电缆供电，仅在架 空接触网系统需要考虑这种过电压方式。
一、过电压分类
4．雷电过电压
(3) 感应雷过电压：是指在电气设备的附近不远处发 生闪电，虽然闪电没有直接击中设备，但由于静电感 应和电磁感应，在导体上会感应产生过电压，形成雷 电感应过电压。另外，当巨大的雷电流在雷击点快速 流动时，其周围也会感应产生很高的感应电势，也有 可能产生过电压。
城市轨道交通供电第四章城市轨道交通供电接地系统
第三节
城市轨道交通供电系统 接地原则及构成
一、系统接地原则、要求及构成
2. 城市轨道交通接地系统构成 （1）每个车站单独设置一个接地网，供车站各种设备的工作接地、安 全接地用。接地电阻满足弱电设备共用接地网接地电阻要求。 （2）沿线电缆支架上敷设一贯通的接地金属体，供沿线区间电气、通 信、信号等机电设备安全接地用。 （3）架设架空地线，供接触网系统设备工作接地、安全接地和防雷接 地用。 （4）牵引回流系统采用浮空不接地方式，钢轨、负回流线、直流开关 柜、整流器、负极柜采用绝缘法安装。 （5）全线各车站、车辆段和停车场设钢轨电位限制装置。
第三节
城市轨道交通供电系统 接地原则及构成
一、系统接地原则、要求及构成 4. 变电所接地保护的范围 电气装置和设施的下列金属部分，除直流柜外均应接地。电气装置和 设施的下列金属部分接地，主要包括以下几个方面：变压器和高压电器等 的底座和外壳必须接地；互感器的二次绕组一端必须接地，否则测量的就 不是对地电压了；气体绝缘全封闭组合电器（GIS）的接地端子必须接地； 配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架必须接地，以 确保安全；铠装电缆的外皮必须接地；配电装置的金属架构和钢筋混凝土 架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门必须接地，也是为了安全考虑。
大都实行工作接地。 （2）中性点（线）与零点（线）的区别。 （3）配电系统的三点共同接地。
第二节
接地装置的电阻选择及维 护
一、系统及设备接地电阻的允许值
限定接地装置的接地电阻，实际上就是限定了接触电压和跨步电压的高低。 反之，从安全角度出发，若限定了接触电压和跨步电压的高低，则也就确定了接 地电阻允许值的大小。部颁接地规程中规定，对大接地短路电流系统的电力设备 ，其接地装置的接地电阻值应符合公式要求，即 R < 2 000/Id （）（当Id > 4 000 A时，取R < 0.5） （4.3） 式中 R ── 考虑季节影响的最大（工频）接地电阻（）； Id ── 流经接地装置的最大单相稳态短路电流（A）。 对中性点非直接接地的小接地短路电流系统的电力设备，其接地电阻值应符 合下述要求：高压与低压电力设备共用的接地装置 R≤120/Ijd （） （4.4） 只用于高压电力设备的接地装置， R≤150/Ijd （） （4.5） 式中 Ijd ── 单相接地时的故障（电容）电流（A）。
地铁直流牵引供电系统过电压保护与绝缘配置
地铁直流牵引供电系统过电压保护与绝缘配置发布时间：2021-12-21T07:17:44.619Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第15期作者：吴俊霞[导读] 随着地铁系统的快速发展，直流牵引供电系统的应用越来越广泛，开发性能优良、可靠的直流保护十分迫切。
深圳地铁运营集团有限公司广东.深圳 518000摘要：随着地铁系统的快速发展，直流牵引供电系统的应用越来越广泛，开发性能优良、可靠的直流保护十分迫切。
文章详细介绍了地铁直流牵引供电系统中使用的几种直流同轴电缆保护方法。
组合跳闸保护、重合保护、结构保护的基本保护原理，以及如何根据电流增量的准确测量区分常见故障情况和所有正常运行情况，并为地铁配备同轴电缆保护装置给出理论依据。
关键词：地铁;直流牵引;供电;过电压保护;绝缘引言：地铁直流牵引系统架构的保护是供电系统保护的重点保护，框架保护动作后，共12个断路器跳闸：直流断路器6个，本所高压35kV整流机组两个断路器，以及联跳两邻站4个直流馈线断路器。
断路器在结构保护动作后不易重合，会造成接触网大面积停电，危及运营。
因此，结构保护的正确动作对于整个牵引供电系统非常重要。
钢轨电位限制装置用于监测钢轨电压、限制钢轨电压，保护生命安全。
1、直流牵引系统保护配置原则对于不同的地铁牵引供电系统，直流牵引系统的保护设备很可能不同，但保护效果是一样的。
只要能满足保护要求，为保证供电系统可靠，系统应尽量避免一些保护。
由于防护用品的过度提供，一方面会扩大系统项目的投入，另一方面会提高保护配合难度。
对于采用第三接触轨供电系统方式的地铁供电系统，由于供电系统电压为1500V，供电系统之间的距离较短，但回路电阻较大，短路容量比较小，存在短路容量与列车牵引负载电流难以区分的情况。
