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单极常闭接触器在轨道交通中的典型应用
—— 钢轨电位限制装置 专用接触器 介绍
城市轨道交通中，钢轨电位限制开关是单极常闭接触器在轨道交通中的典型应用之一。
采用直流高压驱动的城市轨道交通，钢轨在轨道交通中起到列车电流负回流线的作用，由于钢轨采用悬浮地的方式安装，且钢轨自身存在阻抗，所以在一个供电区间，有列车通过时，会在该区间的回流轨上产上一个对地的电位差。钢轨对地电位的大小，与牵引供电电压等级、列车参数、牵引负荷电流、供电区间间距、钢轨对地过渡电阻的均衡程度等因素相关。当发生某些故障时，还可能会引起钢轨对地电位的陡升，如接触轨与钢轨发生短路，直流设备发生对地泄漏故障等。
钢轨与车厢是等电位的，当列车停靠站台，乘客进出车厢时手会触摸金属车厢，脚踩大地，乘客手脚间承载着钢轨对地电位差。当人多拥挤时乘客身体接触车体的时间还会较长。
因此，如果钢轨电位过高，就会对乘客及轨道设备造成伤害。所以，为了降低车体与地之间的接触电压和跨步电压，一般在设有供电所的车站和车场设置钢轨电位限制装置， 当钢轨对地电位升高超标时，可将钢轨和接地母排连接起来，将电位拉低，这是一种常用的保护人身和设备安全的防护措施。
当钢轨电位较高时，该短接电流十分可观，在极短时间内（不超过250ms）极限值达到50KA的短路电流。因此只有采用极大电流规格的直流接触器才能胜任此短接功能。
该接触器在实现短接以后，随着钢轨电位的迅速下降，电流也随之快速下降，在没有列车通过时直至趋近于零。接触器闭合过程中，通过短接电流的时间很短，而长期正常电流却很小，但为了满足极大短接电流，必须采用大规格接触器。
为了减小装置体积，节约设备综合成本，通常采用常闭接触器与电子开关装置组合的复合开关。这样，既可以充分发挥电子开关装置具有耐受短时大电流的特点，又可以发挥接触器长期接通额定电流的长处，使对接触器短时接通电流能力的要求从50KA下降到20KA，大大降低了接触器的成本。
通常情况下，接触器常开触头的短时耐受能力要远大于常闭触头的短时耐受能力，以意大利某单极产品为例，样本标称常开触头的闭合能力为30KA ，而常闭触头的闭合能力仅为20KA。
那么，为什么钢轨电位限制开关要采用常闭接触器而不采用常开接触器呢？这与设备的安全功能有关。只有采用常闭接触器，才可保证轨道交通不工作的情况下（控制系统断电）轨道与地保持短路，确保钢轨对地无电位或仅有安全电位，确保人身设备安全。在系统正常工作的情况下，只要系统断电，也可使钢轨对地短路。
接触器在轨道交通中钢轨电位限制电路中的使用情况如下：
根据轨道交通设计要求，钢轨在轨道交通中起到列车电流负回流线的作用，钢轨必须采用悬浮地的方式安装。供电区间轨道交通正常工作时，接触器的线圈一直处于上电状况，接触器常闭主触头一直是打开的，有列车通过时，会在该区间的回流轨上产上一个对地的电位差，钢轨电位会逐渐升高，当钢轨电位上升到一定高度时，控制系统使复合开关接通，将钢轨电位拉低到安全电位，接通瞬间开关设备最高要承受50KA，250ms的短路电流。
复合开关的性能取决于接触器、电子开关的性能及两者参数的配合。电子开关总要早于接触器接通电路，任何一方接通能力的提高均可减小系统对另一方的压力；接触器主触头快速闭合，便于系统控制分流流经电子开关电流的时间，两者阻抗的不同使最终电流大部分流经接触器。复合开关对接触器的要求是尽可能高的接通能力、尽可能短的触头动作时间、满足轨道交通的额定绝缘电压和足够的发热电流。本公司生产的ZZC6 1250/01DH单极常闭直流接触器专门为此设计，完全可以满足轨道交通中，钢轨电位限
制开关的要求。
接触器的主要特点是：
1．直流接通能力强：
通过20KA，100ms试验；
与电子开关组成的复合开关通过50KA，250ms试验。
2．触头闭合快：
直流或交流从线圈电路断开到触头闭合的时间为24 ms；
3．额定绝缘电压Ui 1800V，额定冲击耐受电压Uimp 12000V。接触器主要性能
型 号 ZZC6 1250/01 DH 额定工作电流 Ie A DC1
Ue≤440V θ≤40℃1250 约定自由空气发热电流Ith A 1250 额定绝缘电压Ui V 1800* 额定冲击耐受电压Uimp V 12000* 接通短时耐受电流
接通短时耐受电流(与电子开关并联）20KA 100ms*
50KA 250ms*最大操作频率 工作循环/小时 150 线圈上电到触头断开的时间ms 60 线圈失电到触头闭合的时间(DC) ms 24 电寿命 万次 10* 机械寿命 万次 100* 重量 kg 37.0 *根据轨道交通行业要求,本公司达到的测试数据。
其他参数请见 “ZZC6 1250/01DH单极常闭接触器” 技术资料。本产品为本公司自主开发的产品，具有多项自主创新的发明和实用新型专利技术。
本产品具有3C证书。网站资料版权所有，引用资料请注明出处—浙江兆正机电有限公司
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