一种交流牵引供电系统的27.5kV智能接地装置的制作方法

一种交流牵引供电系统的27.5kv智能接地装置
技术领域
1.本实用新型涉及用电安全技术领域，具体为一种交流牵引供电系统的27.5kv智能接地装置。


背景技术：

2.轨道交通1500v直流牵引供电系统中的可视化接地装置目前已得到大规模的应用，用于替代人工验电和挂接、拆除接地线工作，使地铁生产的效率和安全性得到了较大的提高。但是轨道交通交流27.5kv交流牵引供电系统设备的电气间隙、爬电距离、绝缘性能及检测要求等与1500v系统设备截然不同，既有直流可视化接地装置结构、绝缘及检测措施决定了其不具备升级为交流自动接地装置的基础，至今尚未有27.5kv交流牵引供电系统的自动接地装置产品，因此目前仍然采用传统的人工验电和挂接、拆除接地线工作方式。
3.电气设备和电力线路停电检修时，为确保作业人员的安全，要采取保证安全的技术措施，即在全部停电或部分带电的电气设备向可能来电的各侧挂接地线，即人工将接地的接地线连接到电气设备上，其作用是使工作地点处于“地电位”的保护之中，同时还可以防止剩余电荷和感应电荷对人体的伤害；发生误送电时，能使保护动作，迅速切断电源，防止意外来电所产生的危险电压和电弧。
4.在牵引供电系统接触网相关检修过程中，需在作业区间装设临时接地线；传统的挂接地线方式：在检修作业前，由工作人员携带接地线和验电器到达现场，人工验电、挂接地线；检修完成后，再拆除接地线。具体程序为：穿戴绝缘靴、绝缘手套等防护用品
→
将验电器自检
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将验电器在接触网带电部位验电
→
确认验电器正常后
→
将验电器在需要验电的部位验电
→
确认无电后
→
将接地线的一端与地网连接
→
将接地线的另一端与验明无电的部位连接。
5.而完成一供电分区的停电、验电和挂接地线一般需要20～40分钟时间，这样长的时间，特别是在事故抢修时，直接影响到抢修的效率和正常运营秩序的恢复。
6.具体的，人工挂、拆地线过程中存在以下问题：
7.1、接地前没有强制性验电：
8.接地前靠规章制度和人的主动性去验电，无法避免由于人的疏忽大意而导致的忘记验电，从而引起带电挂地线的事情发生，发生严重的人身安全事故。
9.2、接地回路可靠性没有技术保障措施：
10.人工挂接地线采取弹簧式或螺旋式接地线挂接在接触网上，受到挂接的不同松紧程度以及接地线金具和接触线表层氧化的影响，尚未有能够保证接地回路可靠性的保障措施，存在安全隐患。
11.3、远距离难以辨认接地状态：
12.临时接地线现场挂接后，由于没有辅助照明，在超过100米以外区域难以确认临时接地线是否已挂接，检修作业人员难以全程掌握接地安全措施的状态。
13.4、隔离开关和临时接地线没有强制闭锁：
14.接触网隔离开关的操作没有和临时挂接底线形成强制闭锁，这样当发生软硬件故障、人的疏忽和各种干扰时，就会导致带电误挂接地线或带地线误合接触网隔离开关事故的发生，从而发生安全事故。
15.5、接地操作无法实时跟踪和在线监测：
16.由于是人工临时挂接地线，调度和其他人就无法实时监测到是否挂了地线和地线挂接状态如何，这样就会发生接地线漏挂、漏拆的情况。这种信息不通也是导致安全事故发生的原因之一。
17.6、存在接地线漏挂、漏拆、送电的情况：
18.由于是人工挂、拆地线，存在人员疏忽，漏挂、漏拆接地线并误送电的情况。
19.7、停电、验电、接地、确认、警示等多道工序耗时长、效率低。
20.在作业前准备安全措施时须经过调度命令、验电、接地、确认、警示等多道工序，这些工作做下来耗时长、效率低。而车辆段检修作业时总体时间有限，需要争分夺秒，仅仅准备安全措施就浪费了大量的时间，这就导致真正用到检修作业的时间就很少。


