单向导通装置培训教案[基础教育]

1、单向导通装置培训教案一、 问题的提出：在这个问题当中，我们需要弄清两个概念，即：1.杂散电流 2.电化学腐蚀在讲这个问题以前,我们首先要知道机车在运行时,牵引变电所在给机车供电时的电流回路,如下图所示： I 1500V接触网 机 车 负母线 I 钢轨 我们知道广州地铁一号线由1500伏直流电流供电,机车在运行时,直接从接触网上得电,然后经过机车,再经过钢轨回流到牵引所的负母线,这就是说,在地铁系统中钢轨不光是起到机车导轨的作用,同时也是机车电流回流到牵引所负母线的回流线.那么当电流在钢轨上传输时由于钢轨与大地之间存在着一定的泄露电阻, 那么势必会有一部分电流向大地泄露,我们把泄露到大地中的这部

2、分电流就称为杂散电流,也就是俗称的迷流, 那么这部分杂散电流流入大地后又怎么回流至牵引所附近的钢轨呢?大家知道地铁的道床下面有大量的金属导体,如结构钢筋、煤气管道，以及我们所敷设的各种信号管道等。那么杂散电流传输的特点肯定是沿上述这些金属导体进行传输到牵引所附近的钢轨，这是因为这些金属导体的回路阻值最小。当这些杂散电流沿这些金属导体传插时。由于这些金属导体的周围的土壤或水泥中含有电解质，肯定会对这些金属导体产生腐蚀，即电化学腐蚀。电化学腐蚀的危害性是比较大的。随着时间的推移，会对这些金属导体腐蚀程度更大。二、单向导通装置的功能：通过以上的介绍，我们知道了杂散电流的危害性，那么怎么样减少杂散电流

3、从而最大限度地减小地正好金属管道的腐蚀程度呢？根据这一观点，我公司与电化院联合设计制造出了单向导通装置单，也就是说单向导通装置的主要功能就是减少杂散电流，从而最大限度的减小地下金属管道的腐蚀程度。三、单向导通装置的工作原理及结构 在这个问题当中，我们首先要理解什么是绝缘结及绝缘结的作用，再有就是要知道二极管的工作特性。1、 绝缘结的作用：所谓的绝缘结就是说根据钢轨与大地的泄露电阻的不同而把机车钢轨分成不同的回流区段，我们已经知道，地铁系统中的钢轨不单单是机车导轨，同时还作为机车运行电流传输到牵引变电所的回路通路，广州地铁全线长18.4公里，其中地下的长度有14公里，地上有4公里，另外还有一个地

4、面车辆段，那么这些区域的泄露电阻有什么不同呢？首先我们先看一看地下部分，地下部分的钢轨采用的是整体结构的道床，施工是采用的标准比较高。那么它的泄露电阻肯定比较大，而地面上的钢轨采用的是道渣道床，相对整体道床来讲泄露电阻就较小，而车辆段的钢轨道床同样是道渣道床但车辆段的整体环境肯定要比地面上正线道床的环境差，所以它的泄漏电阻相对地面道渣道床的泄漏电阻小，所以说钢轨对道床的泄漏电阻从大到小的排列顺序应该是地下的整体道床 地面的道渣道床 车辆段的道渣道床，那么根据这些情况，我们就可以通过在钢轨上按装置绝缘结的方法来将不同泄露电阻的钢轨区域分成不同的回流通路。2、 二极管的工作特性：大家都知道二极管的

5、工作特性就是保证电流只单方向流通，而在另一个方向是截止的。3、 单向导通装置的工作原理单向导通装置就是用于连接绝缘结两端的钢轨，使钢轨中的电流通一个方向，而在另一个方向上是截止的，如下图所示：我们知道，通过在钢轨上安装绝缘结的方法来将不同泄漏电阻的钢轨区分开来。然后再在每个绝缘结的两端安装上。这样我们就能够利用该装置来有效地减少杂散电流，从而最大程度地减小地下金属管道的腐蚀程度。那么单向导通装置又是如何工作的呢？让我们先看一看下的示意图,当机车在泄漏电阻较小的区域区时（如地面上的道渣道床），钢轨上的回流电流就会通过单向导通装置单向流通到泄漏电阻较大的区域，然后流回负母线。同样当机车运行在泄漏电

