許韋韋

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司　江蘇　南京　210012）

對(duì)南京地鐵框架泄漏保護(hù)及鋼軌電位限制裝置的幾點(diǎn)分析

許韋韋

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司江蘇南京210012）

地鐵直流系統(tǒng)的保護(hù)按照被保護(hù)設(shè)備分為整流機(jī)組保護(hù)、直流開關(guān)保護(hù)、直流柜框架保護(hù)和鋼軌電位保護(hù)等。本文結(jié)合南京地鐵實(shí)際主要闡述了NPMPD型鋼軌電位限制裝置的工作原理及功能測(cè)試，僅供參考。

南京地鐵；框架泄漏保護(hù)；工作原理；故障分析

前言

地鐵直流牽引供電系統(tǒng)保護(hù)一般包括大電流脫扣保護(hù)、電流上升率和電流增量保護(hù)（DLL保護(hù)）、框架泄漏保護(hù)及鋼軌電位限制裝置等，下文重點(diǎn)闡述框架泄漏保護(hù)及鋼軌電位限制裝置。

1　框架泄漏保護(hù)分析

當(dāng)?shù)罔F牽引直流供電設(shè)備DC1500V正極，如整流器柜、直流開關(guān)柜內(nèi)的正極，對(duì)設(shè)備外殼發(fā)生放電或絕緣下降導(dǎo)致泄漏故障時(shí)，短路電流通過(guò)地或設(shè)備外殼，容易擴(kuò)大為DC1500V正極對(duì)負(fù)極間的短路事故，而正、負(fù)極短路時(shí)的短路電流可達(dá)數(shù)萬(wàn)安培以上，將對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。而框架泄漏保護(hù)裝置的保護(hù)原理是，當(dāng)正極對(duì)柜體外殼剛出現(xiàn)絕緣損壞時(shí)，存在極小泄漏電流或存在極小電壓差時(shí)，快速跳閘切除故障，是專為直流設(shè)備配備的正極與柜體發(fā)生泄漏故障時(shí)的一種有效保護(hù)，保證地鐵牽引供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行[1]。

2　NPMPD型鋼軌電位限制裝置

工作原理：

復(fù)用開關(guān)由直流接觸器和晶閘管模塊組成；它可以將鋼軌與大地通過(guò)等電位母線短接。在正常情況下，直流接觸器的觸頭是斷開的，同時(shí)晶閘管處于截止?fàn)顟B(tài)。鋼軌與大地之間的電壓由電壓表檢測(cè)并顯示，而由電壓測(cè)量元件U>、U>>、U<、和晶閘管模塊來(lái)判斷電壓并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

裝置具有：一段電壓保護(hù)U>；二段電壓保護(hù)U>>；三段電壓保護(hù)U>>>；低電壓保護(hù)U<。

2.1電壓小于U>

走行鋼軌與等電位母線間的電壓值小U>設(shè)定值，在這種情況下直流接觸器是開斷的，即主觸頭斷開。

2.2電壓大于或等于U>

測(cè)得的電壓值大于或等于電壓測(cè)量元件U>的閾值，經(jīng)過(guò)一段設(shè)定的延時(shí)后，該裝置將回流回路有效短接，動(dòng)作的延時(shí)確保在短期的允許電壓最大值下，不會(huì)發(fā)生不必要的短路。10s之后，直流接觸器再次自動(dòng)斷開。

如果當(dāng)時(shí)的電壓值小于U>的閾值，則鋼軌電位限制裝置經(jīng)過(guò)一段可調(diào)整的延時(shí)后再進(jìn)入正常狀態(tài)。如果電壓值又大于U>，則鋼軌電位限制裝置再次發(fā)生短路。

此過(guò)程一直持續(xù)到電壓又保持在許可范圍內(nèi)，或短路次數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)字（調(diào)整范圍從1…N）。一旦達(dá)到預(yù)設(shè)值，短路裝置即會(huì)閉鎖。當(dāng)閉鎖時(shí)，需按復(fù)位按鈕將其復(fù)歸。

2.3電壓大于或等于U>>

測(cè)得的電壓值大于或等于U>>的閾值，鋼軌與大地被無(wú)延時(shí)短接。短路裝置即會(huì)閉鎖，需按復(fù)位按鈕將其手動(dòng)復(fù)歸。

2.4電壓大于或等于U>>>

如果電壓超過(guò)U>>>的閾值，即當(dāng)電壓大于600V±50V時(shí)，則晶閘管元件立即導(dǎo)通以抵消直流接觸器的機(jī)械延時(shí)，同時(shí)直流接觸器被激活，而閉鎖狀態(tài)繼續(xù)保持。閉鎖狀態(tài)需按復(fù)位按鈕將其手動(dòng)復(fù)歸。

