高低压电气设备(朱晓晨) 轨电位限制装置误动作.pdfVIP

轨电位限制装置误动作

轨电位限制装置误动作

1故障阐述

（1）故障概况

①设备名称：NPMPD金属封闭式钢轨限位装置开关柜。

②故障现象：上位机报警显示“轨电位三段保护动作”，动作值为89V。

③故障影响程度与等级：报修。

（2）故障处理经过简介

（2.1）信息获得

运检师巡视中发现轨电位三段保护，动作值为89V，未达到定值600V就动

作，轨电位指示及复归正常，上位机报警及返讯正常，即上报项目部。

（2.2）先期故障预判断及准备内容

检修人员接报后先期预判断有下列2种原因：

1、K5E1三段动作继电器故障；

2、晶闸管击穿。

（2.3）故障现象确认及初步诊断

运检师巡视中发现轨电位三段保护且未达到600V动作定值，报警和返讯正

常，检修人员现场首先对K5E1继电器的外观进行检查，无异常现象。初步诊断

判断下列2种原因：

1、K5E1三段动作继电器内部故障；

2、晶闸管击穿。

（2.4）故障实际查找过程及确认

轨电位的工作原理：在直流牵引系统中，由于操作电流和短路电流的存在，

可能会引起回流回路和大地间产生超出安全许可的接触电压。这时，就需要在回

流回路与大地间装配一套钢轨电位限制装置，以限制走行轨的电位，避免超出安

全许可的接触电压的发生。当发生超出安全许可的接触电压时，钢轨电位限制器

就将钢轨与大地短接，从而保证人员和设施的安全。轨电位保护分一、二、三段，

其中三段保护为钢轨与大地电压差大于或等于600V时，晶闸管回路首先迅速导

通，使钢轨与地短接，然后启动接触器合闸。接触器合闸后，晶闸管回路立即断

开。接触器合闸闭锁后，需要手动复归电流继电器按钮及复归面板上的复归按钮，

才能使轨电位装置恢复正常运行。

1、具体回路情况（如图1）

图1晶闸管回路原理图

如图1所示：自钢轨→Q14B1之间接一根185mm2电缆→K5E1→V5E2（阴极）

和V5E4（阳极），V5E2（阳极）、V5E4（阴极）→R5G1→地。V5E2（阳极）与门极

间串联V5E1、R5E1、V5E3，V5E4阳极与门极间串联V5D1、R5E2、V5E5。其中Q14B1

为高性能直流接触器，K5E1为电流继电器，V5E2、V5E4为晶闸管，V5E1、V5D1

为冲击二极管，R5E1、R5E2为电阻，V5E3、V5E5为二极管。

图2晶闸管

2、晶闸管工作原理

如图2所示：晶闸管在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连

接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，

组成晶闸管的控制电路。

3、晶闸管的工作条件

1）晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关

断状态；

2）晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才

导通；

3）晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，

晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用；

4）晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶

闸管关断。

4、具体动作情况

电压差大于或等于U(600V)时，晶闸管导通，回路电流达到80A使K5E1

启动，①K5E1的1、2接点打开→接触器控制回路K12J1（接触器线圈控制继电

器）线圈失电，K12J1的13、14和43、44接点打开，接触器线圈失电使接触器

主触头闭合。接触器辅助触点A11、A12闭合，使PLC的I0.1得到高电平信号；

同时接触器辅助触点A21、A22闭合，使H13K1（接触器合位指示灯）得电亮。②

同时K5E1的5、6接点闭合，使PLC的I0.4得到高电平信号。

然后PLC根据逻辑，①PLCO0.0输出高电平信号，K12B1（闭锁继电器）得

电，11、14接点闭合，S11J1（闭锁指示按钮）得电；同时21、24接点闭合，保

持接触器控制回路失电。②PLCO0.4输出高电平信号，K12F1（计数器继电器）得

电，11、14接点闭合，计数器P12K1、P12L1计数。③PLCO0.5输出高电平信号，

K12