一种站台门电位异常的智能保护控制系统及其保护方法

1.一种站台门电位异常的智能保护控制系统的保护方法，包括轨道（3）和站台门（4）之间连接的站台门电位异常智能保护控制系统回路（8）和轨道交通信号系统（15），所述站台门电位异常智能保护控制系统回路（8）包括在轨道（3）和站台门（4）之间设置的晶闸管（9），晶闸管（9）并联连接有电流接触器（10）、电压变送器（11），晶闸管（9）串联连接的分流器（13）与电流变送器（14）连接，站台门电位异常智能保护控制系统回路（8）还包括智能控制装置（12），智能控制装置（12）分别与电流接触器（10）、电压变送器（11）、电流变送器（14）连接，智能控制装置（12）还与轨道交通信号系统（15）连接； 其特征在于：
机车（1）在轨道（3）上行驶，进入车站时，轨道交通信号系统（15）的进站信号开启，当进站信号无效时，保护不动作，进站信号有效时，进入以下保护动作：
（ⅰ）若电压保护功能模块未动作时，判断轨道（3）与站台门（4）之间的电压U是否≥轨道交通信号系统（15）的电压定值，如果是，则判断是否有进站信号，如果有进站信号，则判断进站时间T是否≥轨道交通信号系统（15）的时间定值，如果是，则电压保护功能模块动作，电流接触器（10）闭合，保护动作结束；
（ⅱ）若电压保护功能模块动作时，判断是否有进站信号，如果有进站信号，则电流接触器（10）闭合，保护动作结束；
（ⅲ）若电压保护功能模块动作时，判断是否有进站信号，如果没有进站信号，则电压保护功能模块复归，则电流接触器（10）分开，保护动作结束；
上述电压保护时，当电流接触器（10）或者晶闸管（9）接通，轨道（3）与站台门（4）之间的电位差就会消失，电压保护的条件不能满足，使电压元件保护复归，电流接触器（10）或者晶闸管（9）接通时，由于电位差的存在，轨道（3）与站台门（4）之间会有电流流过，因此电流保护功能模块可以继续保持动作判断，
（ⅳ）若电流保护功能模块未动作时，判断轨道（3）与站台门（4）之间的电流I是否≥轨道交通信号系统（15）的电流定值，如果是，则电流保护功能模块动作，电流接触器（10）闭合，保护动作结束；
（ⅴ）若电流保护功能模块动作时，判断是否有复归信号，如果没有复归信号，则电流接触器（10）闭合，保护动作结束；
（ⅵ）若电流保护功能模块动作时，判断是否有复归信号，如果有复归信号，则电流保护功能模块复归，电流接触器（10）分开，保护动作结束。
2.根据权利要求1所述的站台门电位异常的智能保护控制系统的保护方法，其特征在于：所述晶闸管（9）的耐压定值为站台门（4）保护装置电压保护元件的3～5倍。
3.根据权利要求1所述的站台门电位异常的智能保护控制系统的保护方法，其特征在于：所述晶闸管（9）的导通时间小于500us。
4.根据权利要求1所述的站台门电位异常的智能保护控制系统的保护方法，其特征在于：所述电流接触器（10）的动作时间小于100ms，浪涌耐受电流为100KA，响应时间为200ms。

一种站台门电位异常的智能保护控制系统及其保护方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于一种轨道的安全保护装置与保护方法，具体涉及一种站台门电位异常的智能保护控制系统及其保护方法。\n背景技术\n[0002] 如图1所示，目前国内的城市轨道交通均采用直流750V或1500V供电，机车1由接触网2获得电能，牵引电流通过轨道3返回到牵引变电所整流机组负极，《CJJ 183-2012 城市轨道交通站台屏蔽门系统技术规范》4.4.8规定：（一）站台门4需要绝缘安装；（二）站台门4与轨道3进行等电位联结并设置等电位连接线7。