由于最初的直流电源保护系统缺乏具有可用性能的保护设备，一般只提供电流和过流保护装置来断开常见故障，保护的效果通常并不理想。
为了更好地处理上述问题，一种方法是改进直流多路跳线的保护。
浅谈地铁低压供电系统的过电压保护
浅谈地铁低压供电系统的过电压保护地铁低压供电系统的过电压冲击主要来自外部的雷电过电压和内部的操作过电压，过电压保护对供电系统的稳定可靠运行具有重要作用，合理选择电涌保护器等防护元件是过电压保护中的重要内容。
标签：地铁低压供电电涌保护器过电压保护0 引言成都地铁1号线采用110/35KV两级电压供电方式，通过35KV环网电缆给牵引供电系统与动力照明供电系统供电，全线配置牵引降压混合变电所8座、独立降压变电所11座、跟随式降压变电所6座。
地铁低压供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统，提供了正线车站和区间的机电设备动力电源和照明电源。
根据GB50490-2009《城市轨道交通技术规范》，过电压保护装置用于防止操作过电压和大气（雷电）过电压。
电涌保护器是低压供电系统过电压保护中重要的装置，合理的选型配置对供配电网络稳定可靠运行具有重要的作用。
1 过电压冲击对地铁低压供电系统造成的影响（1）控制系统误动作0.4kV低压开关柜PLC系统设置为当检测到一路电源进线电压异常后，在一定延时内时自动切除三级负荷，再过一定延时内异常电压未恢复到正常范围，则分闸该路进线开关后再合闸母联开关，系统转换为单电源供电方式。
过电压冲击可造成该类备自投逻辑误动作。
（2）线路、电气元件损坏过电压会造成供配电线路发热老化、绝缘性能降低，造成短路故障等。
电气元件长期运行在额定工作电压下，过电压冲击超过元件的耐压能力后持续一定时间会造成绝缘破坏和元件烧毁。
（3）电气设备断电、停机造成断路器、隔离开关烧坏，变频器等电压保护动作，末端设备停机。
（4）对二次设备等对电磁抗扰要求较高的设备的影响二次控制电源由一次回路进线开关端子处引入时，容易受一次回路电压波动的影响，有时甚至烧坏进线侧的熔断器。
虽然PLC电源等24V直流电源进线侧多配置有稳压、滤波功能的高频开关电源，但一次回路的电压波动仍然容易侵入造成对PLC的电磁干扰。
很多二次设备、模块，例如从一次回路直接接入检测信号的开关量采集模块等，由于内部集成电路抗电冲击能力差，在一次回路电涌浸入时容易出现烧坏各类接口或板卡的故障。
地铁直流牵引供电系统的接地保护
地铁直流牵引供电系统的接地保护摘要：地铁由于运载量大、快捷，是人们出行首选交通工具。
然而地铁的安全稳定运行，需要电力的支撑，包括各种运行设备。
因此，地铁直流系统安全稳定性，对地铁正常运行有着巨大影响。
文章主要分析了地铁直流牵引供电系统的接地保护，仅供参考。
关键词：地铁；直流牵引供电系统；接地保护引言：城市轨道交通直流牵引供电系统是其重要组成部分，直流牵引供电系统的控制与保护是整个系统的核心，为地铁的稳定运行发挥着极其重要的作用。
1直流牵引供电系统概述就我国目前阶段的供电方式来说，大部分的城市为了保障为人们的日常工作和生活提供稳定的电流和电压，都会在城市的变电站、牵引网、接触网的安置和運行过程中，采取 1500V 直流电的供电方式。
而轨道交通牵引作为一种对用电需求更高的城市轨道交通方式，需要在实际的运行过程中采取两边都供电的模式，这一模式的采用是为了防止当一边的供电系统出现故障时，另一边的供电系统能够接替进行工作，从而保障城市轨道交通的正常运行，不会造成城市交通故障，对使用者也是一种保障。
此外，还会辅助以直流牵引供电网的保护，借助杂散电流的保护方法，将使用的电能、电压、电能等均匀地分配到每一个运输网络，从而保证每一个用电器都能够保持正常的工作，而且对于长距离的运输线路来说，也具有一定的保障作用，不会由于线路过长而出现故障。
另外，城市轨道交通的自身变电模式的应用，会缩短供电的距离，从而增加了工程的经济资源损耗，这也说明这种直流制的牵引供系统不适合在大面的城市轨道交通中进行建设。
城市轨道系统依靠直流牵引供电系统输送电能，如果没有电能的支持，城市轨道系统将陷入瘫痪。
城市轨道相较于其他轨道而言既有着一定的相似，不过也有着些许的不同。
因此并不能直接将其他轨道系统的设计方案套用到城市轨道建设。
虽然城市轨道于近些年才在我国开始流行，不过在国外已经有了很多的运营实验与研究数据。
目前国内外最常见的供电系统主要包括直流1500伏与交流25千伏两种。
城市轨道交通高电压设备运行与检修智慧树知到答案章节测试2023年
第一章测试1.电气设备的（）,就是要及时发现电气设备在运行中出现的各种潜伏性缺陷。
A:预防性试验 B:电压试验 C:交接试验答案:A2.电气设备的预防性试验应严格按照（）规定的各类电气设备的试验周期安排试验计划。
