DC600V供电机客车干线漏电分析及供电解决方法

高翔

摘 要：DC600V供电系统作为目前机客车供电的主要系统，因为机车和客车的漏电保护原理存在差别，当机客车干线出现漏电故障，有一些漏电保护的盲点存在，因而本文从漏电保护的角度去分析了干线漏电并思考了一些解决方法，仅供参考。

关键词：DC600V供电系统;干线漏电;漏电保护

DC600V是目前机客车的主要供电系统，它以机车受电弓从接触网引流经过车载变送电装置供给客车，用电效率得到提升，但是因为供电漏电保护不匹配问题的存在，一直在影响客车全列的供电问题。

一、DC600V供电机客车供电基本原理

在十几年前，随着铁路提速，客车的供电制式就开始从发电车供电转为机车供电，并且在新造机车、客车上安装了漏电保护装置，目前，机车给客车供电已经从早期的本车发电机供给客车AC380V交流供电系统发展到机车由受电弓从接触网引流经过车载变送器供给DC600V直流供电系统。

在DC600V供电系统中，直供电机车将25kV的接触网工频交流电，通过变压器降压整流滤波后成为DC600V直流电，2×400kVA容量，分两路通过变送器向客车供电。

客车的DC600V供电系统有两路，通过车端的电力连接线、车体主干线，分线盒进入控制柜，PLC根据车厢的奇偶数自动选择直流电源供电或手动选择。

二、DCV600V供电机客车干线漏电及其解决方法分析

DC600V机客车干线漏电基本算是绝缘故障，属于绝缘故障的一部分，即机车向客车输送电源的车险主干线发生绝缘不良现象，在客车的综合控制柜内，主干线与车上线路的分界点就是Q1和Q2。这之后的一切供电线路都属于车上漏电情况。

（一）DC600V供电机车漏电保护

针对某型机车的漏电，采取的是接地法测试绝缘电阻值，其漏电保护是典型的电阻中点接地保护电路。在电路当中，有两个600Ω的电阻为电路中的整流器提供一个空载电阻，还有一个750Ω的电阻和一个实际的接地电阻，理想状态下，这个电阻整合后为零，即对地绝缘为零，此时通过750Ω电阻的电流值为285mA，接地电阻在900Ω以内（以900Ω计）时，保护动作的电流为153mA以内，动作电压为138.5V，此时测量电压表的两端电压和绝缘良好时的比值，会发现电压偏转超过161.5V，漏电保护就会动作。同时因为系统接地电阻的变化，设计不同的保护动作的延迟时间，一般定义的是直流线路的正负极之间的接地保护值为800Ω以内时，接地保护出现可靠动作，接地电阻在1500Ω以上则漏电保护不动作。

（二）客车的漏电保护

在上述某型机车供电的客车所使用的DC600V漏电保护依靠的是零序原理，客车的正负干线都要穿过一个零序线圈，经线圈输入和输出的电流应当是相等的，当客车干线出现漏电问题时，一部分电流会进入大地，并形成互感器外的回路，互感器就会检测到不平衡的电流，PLC则检测这种不平衡电流，以此判断漏电情况，当漏电的电流实际值超过PLC控制程序的设定值时，PLC就会发布指令，继电器就会跳闸。一般情况下，动作电流设定值应被设为100mA。

整列车由机车和18节车厢组成，该型列车车厢干线在对地绝缘方面或多或少地存在不同程度的不良情况。以电阻并联来说，列车因为漏电而导致的对地电阻的倒数和即为线路当中总电阻的倒数和，因此列车漏电时，全列客车的干线电路可以等效为一个电阻并联电路，其中正极上有等效的接地电阻，负极上也存在等效接地电阻，假定电路中并联有R1，R2，R3，R4，R5，R6等几个电阻，其中R1和R6直接并联，R2，R3串联后并联在电路中，R4，R5同样串联后并联在电路中，此时会发现，检测电路中有影响的电阻是R2～R5这几个串联后又并联的电阻，如图。

进一步来说，R2和R3因为给定的是常数，而R4和R5的大小取决于正负极接地绝缘电阻、接地电阻，是一个变化值，考虑系统处在理想运行情况下时，电压表两端电压主要取决于正负极干线绝缘电阻以及空载电阻，由此可建立一个关于干线漏电的模型，根据这一模型，进一步分析，当正极或负极中出现对地绝缘不良，那么其对应的R4为零，而R5则无穷大，电压偏转最大，而当正负极技能出现对地绝缘不良，电压偏转和R4＼R5以及空载电阻换算后的值有非常大的关系，而且R4和R5电阻值相差过大，偏转量则主要取决于漏电电阻与空载电阻的比值，当偏转的电压达到设定值，漏电保护装置发生动作。而当正负极对地绝缘良好，或者说当正负极均出现漏电，但漏电量相当，也就是R4和R5相等，漏电保护不动作。由此可以判断客车干线漏电保护取决于接地电阻、正负极对地绝缘以及空载电阻值等几个方面，这种漏电保护形式与机车的漏电保护形式不一样，机车的漏电电流需要去换算，同时如果干线正负极均出现绝缘不良的情况，并且绝缘电阻相当，漏电保护会不动作。而客车的漏电检测系统虽然可以检测出漏电，但是具体是正极还是负极漏电却很难判出来。

（三）干线漏电解决方法

由此，针对DC600V供电机客车的干线漏电问题选择合适的机客车漏电保护电路，并且保护电路要实现统一才是解决机客车漏电问题的根源所在。当然在现有的供电系统漏电保护方面，一般可以采取如下三种措施来降低漏电保护出现误动作或不动作的概率。包括要求DC600V供电系统的电压必须要在保护装置的允许范围之内，特别是机车供给的电压，降低高次谐波给供电系统的影响。确定比较合适的空载电阻，使漏电的等效电阻和接地电阻的比值相对较小，当中性点发送电压偏移，电势可以比较平滑地偏移，这可以减少漏电保护误动作的概率。如果是机车发生漏电且保护装置发生动作以后，需要切断客车的电路负载，保持机车的供电，在确认客车全列干线的绝缘以及负载电路绝缘都正常的情况下，可以切除机车的保护，继续供电，为此客车车厢的用电供电。

结束语

综上所述，DC600V供电机客车安装有自动检测装置，当发生干线漏电大部分情况下自动检测装置会报警并且漏电保护装置会发生动作以保证安全，但因为机车和客车之间使用的漏电保护电路形式上有差别，导致漏电保护不一致，干线漏电时漏电保护有时候会出现不动作或误动作的情况，最后影响安全。

参考文献

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