地铁直流馈线柜惯性联跳故障的分析及对策

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【摘 要】本文介绍了直流馈线开关柜因联跳回路故障造成直流馈线柜跳闸的现象、对运营的影响、原因及处理方法，以及对类似故障的处理建议、预防措施。

【关 键 词】 直流馈线柜 联跳 跳闸

【中图分类号】U231+.2【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0264-02

一、故障描述：

联跳保护是直流牵引系统的一项重要保护措施。它是指同一供电臂双边供电的开关柜，当一台开关接收到故障跳闸指令后，同时向邻所对应开关发出联跳信号，使双边供电的另一台开关柜同时跳闸，将接触网从供电系统中及时切除，从而最大限度的限制短路电流的危害，达到保护接触网及变电所供电设备的目的。例如：07年7月8日8：31，因雷击造成接触网短路，中胜牵引所214开关大电流脱扣跳闸，同时向安德门212开关发出联跳信号，使安德门212开关联跳跳闸，将故障线路及时切除。

联跳回路故障就是双边联跳保护由于误动带来的故障。南京地铁1号线牵引变电所自投运以来，直流馈线开关发生多次因联跳误动作造成开关跳闸的故障。据统计，06年共发生7次，其中2次在运营时间内；07年发生8次，其中1次在运营时间内；08年发生5次，其中2次在运营时间内；09年发生6次，其中1次在运营时间内；10年发生5次，其中1次在运营时间内等。以上故障虽未对运营造成直接影响，但降低了接触网供电的可靠性、安全性。

联跳回路是由双边供电的两台开关柜的联跳接收和输出回路、区间联跳电缆及联跳出口继电器等组成。电路原理见图1。联跳接收和输出回路通过联跳电缆连接，正常时它是一个闭合回路，接入到联跳继电器K006的1、6端。联跳继电器K006正常时处于吸合状态。当联跳回路中有任一点开路时，联跳继电器释放使开关跳闸，完成联跳功能。

通过对近几年联跳故障的不断摸索、总结及研究，联跳故障多是因为闭合回路中某一继电器接点接触电阻过大造成。我们经过对联跳继电器内部电路（见图二）分析并模拟试验，发现当联跳继电器K006的1、6输入端输入电阻达到4.5千欧，该继电器释放使开关跳闸。也就是说只要这一闭合回路有任何一个继电器接点电阻大于4.5千欧，则开关必定跳闸。而且，由于联跳输入输出回路中各继电器本身状态并未变，所以本所无任何异常信号，只是相邻所收到“邻所联跳本所断路器”信号。

二、故障影响：

在非运营时间段发生联跳故障，采取积极措施后对运营无影响，在运营时间段发生该故障，将造成邻所馈线开关跳闸，若故障持续存在，造成邻所开关不能合闸，原双边供电变为单边供电。单边供电时，由于接触网分段绝缘器两端存在电位差，列车受电弓经过时会造成轻度打火，降低了供电可靠性。若要恢复双边供电必须切除联跳功能，但取消了该保护功能，一旦接触网发生故障时，则双边供电的两台开关只能依靠自身的电流保护来作用于跳闸，保护装置的灵敏性降低，不能在最短的时间内切除故障，降低了设备的安全性。

三、原因分析：

1、联跳回路中各继电器常开及常闭接点氧化造成接触电阻变大是造成联跳误动作的主要原因，尤其是越区刀闸操作后更易发生。因越区刀闸操作时，刀闸从分位-合位-分位的操作过程中，联跳回路转换继电器K086、K089有一个释放-吸合-释放的状态变化。亦即是说，原来联跳回路中的某一继电器从常闭转化为打开再到常闭，此时该继电器常闭点接触不良。

究其原因，主要是联跳出口继电器的输入端的开路电压只有1伏左右，这么低的电压不可能击穿继电器接点上的氧化层，所以接点一旦氧化或灰尘吸附，只能进行更换。另外，我们分析也可能该类继电器（型号C4-A40，DC220V，图尔克TURCK公司生产）的接点常闭状态下弹簧压力较小，造成接触电阻过大造成。（而常开接点是靠线圈电磁力吸合的，故接触压力较大）。

2、环境的影响。由于大多数牵混所靠近轨行区，列车运行带来的振动会造成开关柜内部接线端子及继电器接点的松动。一旦各接点电阻达到上述4.5千欧的临界值，必然造成联跳动作，导致开关跳闸。如06年12月18日14：40，安德门211开关联跳动作跳闸，就是因为安德门牵混所端子柜内的X006端子排的9号端子松动造成。此外，联跳回路继电器与继电器座之间接触不良造成回路阻值变大也造成联跳回路误动作多次。

四、处置对策过程：

发生联跳故障时，我们要分别检查本所的联跳接收回路和邻所的联跳输出回路。因为联跳输出回路接点多，所以我们应把重点放在邻所对应开关的联跳输出回路上。

在非运营时间内，我们可以对输入输出回路的电阻值进行测量。一般的联跳输出回路的阻值应在几欧以下，联跳输入回路因含有区间联跳电缆的阻值，所以根据两变电所的距离长短一般为150-200欧。当联跳输出回路阻值达十欧以上我们即可判断该回路存在问题。再逐步查出是哪一点阻值过大，对其进行紧固或更换相应继电器。

在运营时间内发生联跳故障，我们应首先赶至联跳故障跳闸的变电所或其对应的邻所，切除联跳功能，待运营结束后再查找处理。以免查找处理时造成其它开关柜跳闸。

五、预防措施：

1、检修中要加强对联跳回路的测试。既要保证在接触网故障时，联跳回路能及时向邻所发出联跳信号，也要保证在正常运行时，联跳回路不会误动。要定期测量联跳回路的阻值，发现阻值偏大的继电器或继电器座要给与更换。

2、检修时要对各端子排进行紧固，对于振动较大的场所，所有接点都要认真检查紧固，不能遗漏。

3、定期进行越区供电方式的切换试验，及时发现越区

供电时联跳回路转换继电器K086、K089的缺陷，及时处理。防止在紧急状况下启用越区供电时联跳回路故障造成故障扩大及延误。

六、类试故障处理对策：

发生联跳时，首先要确认相邻所有无发出联跳信号。若相邻所发出联跳信号，说明联跳回路正常；若相邻所未发出联跳信号，但本所受到联跳信号且对应开关跳闸，说明是联跳回路故障造成。按照上文所述处理。

参考文献

[1]朱济龙 主编，《城市轨道交通车站机电设备》机械工业出版社，2012-9-1

[2]单永欣？主编，《城市轨道交通电工电子技术及应用》人民交通出版社，2011-6-1

[3]宋奇吼，等编著《城市轨道交通供电》中国铁道出版社，2012-7-1