技术实现要素：

21.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种交流牵引供电系统的27.5kv智能接地装置，能够实现接地前强制验电，保证接地回路安全可靠，远距离可辨认接地状态，提高运营维护人员的安全，节省定员编制、减少抢修时间、缩小事故范围和提高检修效率，达到运营安全、可靠、经济的目的，可有效防止由于工作人员的疏忽、精神疲倦、联系不周等人为因素造成的事故。技术方案如下：
22.一种交流牵引供电系统的27.5kv智能接地装置，包括接地支路、电气检测支路，以及控制与操作单元；
23.所述接地支路从接触网到接地点依次设有高压验电单元 dx1与dx2和接地开关jd；所述接地开关jd为双极刀闸开关，且刀闸上设有荧光标识；所述电气检测支路包括串联在接地开关jd其中一极与接地点间的回路电源dy1、电流测量装置fl1和测量接触器，以及并联在接地开关jd两极间的电压测量装置cl1；
24.所述控制与操作单元在高压验电单元 dx1与dx2检测到接触网无电且无其它闭锁时，控制接地开关jd的合闸与分闸；并在接地开关jd合闸后，控制测量接触器km的合闸与分闸，同时在检测到的测量回路电阻小于预设电阻时控制接地状态指示灯照亮接地刀闸荧光标识。
25.进一步的，还包括立柱式控制柜，所述接地开关jd和接地状态指示灯设置于控制柜顶部。
26.更进一步的，还包括led信息显示单元，用于显示接触网是否带电的信息、接地状态信息、装置编号或股道编号。
27.更进一步的，还包括网络视频摄像单元，用于实时监控现场接地装置的状态，并发送给监控系统。
28.更进一步的，所述高压验电单元为电容式分压传感器。
29.本实用新型的有益效果是：
30.1）本实用新型实现了接地前强制验电功能：采用智能接地装置，可保障挂接地线
前强制验电，同时实现验电过程远程监控。
31.2）本实用新型保证了接地回路的安全可靠：智能接地装置采用电气检测技术在线检测接地开关回路电阻，确保接地回路安全可靠。
32.3）远距离可辨认接地状态：智能接地装置设置状态照明单元，有且只能在接地回路安全可靠接地的情况下，自动状态照明灯常亮，检修作业人员能在200米以内辨认接地状态。
33.4）隔离开关和接地装置强制闭锁：系统通过闭锁回路实现隔离开关和接地装置的控制回路硬结点互锁功能。硬结点闭锁功能杜绝了带电误挂接地线或带地线误合接触网隔离开关等事故的发生。
34.5）接地操作实时跟踪和在线监测：27.5kv智能接地装置可通过网络将接地的状态发送给监控系统，在监控系统上可以实时监控到现场的接地装置的各种状态，实现操作任务执行中接地状态的在线传输及跟踪监控。
35.6）防接地线漏挂、漏拆：接地操作过程实现了在线传输及跟踪监控，接地状态实时反馈给终端机并参与逻辑判断，从而达到防接地线漏挂、漏拆的目的。
36.7）提高检修作业的效率，实现作业自动化：保证停送电和办理安全措施过程中人员和设备的安全。
附图说明
37.图1为本实用新型智能接地装置主接线图。
38.图2为本实用新型智能接地装置的外形示意图。
具体实施方式
39.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。本实用新型的交流牵引供电系统的27.5kv智能接地装置，包括接地支路、电气检测支路，以及控制与操作单元；
40.如图1所示，所述接地支路从接触网到接地点依次设有高压验电单元 dx1与dx2和接地开关jd；所述电气检测支路包括回路电源dy1、电流测量装置fl1、测量接触器km和接地开关jd，且接地开关jd两极间并联有电压测量装置cl1。所述接地开关jd为双极刀闸开关，且为敞开式高压开关，刀闸上设有荧光标识，方便检修作业人员清晰观察接地开关动静触头。
41.装置设置冗余的两路在线式27.5kv高压验电单元dx1与dx2，当任意一路验电单元采集到的实际电压大于6kv（可设定）超过1s时，判断接触网有电，高压有电指示灯点亮，输出led信息显示屏“带电”状态，同时显示接触网电压值；反之判断接触网无电，高压无电指示灯点亮，输出led信息显示屏“无电”状态。
42.图1中接地开关jd两极间还并联有电压测试支路和电流测试支路；电压测试支路上设有电压测量装置 cl1，电流测试支路上串联有测量回路电源dy1、测量接触器km和电流测量装置fl1。通过检测接地开关电气参数，准确判定可靠接地状态，采用技术手段保证接地措施安全可靠。
43.当接地开关jd处于分闸状态且处于远控模式、接触网不带电、无机构故障、无其他
闭锁时，向控制器下发接地开关“合闸命令”，接地开关jd将合闸。接地开关jd合闸到位后控制测量接触器km合闸，延迟1秒；当电流测量装置fl1测得的测量电流大于40a，计算测量回路电阻，测量回路电阻=测量电压/测量电流；当电流小于40a时，回路电阻显示
“‑‑‑‑”
μω；延迟2秒，控制测量接触器km分闸。
44.其中，控制与操作单元在高压验电单元 dx1与dx2检测到接触网无电时，控制接地开关jd的合闸与分闸，实现接地装置的基本功能；并在接地开关jd合闸时，控制测量接触器km的合闸与分闸，同时在检测到的测量回路电阻小于预设电阻时控制接地状态指示灯照亮接地刀闸荧光标识。在本实施例中，当接地开关合位状态且合闸后测量回路电阻<200μω，柜顶智能接地状态指示灯点亮，照亮接地刀闸荧光标识，能在200米远距离可靠的辨认接地状态。
45.本实用新型支持本地与远程挂、拆地线功能，将费时费力的人工现场挂、拆地线转换为远方智能挂、拆地线。还具有控制器单元，用于测量显示接触网电压、接地开关回路电阻，与监控系统实现遥信、遥控、遥测等监控功能。
46.本实施例采用双极刀闸开关共同实现接地和检测电气回路，检测电气回路采用恒电流回路压降测量方法，实现接地开关回路电阻检测功能。回路电阻检测结果合格后，柜顶智能接地状态指示灯点亮，照明荧光接地刀闸，使检修人员远距离掌握接地安全措施的状态。
47.本实施例的接地装置采用立柱式控制柜，所述接地开关jd和接地状态指示灯设置于控制柜顶部，如图2所示。上设敞开式高压开关，下设控制检测单元，结构整体具有足够的强度保证产品安装后稳定可靠，满足电气绝缘距离及检修空间需要。当接地开关合闸且可靠接地时，自动照明荧光接地刀，在检修作业区域可“随意”目视接地状态。
48.本实施例的接地装置设置led信息显示单元，可显示装置编号或股道编号。当接触网带电时，实时显示红色“有电”图文信息；当接触网无电时，实时显示绿色“无电”图文信息；当接地刀在合位且接触网无电时，实时显示黄色“接地”图文信息。
49.本实施例的接地装置还设置网络视频摄像单元，用于实时监控现场接地装置的状态，并发送给终端机，实现远程可视化监控功能。