No setor de transporte ferroviário, o sistema de alimentação CC é o "centro de energia" que garante a operação estável dos trens. Seja metrô, VLT ou trem expresso urbano, componentes-chave como a fonte de alimentação de tração, a rede de tração CC e o circuito de frenagem regenerativa dependem da operação confiável do sistema CC. No entanto, os sistemas CC são suscetíveis a diversas ameaças de sobretensão durante a operação, como sobretensão de chaveamento, sobretensão de frenagem regenerativa e sobretensão atmosférica. Se essas sobretensões não forem suprimidas a tempo, podem causar danos aos equipamentos ou, em casos graves, interrupções de energia e paralisações dos trens. Como um dispositivo de proteção contra sobretensão específico, o para-raios CC Para o transporte ferroviário, com sua capacidade precisa de limitação de tensão e características de resposta rápida, tornou-se uma barreira fundamental na proteção da segurança do sistema de corrente contínua.

Razões para usar alimentação CC no transporte ferroviário

O transporte ferroviário urbano (metrô, VLT, etc.) geralmente utiliza alimentação de corrente contínua (CC) de 750 V ou 1500 V, devido ao curto espaçamento entre estações, às frequentes partidas e paradas e ao comprimento limitado das linhas. Os sistemas de tração CC apresentam vantagens como bom desempenho na regulação de velocidade, alto torque de partida e controle relativamente simples. Ao mesmo tempo, devido à sua tensão de alimentação relativamente baixa e à transmissão indutiva e sem perdas da energia CC, possuem alta eficiência em curtas distâncias. Além disso, sua tecnologia consolidada e o baixo custo total de construção fazem dela a principal escolha para o transporte ferroviário urbano.

Localização e razões para a instalação de para-raios de corrente contínua em metrôs

O sistema de 1500 V CC para metrôs não é um dispositivo único, mas um sistema de circuito fechado composto por quatro componentes principais: entrada de CA de alta tensão, retificação e conversão, distribuição de energia CC e coleta de corrente dos trens. No sistema de metrô, o para-raios de 1500 V CC é um dispositivo fundamental para a proteção contra sobretensão. Ele é instalado principalmente dentro da subestação de tração CC e em nós-chave da rede de contato (ou trilho de contato) ao longo da linha, como o final do trecho de alimentação, o ponto de entrada da rede de contato no pátio da estação e os trechos em superfície e elevados, para proteger as unidades retificadoras, os equipamentos de manobra CC, os dispositivos de controle e medição e a própria rede de contato.

Embora alguns trechos do metrô sejam subterrâneos, as linhas de contato aéreas, tanto nas seções em nível quanto nas elevadas, por serem instalações externas sem proteção, ainda são vulneráveis a sobretensões atmosféricas: 1. As linhas de contato externas são suscetíveis a descargas atmosféricas diretas devido à sua localização exposta, podendo injetar correntes atmosféricas extremamente altas; 2. Descargas atmosféricas próximas também podem induzir sobretensões de pulso de alta amplitude nas linhas de contato; 3. Sobretensões operacionais geradas dentro do sistema devido às frequentes partidas e paradas dos trens, operações dos disjuntores e frenagem regenerativa também são significativas. Os para-raios de corrente contínua fornecem proteção de isolamento crucial para todo o sistema de alimentação de energia de tração, limitando e absorvendo rapidamente a energia quando ocorre uma sobretensão.

A importância da aplicação de para-raios de corrente contínua no transporte ferroviário: uma dupla garantia de segurança e eficiência.

A aplicação de para-raios de corrente contínua não apenas "protege" os equipamentos, mas também oferece uma dupla garantia de "operação segura" e "benefícios econômicos" dos sistemas de transporte ferroviário.

Reduzir a taxa de falhas de equipamentos: Ao suprimir a sobretensão, a taxa de danos em equipamentos essenciais, como conversores de tração, chaves CC e módulos IGBT, pode ser significativamente reduzida.

Garantir a segurança da operação ferroviária: Interrupções na rede de tração e paradas de trens causadas por sobretensão afetam diretamente a segurança dos passageiros e a ordem de operação da linha.

Prolongamento da vida útil do sistema: Surtos repetidos de sobretensão aceleram o envelhecimento do isolamento dos equipamentos e reduzem sua vida útil. Os supressores de surto CC podem reduzir o impacto das sobretensões nos equipamentos, prolongar a vida útil geral do sistema e reduzir o custo total ao longo de sua vida útil.

Para-raios de corrente contínua – a “pedra angular da segurança” dos sistemas de corrente contínua no transporte ferroviário.

À medida que o transporte ferroviário avança rumo à "operação em rede" e à "condução autônoma", os requisitos de segurança para sistemas de corrente contínua (CC) tornam-se mais rigorosos. O papel dos para-raios de CC será ampliado, passando de "dispositivo de proteção individual" para "nó de uma rede de segurança inteligente": por um lado, seus dados inteligentes podem ser integrados às subestações de tração e aos sistemas de controle de trens para formar um sistema de gestão em circuito fechado de "risco de sobretensão - status do equipamento - programação da operação"; por outro lado, para-raios de CC de níveis de tensão mais elevados (como o nível de 2000 V) darão suporte ao futuro "sistema de tração CC de alta tensão" e se tornarão o equipamento essencial para o desenvolvimento do transporte ferroviário rumo a uma maior eficiência e segurança.

Em resumo, os para-raios de corrente contínua não são apenas "protetores passivos" de sistemas de corrente contínua em transporte ferroviário, mas também "pilares de segurança ativa" que se adaptam às atualizações do setor e garantem a operação confiável de redes inteligentes de transporte ferroviário. Eles estão profundamente interligados ao desenvolvimento do transporte ferroviário e se tornaram equipamentos essenciais insubstituíveis.