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李??晴1??薛 ?巖2 1.西安市軌道交通集團有限公司運營分公司
2.中國鐵路西安局集團有限公司西安高鐵基礎設施段
地鐵直流牽引供電系統(tǒng)作為維護地鐵穩(wěn)定運行的核心，為列車的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供必要的電源支持。結(jié)合西安地鐵兩起直流牽引系統(tǒng)線路測試不通過的故障案例，深入研究線路測試原理，通過現(xiàn)場后臺及保護裝置本體故障報文，分析故障原因，并提出故障處理思路，制訂檢修關鍵點，為后續(xù)線路直流牽引供電系統(tǒng)的可靠運行和故障處理提供經(jīng)驗。
中圖分類號：TM922.3
0? 引言
JIDIANXINXI
在地鐵供電系統(tǒng)中，直流牽引供電系統(tǒng)故障會對運營服務造成較嚴重的影響，可能直接影響行車，因此如何快速高效地處理直流供電系統(tǒng)故障、恢復供電，提高檢修質(zhì)量，是擺在運營供電人員面前的難題和考驗。
西安地鐵四號線直流牽引系統(tǒng)為1 500 V電壓制式，采用天津保富電氣有限公司生產(chǎn)的1 500 V直流開關柜及TracFeed DCP2 07BC直流線路保護測控裝置，為避免接觸網(wǎng)金屬接地及車輛牽引電氣設備偶發(fā)性故障，保護裝置設置線路測試功能，在送電時系統(tǒng)對母線電壓、饋線電壓和測試電阻進行對比分析，確保DC1 500 V接觸網(wǎng)送電安全。
1??直流饋線柜線路測試
不通過的典型故障案例
JIDIANXINXI
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1.1 ?案例一：某牽混所直流開關柜213線路測試不通過
某停車場電調(diào)對4T3供電分區(qū)進行送電，213直流開關柜線路測試不通過，線路測試被閉鎖信號（永久性故障）動作。
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1.2 ?案例二：某車輛段牽混所直流開關柜213線路測試不通過
某車輛段變電專業(yè)控制信號盤及交直流電源裝置檢修作業(yè)結(jié)束，電調(diào)組織送電，213直流開關柜線路測試不通過，線路測試被閉鎖信號（永久性故障）動作。
2? 直流饋線柜線路測試
JIDIANXINXI
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2.1 ?線路測試原理
直流饋線柜保護裝置中裝有線路測試裝置，在向牽引網(wǎng)合閘送電時，必須對接觸網(wǎng)進行線路測試，檢查是否有短路故障，經(jīng)測試合格后，才能閉合直流饋線斷路器進行送電，避免直流開關合閘于故障線路，減少對系統(tǒng)的危害。
線路測試的工作過程：通過控制測試接觸器的分合閘接通主母線和饋線之間的測試電阻；通過測量母線電壓、饋線電壓，計算回路剩余電阻，并將饋線電壓和回路剩余電阻與設定值相比較，以確定是否具備合閘條件[1]。
線路測試原理圖如圖1所示，圖中Ubb為母線電壓，Ufed為饋線電壓，Rres為線路剩余電阻，Rtest為檢測電路上的測試電阻，Q10為線路測試接觸器。
在進行線路測試時，通過發(fā)出線路測試命令，使線路測試接觸器Q10閉合，接通線路測試電阻回路。通過檢測母線電壓Ubb和饋線電壓Ufed，計算測試電壓和剩余電阻。將計算結(jié)果和預先設定的設定值比較，以此判斷線路的絕緣情況是否良好[2]。
電壓檢測的兩種情況： 第一種：Ubb＞Ufed，此時按照公式（2）計算剩余電阻Rres：
第二種：Ufed＞Ubb，此時按照公式（3）計算剩余電阻Rres：
母線電壓（Ubb）和饋線電壓（Ufed）會通過兩個變送器被測量并傳至保護裝置，保護裝置對測量電壓進行分析計算，并與電壓和電阻的設定限額相比較。
Ures為母線電壓Ubb與饋線電壓Ufed差的絕對值，根據(jù)測試結(jié)果分為3種情況：
（1）如果Ures＞100 V，Rres＞2 Ω，則直流斷路器合閘。
（2）如果Ures＞100 V，Rres＜2 Ω，會繼續(xù)進行3次線路測試，若3次后Rres＜2 Ω，則閉鎖線路測試。
（3）如果Ures＜保護裝置內(nèi)部有壓設置值100 V，則線路測試就會被立即中斷，且閉鎖線路測試。
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2.2 ?故障案例具體分析
案例一直流開關柜213線路測試不通過，直流母線實際有壓，保護裝置顯示0 V，線路測試時將母線電壓瞬時送至饋線側(cè)。Ures＝|Ufed-Ubb|＞100?V，Rres＜2 Ω，屬于第（2）種情況。
案例二直流開關柜213線路測試不通過，直流母線有壓且正常采集，而接觸網(wǎng)金屬性短路，饋線電壓始終為0 V，?Ures＝|Ubb-Ufed|＞100 V，Rres＜2 Ω，屬于第（2）種情況。 ? ?
