直流开关柜发生多次框架保护动作的异常情况分析研究

摘要：在地铁正线的牵引供电系统中，均采用双边供电方式。当直流电对直流开关柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，基于直流设备安全供电的考量，地铁直流系统设置了框架保护，直接断开直流断路器，迅速切除故障，确保设备安全。对于框架保护动作，牵引变电所需退出运行，并闭合越区隔开采用越区供电方式。本文针对深圳地铁3号线出现的一起典型框架保护动作且发生多次的故障进行分析研究，找出故障原因，提出整改措施，并对以后的设计提供帮助。

关键词：框架保护动作、越区供电、联跳开关、复归信号、整改

中图分类号：C35 文献标识码： A

一、故障经过描述

2014年06月21日08点38分至09点06分莲花村站直流开关柜发生五次框架保护动作，对行车造成较大影响。图一代表的是正常情况下地铁接触网双边供电；若发生框架保护动作，则牵引变电所退出运行，电调会合越区隔开2113、2124。

图一 购物公园～红岭供电示意图

具体经过如下：

08点38分 莲花村站发生框架电流保护动作，35KV开关柜121、123、直流开关柜211、212、213、214、201、202跳闸，并联跳购物公园213、214，红岭211、212；

08点40分 电调远程分莲花村站上网隔离开关2111、2121、2131、2141；

08点42分 莲花村值班员到达现场，根据电调指令对框架保护进行复位操作；

08点44分 电调远程合莲花村2113、2124越区开关；

08点45分 电调远程合红岭211、212、购物公园213、214，恢复购物公园～红岭接触轨供电，莲花村第二次发生框架保护动作；

08点51分 电调远程合红岭211、212、购物公园213、214，恢复购物公园～红岭接触轨供电，莲花村第三次发生框架保护动作；

08点53分 电调远程分莲花村越区开关2113、2124，再次恢复红岭～购物公园接触轨供电，莲花村第四次发生框架保护动作；

08点58分 电调合莲花村2113、2124越区开关，再次恢复红岭～购物公园接触轨供电，莲花村第五次发生框架保护动作；

09点05分 购物公园、莲花村值班员向电调申请断开联跳开关，经电调同意，断开联跳开关1F16、2F16、3F16、4F16；

09点06分 电调合红岭211、212、购物公园213、214，恢复红岭～购物公园接触轨供电。

二、故障原因查找

变电技术人员、施工单位及厂家人员共同对莲花村直流开关柜进行全面检查，经检查发现负极母排端头与侧面板距离过近（详见图二），导致对直流开关柜外壳放电，引发框架保护动作；原因是负极母排中间有搭接，而搭接部位有两个螺栓孔，现只用一个螺栓孔，导致负极母排往外移位一个螺孔距离，使得母排端头与侧面板距离过近（详见图三）。

图二 图三

三、故障原因分析

为什么购物公园～红岭上下行接触轨多次停送电，直流开关柜竟然会发生五次框架保护动作呢？

1）电调指令有误。电调没有意识到不复归设备本体的框架电流保护动作信号，可以避免保护装置再次发出框架电流保护跳闸的指令，从而可避免送上电的断路器再次跳开；

2）变电现场人员抢修存在不合理。到达现场后，也没有意识到发生直流开关柜框架保护动作是不能复归报警信号；其次是，进入变电所第一时间没有将莲花村变电所的双边联跳开关断开，以防再次发生联跳信号到两相邻变电所，减少接触网失电时间。

四、整改措施

1、管理措施

1）电调抢修职责。

电调通过切换运行方式进行支援，尽快恢复供电，缩小事故影响范围和时间：

①断开直流1500V馈线上网隔离开关；②合故障所的越区隔离开关，带测合与故障变电所馈线柜直流小车同一供电臂的左右相邻变电所馈线柜直流小车，实现大双边供电。

2）变电人员抢修职责。

①第一个到达故障变电所的抢修人员，经电调允许后断开直流联跳柜的双边联跳空气开关1F16、2F16、3F16、4F16。

②抢修人员不复归设备本体的框架电流保护动作信号。只有当检修人员找到故障点并消除后，且具备送电条件，才可以复归框架保护信号。

2、技术措施

为了防止电调和变电人员抢修失误，从技术方面考虑，故障所发生框架保护动作，退出运行，采用越区供电，但不能再次发联跳信号，因此只需将故障所的联跳信号屏蔽。查看图四，是双边联跳信号图。若在四组联跳信号线出口处各增加一对越区隔离开关常闭辅助触点，如图五所示，则采用越区供电时，越区隔离开关闭合，常开辅助触点闭合，常闭辅助触点断开，屏蔽故障所发联跳信号到左右邻所，故不会出现多次框架保护动作，减少接触网停电时间。

图四 双边联跳信号图

图五 增加常闭辅助触点的双边联跳信号图

五、结语

关于抢修，遵循“先通后复”和“先通一线”的基本原则，抢修人员配合电调以最快的速度恢复供电、保证行车。而地铁发生框架保护动作，影响面大，恢复时间长。因此，尽可能从技术角度完善设备，从管理角度规范抢修流程和检修工艺，提高抢修人员业务水平，才能保障地铁供电的可靠性，提高乘客服务质量。

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