地鐵車輛高壓供電電路過流故障診斷及改進

王蘇斌

摘要：地鐵車輛運行需要靠高壓供電來提供助力，如果供電電路發生過流故障，就會影響到鐵路車輛的正常運行，一旦鐵路并行出現問題，后果將不堪設想。為了有效地避免這種情況的發生，進行高壓供電電路過流故障的相關診斷是非常有必要的，鐵路工作人員要及時診斷線路過流故障的問題，并且不斷探究改進的措施。為了更好地診斷電路過流故障問題，并提出改進措施，本篇文章將對地鐵車輛高壓供電電路過流故障進行探究，分析存在的問題和需要改進的地方。

關鍵詞：地鐵車輛;高壓供電電路;過流;故障診斷;改進措施

引言

經濟社會的發展需要四通八達的交通提供助力，我國的交通運輸網越來越密集，交通方式也不斷豐富，地鐵作為一種高速便捷的交通方式，越來越為人民所歡迎。也正因為地鐵的這種優點，地鐵部門對于地鐵車輛的數量以及運行頻率都進行了極大的增加，由此，地鐵車輛對于供電的需求也提出了更高的要求。過流故障時不時會發生，使得地鐵無法正常運行，從而影響了人們的出行，不利于經濟的發展。因此，進行過流故障的診斷以及改進，已經是刻不容緩的事情。

一、進行故障診斷的意義

地鐵主要是依靠電路電流運行的，如果高壓供電電路過流故障發生，地鐵部門要及時地做出應對策略，從而將故障帶來的消極影響降到最低。按照以往的處理方式，如果工作人員發現鏈路發生短路故障，一般會采取這樣的應急措施：先啟動控制地鐵主線路的電路器，及時地切斷故障地鐵車輛的電流，然后還需要觸動該電區的斷路器，從而以防主線路的電流泄露連累了整個系統的運作。然而，這種處理的方式，是存在比較大的缺陷的，會導致對于發生故障的地鐵車輛無法及時鎖定，進而也難以對車輛進行詳細的檢查以及診斷電路過流故障的原因。同時，正常情況下，供電區間的列車并不止一節，地鐵工作人員需要對每一節的車進行排查，在排查的過程中需要耗費很多的時間，而且也會給工作人員增加工作量，提高了列車運行的成本。因此，鐵路部門要設置相應的故障診斷的設施設備，以便工作人員在進行故障處理的時候能夠更加及時和快速，有效地減少他們的工作量[1]。

二、故障診斷分析

（一）關于斷路器的功能分析

在牽引變電所中，當需要為供電區間接觸以及地鐵車輛的設備，進行短路過流故障的保護的時候，是需要借助變電所饋線斷路進行工作的。一旦有電路過流故障情況的發生，就會觸發電流上升的保護，然后對發生故障的地鐵車輛進行診斷。斷路器的保護設置，主要有以下兩種構成，第一種是瞬間保護，第二種是延時保護，前者主要是在發生比較近的短路故障的時候應用的，后者則是在發生短路故障在中遠端的時候應用的，因此，利用這種斷路器，能夠幫助工作人員處理不同情況下的地鐵車輛的故障問題[2]。

（二）關于過流保護的分析

鐵路車輛的過流保護設備，主要分為兩個部分，一部分是高速斷路器，另一個則是熔斷器，在這里，筆者將以某地鐵的一號，二號，五號線中的過流設備進行分析。

首先，分析高速斷路器。如圖1，它是分有很多個型號和脫扣整定值的，在這里介紹的這三個地鐵線所應用的型號分別是UR6-32S和UR6-32TD這兩種，其定值分別是1200A和1800A的。如果斷路器保護的部件發生了故障，電流就會上升，并且超過定值，然后導致斷路器跳閘。斷路器分段的時間和電流的上升率是有很大關系的，如果電流的上升率很大，那么就會導致分段的時間很短，從而也會對系統信息的反饋帶來影響。

其次，分析熔斷器。它一般在工作人員進行電路設備的輔助設置的時候被應用，而且每一條線路和每一個設備的都具備有不同的熔斷器值，例如，一號地鐵線的熔斷器的設定值為250A，而輔助逆變器的熔斷器則是100A。熔斷器的診斷過程是這樣的：如果地鐵車輛的電路過流發生了故障，并且其電流已經超過了本身設定的保護值，那么，熔斷器就會自動熔斷，從而保護主線路的照常運行。但是，這種熔斷保護是存在一定的缺陷的，當保護被觸發之后就會不能恢復，而且熔斷器中并沒有設置可以監控的電路，這也就導致診斷系統不能夠及時的對這個故障進行識別。

（三）直流饋線與高速的斷路器的過流保護的分析

關于這兩者之間的過流保護匹配，雖然他們的運作是比較簡單的，但是，這一部分往往是非常難以控制的。如果在高速斷路器的保護范圍之內，其設備直接發生了斷路的故障，促使電流迅速上升至設定的值，然后就會使得電流脫扣被觸發，與此同時，保護系統會輸出電流饋線跳閘的保護命令，那么，就會使得兩個斷路器都會發生跳閘。因此，想要讓高速斷路器首先發生跳閘，并且不會引起變電所斷路器的跳閘，是非常難以實現的目標。

三、診斷的改進策略分析

為了幫助地鐵司機以及其他的地鐵工作人員，及時診斷故障，對故障問題進行處理，對診斷進行改進是很有必要的。

首先，是對于電路和設備的改進策略分析。HD1、HD2、HD3、HD4這四者一起構成了檢測裝置的中間設備，中間設備與高壓箱、受電弓等連接起來，使得受電弓與接觸網和變電所的斷路器連接，再對變電所進行牽引，從而構成了一個完整的電流檢測系統。在安裝檢測裝置的時候，需要把它安裝在一個獨立的設備里面，進而保證了系統的獨立運作。其內部主要是由DH1至DH4四個進行兩兩的連接，在連接完成之后，在與LH進行連接，而LH又與NH以及X171進行連接，最終形成一個回形的結構。

其次，是對于診斷邏輯的改進策略分析。當檢測裝置的電流值達到了設定的條件的時候，就會向控制系統發送診斷的觸發命令，并且實時記錄故障的數據，然后進行信息的反饋。

四、結束語

本篇文章通過對故障診斷的分析，以及診斷改進策略的探究，希望能夠有利于提高地鐵車輛高壓供電電路過流故障診斷的效率，不斷改進診斷的方式，更新診斷的技術，從而促進地鐵的發展。

參考文獻：

[1]史志成.地鐵接觸網方式牽引供電系統開關設置探討[J].電氣時代， 2017（7）：47-48.

[2]于朝霞.地鐵供電系統資源共享分析[J].機電信息， 2017， 000（024）：120-121.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營一分公司）