地鐵牽引直流1500V開關柜跳閘故障淺析

韓妮樂 杜 琳

（西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司，陜西西安710016）

0 引言

直流1500V作為牽引部分，其運行情況直接影響地鐵行車的可靠性，因而在整個地鐵供電系統中起著舉足輕重的作用。國內地鐵直流1500V開關柜大多采用瑞士賽雪龍SEPCOS保護裝置，設置有DDL（DeltaI，DeltaT）、Imax+、Imax++、低電壓保護、雙邊聯跳保護、大電流脫扣等6種保護。

本文通過一起地鐵牽引系統直流1500V開關柜跳閘事件的分析，論證開關柜接地異常所造成的設備風險隱患，并提出改進措施，以期達到提高供電可靠性的目的。

1 事件描述

2017-05-11T20：47，某地鐵停車場牽混所直流饋線開關柜215報DDL+DeltaI啟動并跳閘，后自動重合閘成功，導致停車場2T5供電分區短時失電。

通過現場檢查，發現215開關柜電流測量線和電壓測量線的負極未采用帶PE端子排，且端子沒有接地，導致測量回路受到干擾，使得電流測量發生漂移，造成DDL+DeltaI保護誤動，215斷路器跳閘。

2 故障排查

2.1 一次回路排查

查看現場報文及SEPCOS裝置記錄的電流曲線，顯示故障發生時的電流變化波形如圖1所示，電流在1ms內增量為-8279A，且滿足啟動值E和返回值F條件，因此確定SEPCOS裝置DDL+DeltaI保護動作，導致215開關跳閘。

圖1 215開關柜故障電流變化波形

對215饋出電纜進行檢查，確認電纜無故障，同時對215斷路器觸頭進行檢查，滅弧柵無滅弧現象，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，通過檢查發現以下情況：

（1）215開關不帶負載情況下，饋線電流依然存在-600A左右的電流（正常情況下，無負載時饋線電流偏移只有±30A左右）。

（2）通過圖1故障電流曲線可知，當時故障電流為-8279A，而正常故障電流應為正電流。

2.2 二次回路排查

重點檢查二次測量回路的信號干擾和測量線的絕緣狀況。

（1）將測量線和隔壁開關柜布線結構進行對比，發現215開關柜的電流、電壓測量端子的負極都沒有采用接地端子，如圖2所示。

圖2 有接地端子和無接地端子的區別

經核查，能夠直觀看出標準接地的綠色端子排（2、4、6、8）自帶與端子軌道連接，再經過接地端子排GND與接地線連接實現可靠接地。而215開關柜全部是灰色端子排，沒有自帶PE與端子軌道進行連接的功能，未實現有效接地。

（2）檢查保護裝置SEPCOS的電源線發現電壓線端子上沒有接地線，存在明顯漏項。

2.3 故障確認

經分析，確定故障原因為：215開關柜在現場安裝上出現了接線錯誤，未對裝置進行接地，導致保護裝置監測到異常電流，造成開關誤動作。

3 接地缺陷解析與應對

3.1 直流開關柜保護監測原理

在直流主回路中串聯一個分流器，分流器自身相當于一個阻值非常小的精密電阻，主回路電流流經分流器時，根據歐姆定律，分流器兩端會產生電壓降，電壓隨電流變化而線性變化，輸出一個毫伏級信號，將分流器兩端的輸出端子引至測量放大器輸入端，測量放大器實現信號的隔離和放大后送至保護裝置，實現主回路電流測量功能。其測量值為毫伏級別，接地與否直接影響測量的準確性。

3.2 后續改進措施

（1）在日常檢修工作中，嚴格執行工作票相關安全措施，檢修前要做好事故預想，對斷開的接地端子做好記錄，并按照記錄進行恢復，對于所有端子采用萬用表檢查其接觸是否良好。

（2）在新線及既有線擴建施工中，建議設備廠家采用專用端子，以便后期維保查看，同時安排專人對接地端子進行檢查、核對，避免由于施工問題導致接地未接或虛接。

4 結語

直流1500V開關柜作為供電系統中的核心設備，若保護裝置頻繁故障，容易導致中斷行車，影響運營安全。因而，二次回路接線應合理布局，重點核查接地情況，嚴格卡控安裝施工質量，避免出現虛接等情況發生，防止類似故障反復出現。

［參考文獻］

[1]林國松.牽引供電系統新型保護與測距原理研究[D].成都：西南交通大學，2010.

[2]于松偉，楊興山，韓連祥，等.城市軌道交通供電系統設計原理與應用[M].成都：西南交通大學出版社，2008.