城市轨道交通走行轨回流系统钢轨电位抑制技术综述

[目的]在城市轨道交通直流牵引供电系统中,钢轨电位超标和杂散电流问题已然成为运营线路的顽疾和通病,因此有必要对城市轨道交通走行轨回流系统钢轨电位抑制技术进行总结归纳。[方法]基于我国已运营线路的钢轨电位及杂散电流现状及突出问题,从直流牵引供电系统回流机理出发,梳理了直流牵引供电系统中影响钢轨电位的主要因素。介绍了钢轨电位抑制技术,并对并联电阻、并联电容及纳入闭锁电流逻辑保护定值等抑制操作过电压产生的几种方法进行了对比分析。介绍了联动屏蔽门新型钢轨电位限制装置、IGBT(绝缘栅双极晶体管)智能化杂散电流抑制型钢轨电位限制装置和柔性拓扑钢轨电位限制装置的技术方案。[结果及结论]通过电力电子全功率变换器拓扑单元对走行轨接地电压和电流进行动态柔性控制是极具潜力的治理措施,在未来可用于对走行轨回流系统中钢轨电位和杂散电流的综合控制。在线路设计阶段,针对不同制式需求,可通过提高牵引电压、优化牵引间距、降低轨道纵向电阻、避免场段库内走行轨直接接地等措施来降低钢轨电位。此外,正线与场段、线路与线路之间电气系统的完全隔离也是抑制钢轨点位的重要措施。

采用专用轨回流系统对供变电系统的影响分析

通过对比走行轨回流和专用轨回流两种制式牵引供电系统,阐述了专用轨回流系统能彻底消除杂散电流危害的原因,并分析了采用专用轨回流系统对供变电系统在牵引变电所分布、直流牵引供电系统继电保护、综合接地系统和杂散电流腐蚀防护系统等方面的影响,最后进行走行轨回流和专用轨回流两种制式供变电系统工程数量及投资的对比分析。