\n[0003] 针对规定一，为了按照规范要求进行绝缘安装，一般采用以下的实施方案：在站台门4门体底部底座处的螺栓与底板之间增加绝缘垫块，在门体上部立柱端部设置绝缘套筒。\n在地铁的复杂环境中，站台门4门体容易与车站其他结构体连接，且下部绝缘容易受到环境影响，造成门体绝缘失效，根据实际检测，很多站台门4的绝缘电阻均小于0.5欧，远远达不到标准要求的电压为500V、电阻为1兆欧的要求，因此设置的绝缘安装形同虚设，目前尚未有效的办法解决。\n[0004] 针对规定二，针对站台门4需要与轨道3进行等电位联结并设置等电位连接线7有以下两方面原因：当牵引网采用柔性悬挂方式时，在接触网2断线搭接至站台门4的情况下，若设置等电位连接线7，轨道3与门体的等电位连接线7就构成了门体－轨道－地的电流通路，可以保证保护动作，但增大了杂散电流的泄漏，若不设置等电位连接线7，由于没有有效的电流通路，供电系统无法检测到足够大的短路电流，无法有效的切断故障线路，对地铁的安全运营存在风险；另外，还可消除站台门4与机车1之间的电压差，使乘客5在上下车时不会出现电击感或不适感，保证乘客5的人身安全。\n[0005] 经调研，目前北京地铁为减少杂散电流，轨道3与站台门4之间的连接线在牵引网采用刚性悬挂接触网或接触轨时，由于未设置轨道3与站台门4之间的等电位联结线7，地铁\n10号线曾经发生过小轮车放电打火现象；另外，南京和广州地区在轨道3与站台门4之间设置了等电位连接线7，但是由于站台门4的绝缘效果不好，以及轨道3电位普遍较高等原因，在站台门4与车站结构之间存在打火的情况，对安全运营也造成了较大的隐患。\n[0006] 针对以上问题，目前国内还没有解决的办法，仅有一个研究方向，采用以下两种增加绝缘层6的方法，来加强站台门4门体的绝缘：\n[0007] 第一，站台门4门体采用绝缘喷涂方案：门体结构以绝缘的非金属复合材料制作,包括站台门门体上下连接件(即与站台板或轨顶风道的连接件)、立柱、立柱包板、踢脚板、门槛、顶箱盖板、应急门、端门推杆及活动门、固定门、应急门、端门的门框等，乘客和司乘人员有可能接触到的站台门门体的各个部位构件，虽然目前已经实现样机测试，但尚无挂网应用。\n[0008] 第二，站台门4门体采用绝缘材料制作：在门体外露金属部分不锈钢表面进行绝缘喷涂,喷涂材料选用树脂类材料或高分子纳米材料，但是由于此种材料价格昂贵，地铁公司目前很难接受。\n[0009] 对于国内地铁站台门的绝缘安装普遍不满足规范的情况，解决保证乘客和设备安全的同时降低杂散电流的问题，目前还没有解决的办法，仅提出加强站台门门体的绝缘的方案，但是该方案存在以下缺点：第一，目前均在试验、测试的阶段，尚无应用业绩，且绝缘效果的提升也有待实际工程来验证，研发周期长、见效慢、成本高；第二，严重依赖于站台门的绝缘效果，而绝缘材料会随着运行时间、运行环境存在老化问题，从而导致绝缘效果降低，绝缘问题还会再次出现，如若继续加强绝缘则容易发生二次成本；第三，对既有站的绝缘改造，需要对已安装完毕的站台门进行全方位绝缘喷涂或者完全替换，施工难度较大。\n发明内容\n[0010] 本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种站台门电位异常的智能保护控制系统及其保护方法。\n[0011] 本发明是按以下技术方案实现的：\n[0012] 一种站台门电位异常的智能保护控制系统，包括轨道和站台门之间连接的站台门电位异常智能保护控制系统回路，站台门电位异常智能保护控制系统回路连接轨道交通信号系统，站台门电位异常智能保护控制系统回路包括在轨道和站台门之间设置的晶闸管，晶闸管并联连接有电流接触器、电压变送器，晶闸管串联连接的分流器与电流变送器连接，所述的站台门电位异常智能保护控制系统回路还包括智能控制装置，智能控制装置分别与电流接触器、电压变送器、电流变送器连接，智能控制装置还与轨道交通信号系统连接。