A:《电气设备预防性试验规程》 B:《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 C:《电业安全工作规程》答案:A3.电气设备交接试验,除按现行的（）执行外,还应参考设备制造厂对产品的技术说明和有关要求进行。
A:《电气设备预防性试验规程》 B:《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 C:《电业安全工作规程》答案:B4.电气设备停电试验应完成保证安全的组织措施和技术措施,严格执行（）的有关规定。
A:《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 B:《电业安全工作规程》 C:《电气设备预防性试验规程》答案:B5.电气设备在进行大修后,或者在进行局部改造后,要进行检修后试验,试验应执行电力行业标准（）中规定的大修、小修试验项目和试验合格标准。
A:《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 B:《电业安全工作规程》 C:《电气设备预防性试验规程》答案:C第二章测试1.（）是变压器的磁路，是变压器的重要组成部分之一。
A:铁芯 B:油箱 C:外壳 D:线圈答案:A2.电压互感器简称PT，一次电压U1与二次电压U2之比与线圈匝数成（）。
A:反比 B:无关 C:平方正比 D:正比答案:D3.电流互感器的工作原理：一次侧电流与二次侧电流之比与匝数成（）。
A:线性关系 B:无关 C:正比 D:反比答案:D4.电流互感器工作时二次侧不得（），否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果。
A:开路 B:接地 C:接电流表 D:短路答案:A5.全封闭组合电器GIS采用（）作为绝缘介质。
A:真空 B:少油 C:多油 D:SF6气体答案:D6.电缆运行规程规定，单芯电缆金属护套感应电压不得超过（）V。
A:60B:50 C:40 D:30 答案:B7.绝缘子的用途是支撑导体，将处于不同电位的导电体在（）相互连接，而在（）相互绝缘。
城市轨道交通中压供电系统接地方式分析
城市轨道交通中压供电系统接地方式分析摘要：我国城市轨道交通供电系统中较多使用集中式供电系统，其中压电网普遍使用全电缆网络，单相接地故障电流较大。
本文通过具体的技术分析，论述了城轨交通供电系统中压电网使用低电阻接地系统的必要性，分析了接地系统各项参数的选择要求。
举例说明了低电阻接地系统在深圳地铁5号线中压电网中的应用，对接地系统各项参数进行了计算校验，并提出了可行的建议。
关键词：城市轨道交通中压电网低电阻接地系统1引言我国城市轨道交通供电系统一般采用集中式、分散式和混合式三种供电方式，其中采用得较多的是集中式供电。
集中式供电系统的主变电所进线电压一般为110kV，经降压后变成35kV或10kV（即通称的城轨交通供电中压电网），供牵引变电所与降压变电所。
集中式供电，有利于城市轨道交通供电形成独立体系，便于管理和运营。
上海、广州、深圳、南京、香港地铁等即为集中式供电方案。
中压电网是轨道交通供电系统中主变电所(或电源开闭所)与牵引供电系统、动力照明供电系统间相互连接的重要环节。
通过中压电缆网络，纵向连接上级主变电所和下级牵引变电所、降压变电所，横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来。
2中性点接地根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620-2016）的定义，电阻接地系统（Resistancegroundedsystem）是指系统中至少有一根导线或一点(通常是变压器或发电机的中性线或中性点)经过电阻接地。
电阻接地通常分为高电阻接地和低电阻接地。
2.1 低电阻接地低电阻接地系统为获得快速选择性继电保护所需的足够电流，一般采用接地故障电流为100A～1000A。
对于一般系统，限制瞬态过电压的准则是(R0／X0)≥2，其中X0是系统等值零序感抗[2]。
设计低电阻接地系统，需选择一个合适的故障电流水平，进而根据计算出的系统零序电抗，确定一个合适的接地电阻值。
2.2 接地变压器原理对于10kV、35kV中压电网，往往是110kV或220kV高压电网经星形三角形接线降压变压器供电，中压电网不具有可以接地用的中性点。
城市轨道交通供电系统钢轨电位限制装置操作过电压研究
