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摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，供电系统有了很大进展。本文介绍TramWave地面供电系统供电模块的结构和安全负极的工作原理。由于有轨电车供电线路采用双边供电方式，而地面供电系统负极和安全负极在变电所的负极柜中同时被连接到负极母排上，所以回流电流将按照一定比例流入安全负极回路中，造成安全负极过流保护装置动作，影响系统正常运行。单向导通装置可以阻止负极中的牵引电流流入安全负极，从而保证系统的安全可靠运行。
关键词：TramWave；地面供电系统；安全负极；单向导通装置；有轨电车
引言
城市轨道交通运营具有车站间距离短、车辆运行密度高等特点，列车在频繁启动与制动的过程中会产生数量可观的制动能量，但也随之引起牵引网电压剧烈波动，若电压提升过高，甚至会导致再生制动失效，危害行车安全。
1用电安全保护装置的作用原理
保护用电安全的装置是一类保护器，也就是一种漏电开关，这类装置有一个很重要的作用就是过载保护和短路保护的能力，即在设备可能发生过载或者漏电的情况下，就会开始保护工作，进行断电操作。对此装置进行分类的方式很多，如果是从功能、范围来进行，可分为继电器、开关、插座3种。因为环境的不同，内部工作和外部建设环境都不一样，再加上每种设备的不同适应性差异，在煤矿业的生产中，使用次数最多、适用范围最广的一种保护装置就是漏电保护开关。漏电保护开关具有其他断路器基本的功能：接通、断开主线路，有更高级的能力是检测，甚至对工作设备的电流进行测试，如果主线路出现故障、以及无绝缘皮保护的情况，具有保护功能的开关开始检测主线路，然后对其他主线路上的开关进行一定操作。在配合继电器、熔断器等其他功能设备组成其他更好功能的元器件。大量使用用电安全保护装置可以降低电气事故的次数，对系统的正常运行有很好的作用。在一般情况下，运用电流感应的方法对设备、线路进行测量时，一般不存在电流向量，而且电动势量也几乎不存在，在这种情况下保护装置时没有进行工作的，只存在一定的检测功能；如果存在漏电、触电的条件下，可能会影响电流向量出现变化，因为可能以设备以及人形成回路形成了小电流，接着电流通过电流感应装置产生相关大小电动势产生作用让脱扣器工作，当要出现危险的时候脱扣器操作开关进行关闭，这就是最后一步的保护工作。
2安全负极的保护原理
有轨电车通过液压控制箱驱动集电靴，打开防护盖板，放下集电靴，与地面供电模块接触。地面供电模块被激活，车辆获得750V供电。接触部分仅仅集中在有轨电车车底的一小块区域，仅有车辆转向架（安装了集电靴）下方的1～2个供电模块被激活，其他供电模块处于未激活状态。未激活的供电模块表面接地（连接到安全负极），不会带电，也不会对行人或者其他交通工具造成影响，而且该系统仅需有轨电车放下集电靴就可以自动取流，无需其他操作。
3电流式漏电保护装置的选用注意事项
对于电气设备和供电线路中的额定动作电流是电流式漏电保护装置使用最需要注意地方，专业的测定设备和专业的测定人员可以解决测定方法复杂的问题，同时漏电保护装置的使用应按以下措施操作。（1）电流式漏电保护器功能能否实现的第一参数就是动作电流的最大值，中的工作人员要对装置进行合理搭配，主要是查看设备、线路型号等反应本身功能的数据。接着漏电保护器不能擅自启动，避免在设备启动时出现意外的故障，这样在达到电流最大值就可以及时启动漏电保护器避免事故的扩大。（2）进行生产的时候，设计的漏电保护方案一般都要考虑所使用的的设备型号或者用途来最终确定最合适的方案。特别注意的是对于一些不能突然断电的设备，是不能使用断路保护装置，有可能会因此造成巨大安全事故。为了防止这类事故发生，可以通过安装报警器进行及时提醒。
大多数情况下，漏电保护器的动作电流的最大值的安全系数一般应大于4。（3）为了防止火灾事故时由于供电过程中引起的，系统中能够保护线路的漏电保护器设定的最大电流值与线路平时工作电流的3倍差不多。（4）漏电保护装置的电气设备或者供电线路，都必须使额定动作电流是生产过程电流测定值的3倍，只有这样突发事故发生才会大量减少。
4用电安全保护装置的类型
我国应用一些规范和标准的一些严格要求，可以对防漏电断路保护装置进行规范使用，出台了一些列相关文件：《保护器安全规定》、《保护器相关操作》等。名称反映了工作原理的区别，原理上主要就是电流、电压两种类型，从表面看，电压类型保护器就是通过检测电压参数的，也就电压值过高，漏电保护操作开始，因为电压信号不能完全剔除外界信号噪声干扰，再加上对象比较单一不具有普遍性，所以限制了使用条件。电流式漏电保护器的工作原理就是对系统中的不正常电流参数进行分析，以电流感应原理测得异常发生电流，具有很高的稳定性，服务对象也可以是多种设备，性能好，所以该装置的使用条件比较简单。因此，电流式漏电保护器在系统中使用次数最多，它有短路等常见的电路保护功能，使系统得以安全运行。
5单向导通装置的应用
单向导通装置仅允许安全负极中的电流流向负极柜，当正极和安全负极发生瞬间短路时，二极管能够承受短路电流。安全负极单向导通装置中的二极管具有防反功能，能够防止正极和负极之间的回流电流或者短路电流流入安全负极中，保证地面供电系统安全可靠接地，以确保行人人身安全。单向导通装置自身具备保护控制器，能够监测二极管的工作状况，并对上级提供二极管是否需要维护检修等信息。其原理为通过测量二极管管压降和二极管支路电流，对二极管工作情况进行监测，可在面板监视器上读取各二极管支路的电压/电流工况参数和故障报警，并有一定的储存记录和故障显示提示功能。同时，当出现短路或断路故障时，控制器可通过在箱体面板的警示灯和蜂鸣器，发出故障提示信号，并传输给上位机。主回路负责安全负极电流单向导通，仅允许安全负极中的电流流向负极柜；当主回路发生瞬时短路时，装置可承受瞬时的短路电流。检测回路实时测量二极管各支路的电流、总电流和二极管两端电压。
结语
综上所述，为满足人们对线路景观的需求，采用地面供电方式，既可以美化景观，又可以保护古建筑。单向导通装置被应用在地面供电系统独特的安全负极保护设计中，保证地面供电模块安全可靠接地，该模块在故障情况下具有自保护功能，确保了行人和车辆的安全。
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