\n[0013] 所述晶闸管的耐压定值为站台门保护装置电压保护元件的3～5倍。\n[0014] 所述晶闸管的导通时间小于500us。\n[0015] 所述电流接触器的动作时间小于100ms，浪涌耐受电流为100KA，响应时间为\n200ms。\n[0016] 一种站台门电位异常的智能保护控制系统的保护方法，包括如下步骤：\n[0017] 机车在轨道上行驶，进入车站时，轨道交通信号系统的进站信号开启，当进站信号无效时，保护不动作，进站信号有效时，进入以下保护动作：\n[0018] （ⅰ）若电压保护功能模块未动作时，判断轨道与站台门之间的电压U是否≥轨道交通信号系统的电压定值，如果是，则判断是否有进站信号，如果有进站信号，则判断进站时间T是否≥轨道交通信号系统的时间定值，如果是，则电压保护功能模块动作，电流接触器闭合，保护动作结束；\n[0019] （ⅱ）若电压保护功能模块动作时，判断是否有进站信号，如果有进站信号，则电流接触器闭合，保护动作结束；\n[0020] （ⅲ）若电压保护功能模块动作时，判断是否有进站信号，如果没有进站信号，则电压保护功能模块复归，则电流接触器分开，保护动作结束；\n[0021] 上述电压保护时，当电流接触器或者晶闸管接通，轨道与站台门之间的电位差就会消失，电压保护的条件不能满足，使电压元件保护复归，电流接触器或者晶闸管接通时，由于电位差的存在，轨道与站台门之间会有电流流过，因此电流保护功能模块可以继续保持动作判断，\n[0022] （ⅳ）若电流保护功能模块未动作时，判断轨道与站台门之间的电流I是否≥轨道交通信号系统的电流定值，如果是，则电流保护功能模块动作，电流接触器闭合，保护动作结束；\n[0023] （ⅴ）若电流保护功能模块动作时，判断是否有复归信号，如果没有复归信号，则电流接触器闭合，保护动作结束；\n[0024] （ⅵ）若电流保护功能模块动作时，判断是否有复归信号，如果有复归信号，则电流保护功能模块复归，电流接触器分开，保护动作结束。\n[0025] 本发明在轨道与站台门之间设置站台门电位异常智能保护控制系统，由该系统实时监测轨道与站台门之间的电压差，接触网正常工作时，轨道与站台门之间不设置等电位联接线，可以减少杂散电流通过站台门向附近结构钢筋的泄漏；当柔性接触网断线并搭接在站台门门体时，由站台门智能保护装置将站台门与轨道联结，以提供短路电流的回流通路，保证变电所馈线可以跳闸，由此兼顾安全和杂散电流防护问题。本发明的保护系统结构简单、操作方便、安全可靠。\n附图说明\n[0026] 图1是现有技术的站台门与轨道之间等电位连接的示意图；\n[0027] 图2是本发明的站台门与轨道之间电位异常保护原理图；\n[0028] 图3是本发明站台门电位异常智能保护控制系统回路的电压保护方法流程图；\n[0029] 图4是本发明站台门电位异常智能保护控制系统回路的电流保护方法流程图。\n[0030] 图中：\n[0031] 1 机车               2 接触网\n[0032] 3 轨道               4 站台门\n[0033] 5 乘客               6 绝缘层\n[0034] 7 等电位连接线       8 站台门电位异常智能保护控制系统回路\n[0035] 9 晶闸管             10 电流接触器\n[0036] 11 电压变送器        12 智能控制装置\n[0037] 13 分流器            14 电流变送器\n[0038] 15 轨道交通信号系统接口。