城市軌道交通庫用電源柜的保護與檢測

陳秉禎

（南京鐵道職業技術學院，江蘇 南京211800）

在地鐵的日常檢修作業中，庫用電源柜是一個重要的供電設備。庫用電源組裝好后我們必須對它進行檢測，只有符合設計的要求才能投入使用，否則就會造成安全隱患。根據《軌道交通直流開關電氣設備要求》，我們需要對電源柜進行的實驗有：操作實驗，絕緣強度試驗，過流實驗，電器性能實驗，溫升實驗等。

1 線路的測試

在進行電源柜的其他項檢測前，我們需要先對其進行線路的檢測，在保證線路正常連接以及完好時，才能進行別的測試。通過對各個線路連接無誤的檢查后，我們對控制電路進行檢測。主要是檢測各個導線是否按照設計連接準確，通過萬用電表測量導線連接的兩個端口來檢驗。在主電路不通電的情況下，通過對控制電路加入220V 交流電，先檢查兩路的合閘和分閘按鈕是否有效控制，再通過測量延時繼電器兩端的電阻變化值檢驗延時繼電器是否起到了效果。

實驗結果：經過檢測線路沒有故障，控制電路各部分控制按鈕正常工作，延時繼電器在0.6S 左右開始工作，符合要求。

2 耐壓測試

當電器在正常運作檢測前，為了確保儀器的正常使用和人身安全，使得機器在電壓過大時各部分電路也不會發生被擊穿的情況，我們需要對主電路和控制電路兩部分分別做耐壓測試。

2.1 主電路的耐壓測試

根據耐壓檢測的要求，主回路的檢測電壓應該在5000V 左右，被檢測的電路的阻值應該大于10MΩ，漏電流應該不大于1mA。

線路的連接：將主電路的輸入端和輸出端通過粗導線連接起來，并且將斷路器KA1 和KA2 的主觸點也短接。

回路電阻的測量：通過手搖式電壓機給主回路打入大約5000V 的電壓，通過直流電壓機讀出主回路的電阻值。

漏電流的測量：漏電流的測量主要通過儀器MS26/1B 型耐壓測試儀來檢測。它的使用步驟為：

（1）接通電源，開啟耐壓測試儀電源開關，開啟設備；將儀器報警漏電流、測試電壓及測試時間等參數按規定設置。

（2）將被測機器與耐壓測試儀低端（引出線插板）連接，高端的測試導線與被測物的地線或外殼應接觸（即測試探針端）。

（3）然后按下測試探針上“啟動開關”按鈕，此時設備“測試”指示燈亮，輸出電壓表指示達到標準設定值，即已開始加電測試。（4）在設定時間內，超漏燈不亮，測被測機型為合格。

（5）如果被測機器超過設定漏電流值，則儀器自動切斷輸出電壓，同時鋒鳴器報警，超漏燈亮，則被測機器為不合格，此時松開測試探針手柄上的“啟動開關”按鈕或按下復位鍵即可清除報警聲，再測試時應重新按啟動鍵。

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測試結果：通過對主回路兩部分數據的測量得知在5000V的電壓下主回路的回路電阻大約在150MΩ 左右，而在60s 的檢測時間中漏電流約為0.01mA 均符合測試要求。

2.2 控制回路的檢測

控制回路的檢測電壓應該在2000V 左右，被檢測的電路的阻值應該大于10MΩ，漏電流應該不大于10mA。

檢測方法與主回路相同，通過檢測控制電路的回路電阻約為100MΩ，在60s 的檢測時間中回路的漏電流為0.1mA，符合要求。測試結果如表1 所示。

表1 耐壓檢測

3 過壓和過流保護測試

在機器正常運行過程中為了確保當出現意外情況時，機器會自動停機不會發生意外事故，我們需要對機器的過壓和過流保護功能進行檢測。采用的實驗裝置是靜調電源實驗柜，它能夠輸出高電壓或者高電流來滿足測試的要求。

3.1 過壓保護測試

保護方式：當電壓大于2000V 時，直流快速斷路器會啟動保護自動斷開。

實驗方法：通過實驗柜從0 開始慢慢輸出高電壓，在到達2000V 后，看快速斷路器是否自動保護。

3.2 過流保護測試

保護方式：控制板的500A 保護和直流快速斷路器的600A保護。

直流快速斷路器的600A 保護：先取下主電路中的熔斷器，同時取下電流傳感器的觸頭，再通過實驗柜對機器加以低電壓大電流，逐漸加至600A 看直流快速斷路器是否動作。

