地鐵牽引直流1500V開(kāi)關(guān)柜跳閘故障淺析

韓妮樂(lè) 杜 琳

（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司，陜西西安710016）

0 引言

直流1500V作為牽引部分，其運(yùn)行情況直接影響地鐵行車(chē)的可靠性，因而在整個(gè)地鐵供電系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。國(guó)內(nèi)地鐵直流1500V開(kāi)關(guān)柜大多采用瑞士賽雪龍SEPCOS保護(hù)裝置，設(shè)置有DDL（DeltaI，DeltaT）、Imax+、Imax++、低電壓保護(hù)、雙邊聯(lián)跳保護(hù)、大電流脫扣等6種保護(hù)。

本文通過(guò)一起地鐵牽引系統(tǒng)直流1500V開(kāi)關(guān)柜跳閘事件的分析，論證開(kāi)關(guān)柜接地異常所造成的設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)隱患，并提出改進(jìn)措施，以期達(dá)到提高供電可靠性的目的。

1 事件描述

2017-05-11T20：47，某地鐵停車(chē)場(chǎng)牽混所直流饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜215報(bào)DDL+DeltaI啟動(dòng)并跳閘，后自動(dòng)重合閘成功，導(dǎo)致停車(chē)場(chǎng)2T5供電分區(qū)短時(shí)失電。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)215開(kāi)關(guān)柜電流測(cè)量線(xiàn)和電壓測(cè)量線(xiàn)的負(fù)極未采用帶PE端子排，且端子沒(méi)有接地，導(dǎo)致測(cè)量回路受到干擾，使得電流測(cè)量發(fā)生漂移，造成DDL+DeltaI保護(hù)誤動(dòng)，215斷路器跳閘。

2 故障排查

2.1 一次回路排查

查看現(xiàn)場(chǎng)報(bào)文及SEPCOS裝置記錄的電流曲線(xiàn)，顯示故障發(fā)生時(shí)的電流變化波形如圖1所示，電流在1ms內(nèi)增量為-8279A，且滿(mǎn)足啟動(dòng)值E和返回值F條件，因此確定SEPCOS裝置DDL+DeltaI保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致215開(kāi)關(guān)跳閘。

圖1 215開(kāi)關(guān)柜故障電流變化波形

對(duì)215饋出電纜進(jìn)行檢查，確認(rèn)電纜無(wú)故障，同時(shí)對(duì)215斷路器觸頭進(jìn)行檢查，滅弧柵無(wú)滅弧現(xiàn)象，從而判斷在一次回路上不存在真正的短路故障，分析為二次回路故障，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)以下情況：

（1）215開(kāi)關(guān)不帶負(fù)載情況下，饋線(xiàn)電流依然存在-600A左右的電流（正常情況下，無(wú)負(fù)載時(shí)饋線(xiàn)電流偏移只有±30A左右）。

（2）通過(guò)圖1故障電流曲線(xiàn)可知，當(dāng)時(shí)故障電流為-8279A，而正常故障電流應(yīng)為正電流。

2.2 二次回路排查

重點(diǎn)檢查二次測(cè)量回路的信號(hào)干擾和測(cè)量線(xiàn)的絕緣狀況。

（1）將測(cè)量線(xiàn)和隔壁開(kāi)關(guān)柜布線(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)215開(kāi)關(guān)柜的電流、電壓測(cè)量端子的負(fù)極都沒(méi)有采用接地端子，如圖2所示。

圖2 有接地端子和無(wú)接地端子的區(qū)別

經(jīng)核查，能夠直觀(guān)看出標(biāo)準(zhǔn)接地的綠色端子排（2、4、6、8）自帶與端子軌道連接，再經(jīng)過(guò)接地端子排GND與接地線(xiàn)連接實(shí)現(xiàn)可靠接地。而215開(kāi)關(guān)柜全部是灰色端子排，沒(méi)有自帶PE與端子軌道進(jìn)行連接的功能，未實(shí)現(xiàn)有效接地。

（2）檢查保護(hù)裝置SEPCOS的電源線(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓線(xiàn)端子上沒(méi)有接地線(xiàn)，存在明顯漏項(xiàng)。

2.3 故障確認(rèn)

經(jīng)分析，確定故障原因?yàn)椋?15開(kāi)關(guān)柜在現(xiàn)場(chǎng)安裝上出現(xiàn)了接線(xiàn)錯(cuò)誤，未對(duì)裝置進(jìn)行接地，導(dǎo)致保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)到異常電流，造成開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作。

3 接地缺陷解析與應(yīng)對(duì)

3.1 直流開(kāi)關(guān)柜保護(hù)監(jiān)測(cè)原理

在直流主回路中串聯(lián)一個(gè)分流器，分流器自身相當(dāng)于一個(gè)阻值非常小的精密電阻，主回路電流流經(jīng)分流器時(shí)，根據(jù)歐姆定律，分流器兩端會(huì)產(chǎn)生電壓降，電壓隨電流變化而線(xiàn)性變化，輸出一個(gè)毫伏級(jí)信號(hào)，將分流器兩端的輸出端子引至測(cè)量放大器輸入端，測(cè)量放大器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離和放大后送至保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)主回路電流測(cè)量功能。其測(cè)量值為毫伏級(jí)別，接地與否直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.2 后續(xù)改進(jìn)措施

（1）在日常檢修工作中，嚴(yán)格執(zhí)行工作票相關(guān)安全措施，檢修前要做好事故預(yù)想，對(duì)斷開(kāi)的接地端子做好記錄，并按照記錄進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)于所有端子采用萬(wàn)用表檢查其接觸是否良好。

（2）在新線(xiàn)及既有線(xiàn)擴(kuò)建施工中，建議設(shè)備廠(chǎng)家采用專(zhuān)用端子，以便后期維保查看，同時(shí)安排專(zhuān)人對(duì)接地端子進(jìn)行檢查、核對(duì)，避免由于施工問(wèn)題導(dǎo)致接地未接或虛接。

4 結(jié)語(yǔ)

直流1500V開(kāi)關(guān)柜作為供電系統(tǒng)中的核心設(shè)備，若保護(hù)裝置頻繁故障，容易導(dǎo)致中斷行車(chē)，影響運(yùn)營(yíng)安全。因而，二次回路接線(xiàn)應(yīng)合理布局，重點(diǎn)核查接地情況，嚴(yán)格卡控安裝施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)虛接等情況發(fā)生，防止類(lèi)似故障反復(fù)出現(xiàn)。

［參考文獻(xiàn)］

[1]林國(guó)松.牽引供電系統(tǒng)新型保護(hù)與測(cè)距原理研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2010.

[2]于松偉，楊興山，韓連祥，等.城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2008.