静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路技术改造

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路技术改造范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：对静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路设计缺陷，使一次强电回流流入二次控制单元引起拉弧，造成直流开关瞬时过流保护动作故障进行分析。阐述了电气联锁保护回路原理，指出了设计安全隐患，结合现场设备实际情况，提出了技术改造措施，进一步确保了静调柜正常稳定运行，为列车检修作业提供可靠的电源保障，保证列车检修人员及设备安全。

关键词：静调电源柜；电气连锁；保护回路；列车检修

引言

地铁停车场DC 1500V静调电源柜，主要用于提供列车检修供电电源以满足检修需要。若静调电源柜出现故障，将会对列车检修作业产生影响，极有可能造成在检修列车设备故障，甚至会威胁检修人员生命安全。

为确保检修人员与设备安全，在静调电源柜与列车二次控制回路之间设计有电气连锁回路，起安全保护作用，该电气保护回路是通过静调柜柜内电源模块输出的DC110V电路和列车上的一个继电器互锁来实现的。

2014年发生了一起由于DC1500V静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路设计缺陷引起直流开关瞬时过流保护动作事件，造成列车检修区瞬时失电，影响列车正常检修维护。因此，对静调电源柜与列车电气联锁安全保护回路设计缺陷进行分析研究显得十分必要。

1 故障案例分析

2014年8月27日，某地铁停车场211开关瞬时过流保护动作，5s后重合闸成功，XFGD1区瞬时失电。查看211开关故障信息及故障录波情况，其故障电流最大值达到15250A，超过瞬时过电流保护定值6000A，因此可以判断为开关保护正确动作。随后对由停车场211开关供电的XFGD1区进行排查，发现区内19B-2号静调电源柜内有大量放电、烧伤痕迹。

经过研究分析，认为引起本次设备故障的原因为：为保护人员及设备安全在静调电源柜与列车二次控制回路之间设有的电气连锁回路存在设计缺陷，在静调柜插头与列车做好连接进行正常使用的过程中，会导致钢轨（DC1500V负极回流通道）与柜内电源模块负极短接，若同一供电区存在列车取流，钢轨作为DC1500V负极回流通道，必有大电流流过，静调柜与列车插接的铜导线电阻远小于钢轨电阻，大电流选择从小电阻通道由一次强电回路流入二次弱电控制回路，造成电源模块绝缘击穿放电拉弧，拉弧时柜内空气绝缘被电离，柜内空气绝缘瞬间下降，引起柜内DC1500V母线对电源模块及柜体产生放电，拉弧，导致停车场211开关瞬时过流保护动作。

2 技术分析

2.1 电气联锁保护回路原理

静调电源柜的作用是给检修列车提供DC1500V电源，静调柜的插头上有两路电源，DC1500V主回路电源和DC110V辅助回路电源，在使用过程中，需要人工将静调柜的插头与列车上的插座进行连接。为了保护检修人员及设备安全，在静调柜与列车之间设计有电气联锁安全保护回路，在静调柜插头没有连接到列车插座上时，静调电源柜无法合闸，防止在插头没有连接时送电造成检修人员人身伤害。在静调柜插头与列车插座连接牢固可靠时，电气联锁回路继电器K6得电，继电器触点正常闭合，静调柜才能控制合闸给列车进行供电（图1）。

在插头与列车插座连接牢固的情况下，K6继电器得电动作的条件是列车继电器KASPS得电，其辅助触点闭合。而KASPS触点闭合条件是列车KASPS继电器线圈得电，此时开关电源P2经过SPS BOX输出DC110+至列车KASPS线圈A端，但KASPS继电器线圈的B端连接在了一次回路回流钢轨，导致K6中间继电器线圈回路存在断点，触点不能动作闭合。

在新线调试期间，因需要紧急送电供列车调试使用，静调电源柜厂家技术人员擅自决定将X1：13与回流轨短接，接通KASPS继电器线圈所在的DC110V回路，使其辅助触点动作闭合，从而接通K6继电器线圈回路，完成静调电源柜合闸功能。同时，也为后来静调电源柜内电源模块的烧损提供了可能。

2.2 存在的隐患分析

从电气联锁保护回路原理可以看出，最大的隐患点出现在厂家技术人员擅自将X1：13与回流轨短接，为一次强电回流流入二次控制单元提供了通道。二次控制单元元器件、线缆的绝缘强度，载流能力，容量远小于一次回路，也就是说，只要出现大电流流入的情况，就会出现二次元件或电缆的烧损、放电，并极有可能造成绝缘击穿，导致静调柜柜内一次回路对二次元件或柜体放电，造成设备元器件烧毁。

3 技术改造方案

经分析研究得出有以下几种解决方案：（1）将静调柜电源模块至插头的DC110V辅助回路去掉，直接短接X1：13和X1：14两点，可让静调电源柜正常合闸送电。该方案相当于取消了电气联锁安全保护回路，在插头没有插入列车或未与列车可靠连接的情况下，静调电源柜均能正常合闸，使得插头带电，有可能危及现场检修人员人身与设备安全，故不采纳。（2）更改列车内部接线，使得KASPS线圈A端从静调电源柜的电源模块取DC110V+，且B端不和回流轨连接，而是通过导线连接至电源模块回流。（3）更改列车内部接线，使得KASPS线圈的DC110V+不从静调电源柜电源模块上取电，而是接入列车本身提供的DC110V电源回路。方案（2）、（3）涉及到列车内部接线改造问题，供电技术人员将相关情况向列车负责人员进行了说明沟通，考虑到现场存在的较大设备隐患，在列车内部接线暂时无法改造的前提下，供电技术人员研究讨论形成了第四种解决方案：

对静调电源柜P2开关电源负极至与列车连接端子X1：12之间的接线进行技术改造，将原有线径2.5mm2普通导线更换为线径为16mm2高绝缘强度的一次线缆，并在该段线缆靠近电源模块负极侧加装空气开关，靠近馈出线端子侧加装熔断器，如图2。

在列车检修人员不使用静调电源柜时将加装的空气断路器打下，断开静调柜电源模块负极与钢轨之间的连接，加装的熔断器也可保证在有大电流流入静调电源柜电源模块时快速熔断，起到保护静调电源柜的作用。这种技术方案的意义在于列车内部接线无法改变的前提下，能够保证列车检修人员及设备安全，能够保证正常列车检修及功能调试，能够确保静调电源柜的正常运行。

4 结束语

对静调电源柜电气联锁安全保护回路进行技术改造后，测试各项功能正常，经长期在线运行监测，确定该技术改造方法有效可行，改造完成后至今未发生过故障。

参考文献

[1]梁旭，张玉尊，张玉琢.地铁列车静调电源柜及其应用[J].现代城市轨道交通，2013，2.