地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的处置浅析(1)

蔡磊

摘要：本文首先分析地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障原因，然后对地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的处置进行论述，通过不断分析旨在高度明确高压直流开关无法合闸的故障原因，然后采取可行合理的处理措施，实现地铁车辆的安全运行目标，仅供参考。

关键词：牵引供电;直流开关;线路测试;

一、地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的原因

以某地铁2号线牵引供电系统为例，牵引变电所将交流35 kV 降压整流为直流1500V，然后通过电客车自带的受电弓，实现向电客车电能的顺利输送。现阶段，柔性接触网得到了广泛应用，尤其對于车辆段，所以应在户外进行设置，对不同供电分区进行划分。一般来说，在外界环境因素的影响下，在车辆段接触网分区停电后，极容易造成残压现象的出现，从而对于牵引直流馈线开关的合闸造成了严重影响，甚至不利于地铁车辆运行水平的提升。

（一）线路测试功能的原理

在断路器开关合闸前，线路测试功能，在保护装置测试馈线接触网方面发挥着重要作用，并对比分析测试的数据与设定值，形成对开关合在故障线路上的有效预防。针对于上述地铁2号线，保护装置可以对直流开关母线电压、馈线接触网电压进行监测，并准确测量馈出侧电阻，如图1所示：

（二）线路电阻的检查

面对故障现象的出现，抢修人员全面检查接触网设备，尚未发生异常情况，然后对2500 V摇表进行应用，以此来为接触网对地绝缘电阻的遥测提供便利性，接触网绝缘同样未出现异常。在实际操作过程中，越区供电，在2D 3供电分区中得到了充分体现，接触网未发生异常，代表线路绝缘合理性较强，所以不存在线路电阻过低或接触网短路接地的影响。

（三）线路残压的检查

首先，实测的线路残压。直流断路器分闸，主要发生在故障检修过程中，2D 3供电分区接触网送电比较滞后，通过观察直流开关保护装置，可以了解测得的接触网电压，接触网残压比较突出。表2为车辆段2D3开关保护装置所测残压值：

其次，合闸失败事件记录的残压。通过了解直流断路器保护装置中的事件记录【1】，设定值与设计整定值并无差异;因为试合闸始终没有成功，借助保护装置线路，以此来测试所测馈线接触网，根据其测量数据了解到，在测得的接触网残压中，最高为340V，最低为3 18 V。针对于保护装置线路测试的工作原理：如果开关合闸前装置所测馈线接触网电压，比保护装置所设接触网残压值Uresidue小时，很难保证线路测试的通过率，不仅影响着开关的合闸，而且自动闭锁会立即出现。而在Uresidue比300 V小的情况下，有助于开关保护启动线路测试，分析断路器合闸的判断依据，就是测量的线路电阻R在Rmin以上时（包括相等的情况）。

（四）故障原因

分析车辆段2D3直流开关无法正常合闸的原因：主要是因为接触网残压的存在，在直流断路器合闸前，2D 3分区接触网残压在300V以上，明显要比保护装置中所设接触网残压的设定值要大一些，且在保护设定的最小工作电压以下，保护装置一旦判断为接触网出现短路情况，自动禁止合闸便会由此出现。

二、地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的处理

通过了解2D 3供电分区接触网的残压情况，诸多城市的地铁等车辆段接触网的过残压均处于较高的水平范围内，使得送电无法合闸，分析其原因，主要是因为线路残压在外界因素的影响下，特别对于分段绝缘器、接触网绝缘子。

通过初步判断故障现象，主要是因为接触网线路或直流断路器与保护装置线路测试功能要求不一致所致。因为接触网尚未发生故障，要想避免对车辆段电客车的通行造成影响，抢修人员通过车辆段内接触网，实施越区隔离开关。同时，2D 3分区接触网的残压，并没有过多地影响到车辆段内接触网设备、牵引供电系统等，通过了解残压最高值，最高为378 V，且均在300V以上【2】，在车辆段接触网设置在室外的影响下，再加上复杂化的周边环境，在车辆段内直流开关保护装置线路测试中，其接触网残压设定值可以提升到450V（原为300 V）。其中，相关工作人员应密切联系供电系统总设计人员，共同整改车辆段直流馈线开关的线路测试值。经过一段时间的运行后，通过密切观察车辆段牵引变电所直流开关及场内接触网，发现尚未出现异常的设备状态，避免运行受阻现象的发生，而且类似的故障不易出现。

三、结束语

综上所述，根据此直流开关无法合闸故障表明，户外车辆段 内接触网的安装，周边环境的复杂性特点显著，基于外界环境的影响，极容易为接触网的残压的发生埋下隐患，所以在牵引供 电系统电力保护装置功能的设置方面，应对其保持高度重视，避免供电系统出现受损现象，且维护正常的牵引供电。

参考文献：

[1]池代臻、林家通、苏芳益. 利用直流馈线开关线路测试功能优化接触网跳闸处置流程[J]. 城市轨道交通研究， 2020， v.23;No.216（09）：146-150.

[2]刘炜、张扬鑫、张戬、李鲲鹏、李群湛. 考虑牵引所多运行状态的城轨交直流供电计算[J]. 西南交通大学学报， 2020， v.55;No.256（06）：35-42.