6、阻较大的区域睦（如地下的整体道床），钢轨中的回流电流由于有了单向导通装置就不会流至汇漏电阻较小的区域，从而也就有效地减少了杂散电流。降低了地下金属管道的电化学腐蚀程度。4.单向导通装置的结构 单向导通装置的回路由八个二极管并联组成，其中在二极管的两端又并联了一个电压等级为1000V、电流为3000的直流隔离开关。直流隔离开关的主要作用是用于特殊运营方式下（也就是说当二极管损坏时）合上。来使绝缘结两端的钢轨相连接，这样也就全保证了机车的连续运营。同时在每个二级管支路中均串有一个带辅助接点的快速熔断器和一个分流器，每个二极管还又并联了一个RC回路和和敏电阻。如图所示： 下面分别介绍一下分流器、快速

7、熔断器、压敏电阻及RC回路的作用：分流器：其主要作用是当二极管击穿而快速熔断器没有熔断时，其逆向电流通过分流器而测得的数据来向信号以送装置以出二极管故障信号。快速熔断器：当线路出线短路时，使首先熔断，从而保护二极管不被击穿。压敏电阻：当二极管的两端电压超过的其额定值时，压敏电阻将二极管自动旁路，防止二极管的损坏。当电压恢复时，压敏电阻恢复正常值。RC回路：消化吸收及抑制系统短路时或机车启动时出现的涌流。5单向导通装置的保护设置 根据上述介绍我们不难看出单向导通装置工设有三种保护方式，即：a.短路保护：其中短路保护有两种保护方式，即熔断器保护和反向电压保护。也就是说系统出现短路时首先熔断快速熔断

8、器，而保护二极管不被击穿，同时当二极管一旦被击穿，我们还可以通过分流器的逆向电流数据来可靠地发出二极管被损坏的故障信号。以便我们及时处理。B断路保护：装置中并联的八个二极管其技术参数和特性完全相同，即在正常情况下，流过的每个二极管的电流都 是相同的。如果每个二极管损坏造成断路时，支路中无电流通过，这样也可以根据分流器来判断故障二极管。c.过电压保护：通过以上RC回路的介绍及压每电阻的特性，我们很快理解过电压的保护性能。四. 单向导通装置的技术条件： 根据单向导通装置的技术数据，机车睚运行时，通过最大电流为3000A，其中额定短路电流为60KA（30ms）所以单相导通装置的技术条件为：1、额定电

9、流3000A。2、正向平均电流2800A。3、绝缘电压1000VAC。4、额定短路电流60KA（30ms）。5、工频耐压：主回路5KV1min。辅助回路2KV1min。6隔离开关的额定电压1500V。额定电流3000A。五、信号发送装置：信号发送装置为单向导通装置的配套装置，主要用来监视测八个支路的运行情况，当某个支路或12个支路出现故障时，该装置将发出相应的故障信号，同时该信号进行保持，直到人为复位为止。六信号发送装置在安装使用时注意事项：1 安装时根据仪器后面板上标注的端子名称，将这种输入信号分别接到对应的端子上，这时提出注意的是信号输入中标出的接地符呈为各路集中的公共端，而不是皮地。同时

10、将仪器的断路和短路输出信号接到对应的外围设备上。2 在未通电的情况下，将该装置所需的10V直流电源接到相应的外围设备上。3 进行测试时应首先明确连线无误，方能接通电源，此时面板上的电源指示灯亮，表明供电正常。4 仪器工作时，必须按一下复位键，这时该装置将自动完成参数的初始化及内部逻辑巡检等操作。5 当单向导通装置某一路或几个支路发生故障时仪器上的对应批示灯亮，同时发出报警信号提示工作人员去排除当故障排除后应按复位键。6 因本仪器要求八路同时检测，所以不可闲置端子，否则仪器将按故障处理。7 当维修人员用摇表测单向导通装置的绝缘强度时，务必将信号 发送装置脱开，否则会发生信号装置电源管被击穿而无法工作。七单向导通装置的检修：维修人员可以根据信号发送装置发出的故障信号去排除故障，当一时无法维修时（如二极管被击穿）可以暂时关上直流隔离开关因本装置没有不同的保护方式