接触器型双电源转换装置在地铁中的应用及问题分析

摘要：本文说明了接触器型双电源转换装置在地铁中的应用范围，其工作原理以及在日常应用中的常见问题和处理措施。

关键词：接触器型；双电源转换装置；应用；问题分析

中图分类号： 231+.2 文献标识码： A

双电源转换装置应用在正常电源与备用电源的交汇处，作为地铁通信、信号、自动售检票系统等一级负荷低压供电系统中的核心部分，是保证在供电系统发生单电源供电故障时地铁一级负荷可持续使用的重要组成部分，为保障供电可靠性发挥着重要作用。

1 接触器型双电源转换装置在地铁中的应用

我国双电源转换开关的研制和生产在上世纪八十年代初还是空白，国内许多需要双电源切换的场所采用普通接触器作为投切电器或采用手动双投刀开关、两只塑壳开关及断路器联合使用达到双电源转换这一目的，这也就是接触器型双电源转换装置。

最初双电源转换装置是用于铁路系统中通信、信号等一级负荷的供电回路中，用于防止电源侧出现故障时造成的行车影响以及经济损失。随着近年来全国各大城市地铁及轻轨公共交通的迅猛发展，双电源转换装置也使用的愈加广泛。目前地铁中使用双电源转换装置的一级负荷有：通信系统、信号系统、车站电梯系统、变电站SCADA监控系统、消防系统、车站风机系统、车站应急照明系统等。以上设备系统为目前地铁行业中普遍公认的一级负荷，主要保证地铁行车安全、设备安全及车站乘客人身安全的负荷系统，是地铁能够正常、安全、可靠运行的重要保障。

2 接触器型双电源转换装置原理

地铁低压系统供电原理如图1所示，由车站变电所内的中压环网的两段母线中各引出一路经动力变压器降压变为400V电压，然后经过低压系统两进线断路器为低压系统母线供电，车站一、二级负荷经低压系统抽屉开关直接接入低压系统母线上，而站用三级负荷是经低压系统抽屉开关直接接入低压系统三级负荷母线上，再由三级负荷总开关接入低压系统两段母线上。低压系统两段母线上设置母联断路器，用于进线故障时由一段母线同时为车站一二级负荷供电。

图1 地铁低压系统供电原理

地铁一级负荷双电源箱是分别从低压系统两段母线上各引入一路电源，经过双电源转换装置切换后为负荷进行供电，双电源转换装置的基本原理如图2所示。

图2 双电源转换装置的基本原理

接触器型双电源装置主要由控制部分和触头部分共同构成，控制部分主要包括继电器、限位开关、电磁铁，机械传动连接杆，触头部分主要包括触头、灭弧罩、主备进线接线端子及负载出线接线端子等。

接触器型双电源转换装置的控制电源分别引自主电及备电的A相和箱内零线排，当双电源转换装置处于备电供电位置时，K1触点闭合，此时若主电控制电源有电，KS线圈得电，KS常开触点1,2闭合，控制电源经KS1、2触点过限位开关K1至整流模块，整流模块将交流220V变为直流48V为电磁铁提供电源，电磁铁吸合带动机械连接杆动作，触头动作后K1断开K2闭合，但此时KS常闭触点3、4处于断开状态，电磁铁失电，触头部分动触头由备电静触头转换至主电静触头，由主电为负载供电，完成切换；若主电断电，KS常闭触点3、4闭合，控制电源经KS3、4触点过限位开关K2至整流模块，电磁铁吸合带动机械连接杆动作，触头动作后K2断开K1闭合，但此时KS常开触点1、2处于断开状态，电磁铁失电，触头部分动触头由主电静触头转换至备电静触头，由备电为负载供电，完成切换。接触器型双电源转换装置控制部分原理图如图3所示，正常情况下下口负载始终由主电进行供电。

图3 接触器型双电源转换装置控制部分原理图

3 接触器型双电源切换装置在应用中的问题及处理措施

3.1继电器线圈烧毁

故障现象：主电与备电均有电，但转换装置始终处于备电运行位置，无法恢复正常主电供电方式。

查找方法：查看继电器线圈是否有烧糊或烧融痕迹，继电器是否有异味；为主电控制电源端子施加220V交流电源，使用万用表测量继电器常闭触点接线端子处是否有电压，若无电压说明继电器线圈损坏，无法实现功能。

处理方法：更换线圈并在线圈电源接点处重新焊接，或更换继电器。

3.2继电器触点接触电阻过大或触点粘连

故障现象：双电源转换装置不能正常切换或切换操作可靠性降低。

查找方法：对于接触电阻过大的情况，为控制电源端子施加220V交流电源检查继电器是否有异响，测量常开或常闭触点接线端子处电压是否稳定；对于触点粘连的情况，将继电器拆除，并使用万用表测量继电器触点的导通性，并与继电器外壳触点分布图对应，查找粘连触点。

处理方式：对于接触电阻过大或触点粘连情况，对继电器触点进行清洁、打磨，并测量触点的接触电阻，符合使用标准后进行回装，或更换继电器。

3.3限位开关故障

故障现象：双电源转换装置不能切换或频繁自动切换。

故障查找方法：观察限位开关压接触点是否卡滞，触碰压接触点是否能够正常闭合及弹起，使用万用表检测限位开关的导通状态，判定限位开关的故障状态。

故障处理方法：更换限位开关或更换限位开关内弹簧。

3.4机械传动结构卡滞

故障现象：双电源转换装置不能自动切换且手动不能切换，切换装置停滞在中间位。

故障查找方法：查看机械结构部分是否有生锈现象。

故障处理方法：对生锈部分进行清洁打磨，对传动轴部分进行涂油保证动作可靠性。

3.5双电源切换装置反送电

故障现象：主备进线任意一路断电后，在断电的进线空开处仍能检测到电压。

故障查找方法：用万用表检查进线空开上口处各进线相电压，观察是否有进线电源错接现象，拆除转换装置触头部分，拆开灭弧罩观察动静触头，是否存在动触头驱动连接片脱落并与静触头搭接现象。

故障处理方法：将主备进线梳理清晰后重新接入进线空开上口，将触头部分更换或修复驱动连接片。

4 结语

接触器型双电源转换装置是通过接触器、电磁铁与机械传动搭接而形成，通过日常实际中的应用发现接触器型双电源转换装置虽然存在触点粘连、线圈损坏、等现象，但其结构简单、成本低、机械传动可靠等优点仍是目前大多数地铁线路的首选。

参考文献：

苑舜,王承玉等.配电网自动化开关设备［M］．北京:中国电力出版社.2007.

曲德刚,蔡志祥.自动转换开关电器现状、选择与应用.建筑电气资讯2003年9月总第112期.

GB/T 14048.11-2008 《低压开关设备和控制设备多功能》