城市轨道交通供电系统钢轨电位限制装置操作过电压研究陈民武;赵鑫;丁大鹏;于峰学;冯祥【摘要】针对钢轨电位限制装置(Over-Voltage Protection Device,OVPD)经常在工作中出现2段和3段电压保护误动的问题,基于OVPD的工作原理和实测数据的分析表明,OVPD误动是在其动作的暂态过程中所形成高阶振荡电路而产生操作过电压所致;建立城市轨道交通回流系统分布参数等效电路模型,对OVPD的接触器分闸和合闸的暂态过程进行仿真,并与钢轨电位实测数据对比,也证明了OVPD接触器操作过电压易造成电压保护误动;为此提出增加过电压抑制电路和分闸限制条件的解决方案,可有效抑制OVPD的操作过电压,防止其误动和杂散电流产生的危害.%Malfunction frequently occurs in the second and third zones of voltage protection for the OverVoltage Protection Device (OVPD) ofrail.Based on the working principle of OVPD and the analysis of measured data,it is illustrated that the malfunction is seriously affected by switching surge,which is caused by high order oscillation circuit during transient process of OVPD.The equivalent circuit model of the return current system in urban rail transit is built using distributed electrical parameters to simulate the transient processes of the opening and closing of OVPD pared with the measured data of rail potential,it is also verified that the switching surge caused by the operation of OVPD is liable to result in the malfunction of voltage protection.Therefore,such solutions as increasing overvoltage suppression circuit and switching limiting conditions are proposed to effectively suppress the switching surge causedby the operation of OVPD as well as prevent the harms from malfunctions and stray current.【期刊名称】《中国铁道科学》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】6页(P94-99)【关键词】钢轨电位限制装置;误动;暂态过程;过电压保护;保护电路【作者】陈民武;赵鑫;丁大鹏;于峰学;冯祥【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;中铁第一勘察设计院集团有限公司电气化处,陕西西安710043;无锡地铁集团有限公司运营分公司,江苏无锡214000;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U231.8近年来，我国城市轨道交通正经历着前所未有的高速发展期。
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一、中性点不接地(绝缘)的三相系统
图4-������ 4 架空线路换相示意图
2.中性点不接地系统的单相接地故障 如图4⁃5所示，中性点不接地系统的任何一相（如C相）发生接
地时，接地相的对地电压为零，接地相对地的电容电流也为零，此 时中性点电位不再是零了，未接地的A、B两相的对地电压将升高到 相电压的倍，即A、B两相的对地电压等于线电压。
二、接地的分类与工作接地的作用
1)变压器和发电机的中性点直接接地，能维持相线对地的电压不变(故障相除 外)，并可降低人体的接触电压及适当降低制造时对电气设备的绝缘要求。
2)变压器或发电机的中性点经消弧线圈接地，还能在发生单相接地故障时，消 除接地短路点的电弧及由此而可能引起的危害。
3)仪用互感器如电压互感器一次侧线圈的一端接地，主要是为了对一次系统中 的相对地电压进行测量。
四、35kV侧采用小电阻接地系统
4)两线一地制的相线接地，相当于三线制的单相接地运行，只适用于3～10kV 中性点不接地系统，利用大地作为一根导线，从而可以降低线路基建投资与年运行
费用，并减少线路材料的耗量。
第二节 电力系统中性点运行方式