3??故障原因分析
JIDIANXINXI
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3.1 ?電壓測量原理圖
直流開關柜電壓測量回路原理如圖2所示，母排電壓通過B8電壓變送器后送至母線電壓測量保護裝置，饋線電壓通過B9電壓變送器送至饋線電壓測量保護裝置。 
3.2 ?后臺故障報文分析
案例一當天僅斷開213直流饋線開關，此時213直流開關饋線無壓，但在線路測試時，將實際帶電的直流母排電壓瞬時送至饋線側(cè)，饋線側(cè)短時有壓。母排電壓由于變送器B8的37、39輸出端子接線松動，致使母排電壓采集回路無法采集母排電壓，無法送至保護裝置參與計算，線路測試不通過，線路測試接觸器輔助觸點斷開，饋線側(cè)無壓，所以出現(xiàn)了“饋線有壓動作、無壓復歸、有壓復歸、無壓動作”報文，如圖3（a）所示。
案例二作業(yè)斷開211～216直流饋線開關及對應隔離開關，線路測試前，213直流饋線開關分位，213直流開關饋線無壓，線路測試時，由于接觸網(wǎng)金屬性短路，饋線側(cè)始終無壓，所以213直流饋線開關在合閘過程中僅出現(xiàn)“線路測試-開啟、線路測試-關閉、線路測試被閉鎖信號（永久性故障）動作”報文，如圖3（b）所示。
3.3 ?保護裝置本體測量值顯示分析
案例一作業(yè)僅斷開213直流饋線開關及對應隔離開關，正常情況下，直流母線始終有壓，但現(xiàn)場213直流開關柜的保護裝置顯示母線為0 V，判斷母線采集回路存在問題，排查母線電壓變送器B8的輸入采集23、15，變送器電源27、28，輸出37、39，保護裝置B99.2的X2:42、X2:41接線，發(fā)現(xiàn)母線電壓變送器B8的37、39輸出端子接線松動，致使母線電壓采集回路無法采集母線電壓，經(jīng)現(xiàn)場緊固后設備恢復正常。
案例二僅斷開211～216直流饋線開關及對應隔離開關。根據(jù)213直流開關柜保護裝置顯示可知，此時直流母線有壓，顯示為1 640 V，當213線路測試不通過時，線路無壓報警燈常亮，線路測試閉鎖報警燈常亮。
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3.4 ?保護裝置報文分析
當直流母線實際有壓，母線采集回路故障，饋線側(cè)無短路，線路測試時，母線電壓送至饋線側(cè)，會出現(xiàn)“有壓U_fed”，線路測試不通過，出現(xiàn)“丟失U_fed”，如圖4（a）所示。當母線有壓且采集回路正常，饋線側(cè)短路，線路測試時，饋線側(cè)始終無壓，不會出現(xiàn)“有壓U_fed”和“丟失U_fed”，如圖4（b）所示。線路測試每隔11 s進行一次，3次均失敗后，線路測試被閉鎖。
4 ?后續(xù)改進措施
JIDIANXINXI
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4.1 ?做好故障處理思路總結(jié)
當直流開關柜送電線路測試不通過時，作業(yè)現(xiàn)場人員應首先觀察直流饋線柜保護裝置母排電壓數(shù)值，當直流母排側(cè)送電成功且數(shù)值為0，考慮電壓采集回路故障，檢查母線電壓變送器B8的輸入采集23、15，輸出37、39，變送器電源輸入27、28，母線保護裝置的X2:42、X2:41接線是否正常。當母線電壓采集回路正常，思路一是立即檢查線路測試不通過對應接觸網(wǎng)是否金屬性接地（如地線未撤除）；思路二是檢查饋線電壓采集回路是否正常，方法為檢查饋線電壓變送器B9的輸入采集23、15，輸出37、39，變送器電源輸入27、28，饋線保護裝置的X1:47、X1:48接線有無問題。
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4.2 ?做好日常檢修維護
檢修專業(yè)結(jié)合日常檢修關鍵環(huán)節(jié)容易出錯的地方，編制《檢修作業(yè)關鍵點》，加強對檢修人員關鍵點的培訓，保證日常檢修中端子及引線連接牢固、接觸良好。
5? 結(jié)語
JIDIANXINXI
直流開關柜是地鐵牽引供電系統(tǒng)的核心，研究線路測試保護原理，不斷總結(jié)直流開關柜每次故障處理思路及故障處理措施，提高運營供電人員故障處理效率，對保障地鐵安全運營具有重要意義。
參考文獻
REFERENCE? DOCUMENTS
TracFeed DCP2 07BC直流線路保護測控裝置技術說明書[Z].
陳靜.地鐵供電系統(tǒng)自動重合閘與線路測試[J].城市軌道交通研究，2014，17（7）：140-143.
編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
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