2.5控制電源失電本鋼軌電位限制裝置的控制回路采用閉環(huán)原理，保證一旦控制電源發(fā)生故障，裝置會(huì)自動(dòng)將鋼軌與大地有效短接。這樣，在控制電源發(fā)生故障時(shí)，人員及設(shè)施安全得到保障。控制電源的失壓能通過(guò)遠(yuǎn)程信號(hào)傳遞。

2.6鋼軌電位限制裝置的故障直流接觸器一、二次回路故障發(fā)生時(shí)，控制器將故障信號(hào)輸出同時(shí)閉鎖合閘，需按復(fù)位按鈕將其手動(dòng)復(fù)歸。

若直流接觸器因故障而不能閉合，在電壓大于600V±50V時(shí)，此功能由晶閘管元件執(zhí)行。若電壓小于U<定值，經(jīng)一段時(shí)間延時(shí)，系統(tǒng)報(bào)故障同時(shí)閉鎖輸出。需按復(fù)位按鈕將其手動(dòng)復(fù)歸。

3　案例分析——南京地鐵寧天線12.3框保跳閘故障分析

3.1故障現(xiàn)象

12月2日晚化工園牽混所進(jìn)行直流牽引系統(tǒng)二級(jí)保養(yǎng)，12月3日凌晨2點(diǎn)30分工作結(jié)束進(jìn)行送電時(shí)1#整流機(jī)組發(fā)生電流型框保動(dòng)作，造成該機(jī)組35kV開關(guān)跳閘，軌電位電流三段合閘閉鎖。由于是在停運(yùn)期間，故對(duì)行車沒(méi)影響。

工班現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人員及維保單位人員及時(shí)對(duì)1#整流機(jī)組進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)A橋F6快速熔斷器熔斷，報(bào)文為A橋報(bào)警；B橋F35、F36快速熔斷器熔斷，報(bào)文為B橋跳閘。判定故障原因?yàn)樯崞瑴囟葌鞲衅髅撀?，掉落在二極管與交、直流母排中間，在掉落中碰到交、直流母排，造成交流電源與直流電源短路，溫度傳感器被擊穿。進(jìn)過(guò)檢查，1#整流機(jī)組二極管無(wú)損壞，框架絕緣良好。更換損壞的三個(gè)快速熔斷器、兩套溫度傳感器。并對(duì)2#整流機(jī)組進(jìn)行檢查溫度傳感器固定狀態(tài)，良好。之后對(duì)交流母排進(jìn)行加壓試驗(yàn)，確認(rèn)設(shè)備正常，地鐵運(yùn)行結(jié)束收車后送電，設(shè)備正常。

3.2故障分析

（1）溫度傳感器與陶瓷片、散熱片之間是用502膠水連接，在安裝中固定不牢固；

（2）檢修人員在使用電吹風(fēng)清理灰塵時(shí)，造成溫度傳感器脫落。

3.3問(wèn)題及解決措施

（1）檢修負(fù)責(zé)人、工作負(fù)責(zé)人在工作結(jié)束后未能細(xì)致檢查發(fā)現(xiàn)事故苗頭；檢修人員在檢修過(guò)程中工作不仔細(xì)，溫度傳感器脫落后未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。解決措施：對(duì)檢修負(fù)責(zé)人、工作負(fù)責(zé)人及檢修人員進(jìn)行多方位的培訓(xùn)，加強(qiáng)工作責(zé)任心。

（2）在直流牽引系統(tǒng)二級(jí)保養(yǎng)期間，對(duì)整流機(jī)組溫度傳感器及其他元器件進(jìn)行仔細(xì)檢查，完成時(shí)間為三個(gè)月內(nèi)。

（3）針對(duì)該類型的問(wèn)題，本專業(yè)技術(shù)人員與廠家技術(shù)人員經(jīng)過(guò)探討，拿出處理方案，對(duì)高新開發(fā)區(qū)、信息工程大學(xué)及葛塘站整理器溫度傳感器進(jìn)行重新固定處理（將器溫度傳感器固定在銅片上，再用一銅片合并，保持一面平整，最后利用銅排原有螺絲固定）。方案成熟之后利用日常檢修時(shí)間對(duì)全線整理器溫度傳感器進(jìn)行整改。

U231+.8

A

1673-0038（2015）23-0256-02

2015-5-23