地鐵直流饋線柜慣性聯跳故障的分析及對策

劉鈞斌

【摘 要】本文介紹了直流饋線開關柜因聯跳回路故障造成直流饋線柜跳閘的現象、對運營的影響、原因及處理方法，以及對類似故障的處理建議、預防措施。

【關 鍵 詞】 直流饋線柜 聯跳 跳閘

【中圖分類號】U231+.2【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0264-02

一、故障描述：

聯跳保護是直流牽引系統的一項重要保護措施。它是指同一供電臂雙邊供電的開關柜，當一臺開關接收到故障跳閘指令后，同時向鄰所對應開關發出聯跳信號，使雙邊供電的另一臺開關柜同時跳閘，將接觸網從供電系統中及時切除，從而最大限度的限制短路電流的危害，達到保護接觸網及變電所供電設備的目的。例如：07年7月8日8：31，因雷擊造成接觸網短路，中勝牽引所214開關大電流脫扣跳閘，同時向安德門212開關發出聯跳信號，使安德門212開關聯跳跳閘，將故障線路及時切除。

聯跳回路故障就是雙邊聯跳保護由于誤動帶來的故障。南京地鐵1號線牽引變電所自投運以來，直流饋線開關發生多次因聯跳誤動作造成開關跳閘的故障。據統計，06年共發生7次，其中2次在運營時間內；07年發生8次，其中1次在運營時間內；08年發生5次，其中2次在運營時間內；09年發生6次，其中1次在運營時間內；10年發生5次，其中1次在運營時間內等。以上故障雖未對運營造成直接影響，但降低了接觸網供電的可靠性、安全性。

聯跳回路是由雙邊供電的兩臺開關柜的聯跳接收和輸出回路、區間聯跳電纜及聯跳出口繼電器等組成。電路原理見圖1。聯跳接收和輸出回路通過聯跳電纜連接，正常時它是一個閉合回路，接入到聯跳繼電器K006的1、6端。聯跳繼電器K006正常時處于吸合狀態。當聯跳回路中有任一點開路時，聯跳繼電器釋放使開關跳閘，完成聯跳功能。

通過對近幾年聯跳故障的不斷摸索、總結及研究，聯跳故障多是因為閉合回路中某一繼電器接點接觸電阻過大造成。我們經過對聯跳繼電器內部電路（見圖二）分析并模擬試驗，發現當聯跳繼電器K006的1、6輸入端輸入電阻達到4.5千歐，該繼電器釋放使開關跳閘。也就是說只要這一閉合回路有任何一個繼電器接點電阻大于4.5千歐，則開關必定跳閘。而且，由于聯跳輸入輸出回路中各繼電器本身狀態并未變，所以本所無任何異常信號，只是相鄰所收到“鄰所聯跳本所斷路器”信號。

二、故障影響：

在非運營時間段發生聯跳故障，采取積極措施后對運營無影響，在運營時間段發生該故障，將造成鄰所饋線開關跳閘，若故障持續存在，造成鄰所開關不能合閘，原雙邊供電變為單邊供電。單邊供電時，由于接觸網分段絕緣器兩端存在電位差，列車受電弓經過時會造成輕度打火，降低了供電可靠性。若要恢復雙邊供電必須切除聯跳功能，但取消了該保護功能，一旦接觸網發生故障時，則雙邊供電的兩臺開關只能依靠自身的電流保護來作用于跳閘，保護裝置的靈敏性降低，不能在最短的時間內切除故障，降低了設備的安全性。

三、原因分析：

1、聯跳回路中各繼電器常開及常閉接點氧化造成接觸電阻變大是造成聯跳誤動作的主要原因，尤其是越區刀閘操作后更易發生。因越區刀閘操作時，刀閘從分位-合位-分位的操作過程中，聯跳回路轉換繼電器K086、K089有一個釋放-吸合-釋放的狀態變化。亦即是說，原來聯跳回路中的某一繼電器從常閉轉化為打開再到常閉，此時該繼電器常閉點接觸不良。

究其原因，主要是聯跳出口繼電器的輸入端的開路電壓只有1伏左右，這么低的電壓不可能擊穿繼電器接點上的氧化層，所以接點一旦氧化或灰塵吸附，只能進行更換。另外，我們分析也可能該類繼電器（型號C4-A40，DC220V，圖爾克TURCK公司生產）的接點常閉狀態下彈簧壓力較小，造成接觸電阻過大造成。（而常開接點是靠線圈電磁力吸合的，故接觸壓力較大）。

2、環境的影響。由于大多數牽混所靠近軌行區，列車運行帶來的振動會造成開關柜內部接線端子及繼電器接點的松動。一旦各接點電阻達到上述4.5千歐的臨界值，必然造成聯跳動作，導致開關跳閘。如06年12月18日14：40，安德門211開關聯跳動作跳閘，就是因為安德門牽混所端子柜內的X006端子排的9號端子松動造成。此外，聯跳回路繼電器與繼電器座之間接觸不良造成回路阻值變大也造成聯跳回路誤動作多次。

四、處置對策過程：

發生聯跳故障時，我們要分別檢查本所的聯跳接收回路和鄰所的聯跳輸出回路。因為聯跳輸出回路接點多，所以我們應把重點放在鄰所對應開關的聯跳輸出回路上。

在非運營時間內，我們可以對輸入輸出回路的電阻值進行測量。一般的聯跳輸出回路的阻值應在幾歐以下，聯跳輸入回路因含有區間聯跳電纜的阻值，所以根據兩變電所的距離長短一般為150-200歐。當聯跳輸出回路阻值達十歐以上我們即可判斷該回路存在問題。再逐步查出是哪一點阻值過大，對其進行緊固或更換相應繼電器。

在運營時間內發生聯跳故障，我們應首先趕至聯跳故障跳閘的變電所或其對應的鄰所，切除聯跳功能，待運營結束后再查找處理。以免查找處理時造成其它開關柜跳閘。

五、預防措施：

1、檢修中要加強對聯跳回路的測試。既要保證在接觸網故障時，聯跳回路能及時向鄰所發出聯跳信號，也要保證在正常運行時，聯跳回路不會誤動。要定期測量聯跳回路的阻值，發現阻值偏大的繼電器或繼電器座要給與更換。

2、檢修時要對各端子排進行緊固，對于振動較大的場所，所有接點都要認真檢查緊固，不能遺漏。

3、定期進行越區供電方式的切換試驗，及時發現越區

供電時聯跳回路轉換繼電器K086、K089的缺陷，及時處理。防止在緊急狀況下啟用越區供電時聯跳回路故障造成故障擴大及延誤。

六、類試故障處理對策：

發生聯跳時，首先要確認相鄰所有無發出聯跳信號。若相鄰所發出聯跳信號，說明聯跳回路正常；若相鄰所未發出聯跳信號，但本所受到聯跳信號且對應開關跳閘，說明是聯跳回路故障造成。按照上文所述處理。

參考文獻

[1]朱濟龍 主編，《城市軌道交通車站機電設備》機械工業出版社，2012-9-1

[2]單永欣？主編，《城市軌道交通電工電子技術及應用》人民交通出版社，2011-6-1

[3]宋奇吼，等編著《城市軌道交通供電》中國鐵道出版社，2012-7-1