實驗結果：當電壓加至2000V 左右時，直流快速斷路器能夠正常動作，它通過切斷主回路來停止工作。在取下主回路的熔斷器后，當電流加至500A 時控制板會進行保護動作，切斷控制電路，從而停止運行。取消控制板的保護時，當電流加至600A快速斷路器也會進行保護動作，它通過切斷主回路來停止工作。

4 溫濕度傳感器測試

由于機器工作在高電壓和大電流的環境下，因此溫度容易上升的很快，需要使用溫度傳感器來檢測機器運行時的溫度，并在高溫時控制風機轉動降溫。而由于該項目是在杭州地鐵運行，早上的濕度較大時會影響到機器的性能，所以加入濕度傳感器來檢測環境濕度，當濕度過高時可以啟動加熱器，對機器的環境除濕。

溫濕度傳感器帶有兩個負載，負載一為風機，當溫度過高時會啟動散熱；負載二為加熱器，當濕度過高時會會啟動除濕功能，當溫度過低時，會啟動升溫。

4.1 溫度實驗

在實驗時我們先正常啟動機器，初始溫濕度傳感器的溫度上限是40℃。我們先測量出此時的溫度為31℃，濕度為77，溫濕度的燈都不亮，兩個負載均沒有電壓輸出。然后我們將溫濕度傳感器的溫度上限設置為30℃，此時傳感器的溫度燈點亮了，測量負載一發現有220V 的電壓輸出，再將溫度上限調回，發現溫度燈滅，負載一不工作了，說明溫濕度傳感器的高溫散熱功能良好。當將溫度的上限設為35℃時運行，，此時負載二的加熱器有220V 的電壓輸出，再將溫度的下線調回，發現負載二沒有了輸出，說明，它具有良好的升溫除霜功能。

4.2 濕度實驗

在實驗時我們先正常啟動機器，初始溫濕度傳感器的濕度上限是80。我們先測量出此時的溫度為31℃，濕度為77，溫濕度的燈都不亮，兩個負載均沒有電壓輸出。然后我們將溫濕度傳感器的濕度上限設置為75，此時傳感器的濕度燈點亮了，測量負載二發現有220V 的電壓輸出，再將濕度上限調回，發現濕度燈不滅，負載二仍在工作了，經過試驗斷電在啟動又恢復正常，后說明溫濕度傳感器的濕度過高去濕功能是良好的，但是在濕度回到正常狀態后還未停止工作。測試結果如表2 所示。

表2 溫濕度傳感器檢測

由實驗可知溫濕度傳感器可以工作在溫度過低，溫度過高和濕度過高的情況下，但是對濕度過低就沒有辦法，考慮到使用地點在杭州而且濕度過低對電源本身影響不是很大，所以溫濕度傳感器基本實現了功能。

5 正常工作的狀態監測

通過繪圖可以看出隨著時間的增長，各部分的溫度逐漸處于穩定狀態，但保持電阻的溫度比較高，在實驗中沒有出現任何的跳躍或者溫度異常。將所測溫度繪制成如圖1。

圖1 觸點溫度檢測

在實驗運行的過程中還需測量主電路中直流斷路器和電磁接觸器主開關之間的電壓來檢測儀器是否正常工作。測試結果如表3 所示。

表3 觸點電壓檢測

由此可以看出斷路器和接觸器主觸點之間的電壓很小，導通正常，靜調電源工作在正常狀態，說明靜調電源在長時間的工作測試下是能夠保持性能的穩定的。

6 輸出兩路互鎖實驗

在給車輛供電的過程中為了確保靜調電源的兩路輸出只有一路能夠正常運行，我們要對兩路的輸出互鎖進行試驗。在測試時由于我們沒有車輛的插頭，因此我們直接將兩個插頭處短接，然后對主電路和控制電路進行通電，在啟動合閘的情況下對輸出電路進行10 次合閘分閘實驗，經過試驗發現無論如何始終只有一個電磁接觸器能夠閉合，說明電源能夠實現兩路的互鎖功能。

在實驗測試結束后，將儀器整理完畢，把實驗中用的導線盤起，并把輸入用的電纜的接頭用絕緣膠布纏起。

7 結論

在經過對庫用電源的檢測和試驗調試后，從設備的安全性和可靠性上都得到了很大的保證，能夠滿足地鐵檢修的日常生產工作需求。