二、接地的分类Biblioteka 工作接地的作用电力系统中性点的运行方式有不接地、经电阻接地、经消弧线 圈接地、直接接地等多种。我国电力系统目前所采用的中性点接地 方式主要有三种，即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。小电阻 接地系统在国外应用较为广泛，我国已开始部分应用。
二、接地的分类与工作接地的作用
2.各种工作接地的主要作用 由于运行和安全需要，为保证电力网在正常情况或事故情况下
能可靠地工作而将电气回路中某一点实行的接地，称为工作接地。 如电源（发电机或变压器）的中性点直接（或经消弧线圈）接地， 电压互感器一次侧中性点的接地，以及两线一地制供电方式中接地 相的接地等，都属于工作接地。强电系统中，各种工作接地的主要 作用是：
一、电气接地的基本知识与概念
4.流散电阻及接地电阻 在接地体上，电流自接地体向四周大地流散时所遇到的全部电
阻，称为流散电阻（或散流电阻）。接地电阻是指整个接地装置的 电阻值，它是接地体的流散电阻与接地线本身电阻之和。由于接地 线的电阻（包括接地线与接地体间的连接电阻）一般都很小，故常 可忽略不计。因此，可近似认为接地电阻就等于流散电阻。通常说 的接地电阻值都是对工频电流而言的。当雷电流通过接地装置时， 由于雷电流有着强烈的冲击性，这时接地电阻值便会发生很大的变 化。为了区别起见，将这种情况下的接地电阻称为冲击接地电阻。 所以，接地电阻、流散电阻与冲击接地电阻所指含义各不相同，在 概念上—定要分辨清楚。
一、电气接地的基本知识与概念
2.对地电压、接触电压与跨步电压 一般所说的对地电压，就是指带电体与大地之间的电位差。在
这里，大地是指离带电体接地点20m以外的大地而言。也就是说， 对地电压就是带电体与（零电位的）大地之间的电位差。它在数值 上等于接地电流与接地电阻的乘积。当电流通过接地体流入大地时， 接地体本来具有相对来讲最高的电位，也即具有最高对地电压。离 开接地体后，各点的对地电压便逐渐下降，直至20m外，对地（零 电位点）之间的电压便降为零。若用曲线来表示接地体及其周围各 点的对地电压，这种曲线就叫做对地电压曲线，也称为接地电流电 位分布曲线。
图4-9 树脂浇注型绝缘干式接地变压器
(2)接地变压器的主要技术参数见表4-2。
表4-2 接地变压器的主要技术参数
四、35kV侧采用小电阻接地系统
2.接地电阻柜 接地电阻柜标准设备包括不锈钢电阻元件、支持绝缘子、绝缘
套管、内部连线和柜体等。一般适用电压为3．3～69kV可选；允许 通过电流为5～5000A可选；其标称电阻为1500Ω；允许通流时间为1 0s、30s、60s、10min、连续运行可选；接地电阻柜的进出线方式有 上进下出、下进下出、侧进侧出、侧进下出多种可选；安装地点有 户内、户外两种；通流时间为10s、30s、60s时允许温升为760℃， 通流时间为10min时允许温升为610℃；连续运行时允许温升为385℃。
一、中性点不接地(绝缘)的三相系统
图4-5 中性点不接地系统一相接地 图4-������ 6 中性点经消弧线圈接地系统单相接地
二、中性点经消弧线圈接地的三相系统
图4-7 中性点经消弧线圈接地系统单相接地的相量图 图4-������ 8 中性点直接接地系统
四、35kV侧采用小电阻接地系统
1.接地变压器 (1)接地变压器组成 采用树脂浇 注型绝缘干式接地变压器，如图49所示。
第一节 电 气 接 地
一、电气接地的基本知识与概念
1.接地装置、接地体与接地线 接地装置，是指人为设置的接地体与接地线的总称。埋入土壤
内并与大地直接接触的金属导体或导体组，叫做接地体，也叫接地 极。接地装置按结构可分为人工接地体与自然接地体两类；按具体 形状可分为管形与带形等多种。连接接地体与电气设备应接地部分 的金属导体，叫做接地线。它同样有自然接地线与人工接地线之分， 且通常又可分为接地干线与接地支线。
一、电气接地的基本知识与概念
3.接地电流 凡从带电体流入地下的电流即为接地电流，有正常接地电流与
故障接地电流之分。正常接地电流指正常工作时，通过接地装置流 入地下、借用大地形成回路的电流；故障接地电流指系统发生故障 时出现的接地电流。凡系统接地而导致系统发生短路时的故障接地 电流，便叫接地短路电流。在系统中，接地短路电流可能会很大。 因此规定：凡接地短路电流在500A及以下时，称小电流接地系统； 大于500A时则称为大电流接地系统。可见，接地电流与接地短路电 流是不同的两回事。它们各有其具体的含义，故不应混淆。
图4-1 中性点不接地系统
一、中性点不接地(绝缘)的三相系统
1.中性点不接地系统的正常运行 由于正常运行时各相对地的电压A、B、C是对称的，各相线路对
地电容（CA、CB、CC）相等，故各相对地的电容电流也相等。各相 电流等于负荷电流及对地电容电流之和，以A相为例（见图4⁃2），
图4-2 中性点不接地系统电流关系