\n具体实施方式\n[0039] 下面，参照附图及实施例对本发明的一种站台门电位异常的智能保护控制系统及其保护方法进行详细说明，本实施例中与现有技术相同的部件采用同样的标记符号。\n[0040] 本实施例中，为机车1提供电能的接触网2采用直流750V或1500V供电，机车1行驶的轨道3与站台门4之间平行设置。\n[0041] 如图2所示，一种站台门电位异常的智能保护控制系统，轨道3和站台门4之间连接的站台门电位异常智能保护控制系统回路8，站台门电位异常智能保护控制系统回路8连接轨道交通信号系统15，站台门电位异常智能保护控制系统回路8包括在轨道3和站台门4之间设置的晶闸管9，晶闸管9并联连接有电流接触器10、电压变送器11，晶闸管9串联连接的分流器13与电流变送器14连接，所述的站台门电位异常智能保护控制系统回路8还包括智能控制装置12，智能控制装置12分别与电流接触器10、电压变送器11、电流变送器14连接，智能控制装置12还与轨道交通信号系统15连接。\n[0042] 所述晶闸管9的耐压定值为站台门4保护装置电压保护元件的3～5倍。\n[0043] 所述晶闸管9的导通时间小于500us。\n[0044] 所述电流接触器10的动作时间小于100ms，浪涌耐受电流为100KA，响应时间为\n200ms。\n[0045] 如图3～4所示，一种站台门电位异常的智能保护控制系统的保护方法，包括如下步骤：\n[0046] 机车1在轨道3上行驶，进入车站时，轨道交通信号系统15的进站信号开启，当进站信号无效时，保护不动作，进站信号有效时，进入以下保护动作：\n[0047] （ⅰ）若电压保护功能模块未动作时，判断轨道3与站台门4之间的电压U是否≥轨道交通信号系统15的电压定值，如果是，则判断是否有进站信号，如果有进站信号，则判断进站时间T是否≥轨道交通信号系统15的时间定值，如果是，则电压保护功能模块动作，电流接触器10闭合，保护动作结束；\n[0048] （ⅱ）若电压保护功能模块动作时，判断是否有进站信号，如果有进站信号，则电流接触器10闭合，保护动作结束；\n[0049] （ⅲ）若电压保护功能模块动作时，判断是否有进站信号，如果没有进站信号，则电压保护功能模块复归，则电流接触器10分开，保护动作结束；\n[0050] 上述电压保护时，当电流接触器10或者晶闸管9接通，轨道3与站台门4之间的电位差就会消失，电压保护的条件不能满足，使电压元件保护复归，电流接触器10或者晶闸管9接通时，由于电位差的存在，轨道3与站台门4之间会有电流流过，因此电流保护功能模块可以继续保持动作判断，\n[0051] （ⅳ）若电流保护功能模块未动作时，判断轨道3与站台门4之间的电流I是否≥轨道交通信号系统15的电流定值，如果是，则电流保护功能模块动作，电流接触器10闭合，保护动作结束；\n[0052] （ⅴ）若电流保护功能模块动作时，判断是否有复归信号，如果没有复归信号，则电流接触器10闭合，保护动作结束；\n[0053] （ⅵ）若电流保护功能模块动作时，判断是否有复归信号，如果有复归信号，则电流保护功能模块复归，电流接触器10分开，保护动作结束。\n[0054] 本发明在轨道与站台门之间设置站台门电位异常智能保护控制系统，该系统实时监视轨道与站台门之间的电压，当机车进站时，若轨道与站台门之间的电压满足设定的保护动作条件，令接触器闭合，实现轨道与站台门连接，保证乘客及设备安全；当机车离站时，闭锁保护，避免不必要的连接导致杂散电流对周围钢结构的损害，同时为了保护设备的安全，当轨道与站台门之间的电压比较大时，晶闸管系统无选择性动作，将轨道与站台门强制连接，保证了轨道交通设备和人员的安全。本发明的研发周期短，成本低，对站台门的绝缘情况无依赖性，无二次成本，对既有站的改造仅增加了电气连接，不会对站台门做任何改动，简单易行。