技术研发 ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ ＡＮＤ ＭＡＲＫＥＴ ＿＿＿ －－＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿－＿＿＿＿＿＿＿＿＿－●＿＿＿＿＿＿●＿＿－－＿＿＿＿＿＿●－一 Ｖｏ１．２４．Ｎ０．５．２０１７ 地铁车辆 高压供 电电路过流故障诊断及改进 杨 晖 （深圳市地铁集团有限公司运营总部，广东深圳５１８０００） 摘要：地铁部门为避免出现地铁车辆由于过流故障阻碍正常地铁线路运行的现象，会在地铁主线路中设置地铁车辆高 压供电电路过流故障的保护机制，对故障地铁列车进行搜索，但在实际应用中，故障诊断存在一定的问题，无法达到设备 设计的预期。分析地铁车辆高压供电电路过流故障现状，以地铁高压供电电路过流故障诊断为主要内容，并结合一定的 实际例子和设备数据对比，提出有利于地铁车辆高压供电电路过流故障诊断的改进意见。 关键词：地铁车辆；高压供电电路；过流；故障诊断 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１７．０５．０５５ ０ 引言 短路过流保护。按照地铁主线路的设计，牵引变电所直流断路 器过流保护分为三种：过电流保护、电流上升率保护和本体大 随着现代城市轨道交通网线范围的扩大，地铁逐渐成为人 们出行的必要交通工具，为满足人们对地铁线路的需求量，城 市地铁部门近年来不断增加地铁列车的数量及运行频率，在这 种地铁车辆高负压的情况下，地铁车辆高压供电电路过流导致 的故障时常发生，不仅影响到地铁部门主系统的正常运行，还 电流脱扣保护，在地铁车辆高压供电电路过流故障发生的同 时，牵引变电所直流馈线断路器电流上升保护被触发，进行对 地铁故障车辆的诊断动作。ＲＯＲ—ｉｎｓ瞬间保护和ＲＯＲ—ｄｅｌ延时 保护共同组成直流馈线断路器电流上升率保护的设置，ＲＯＲ— 阻碍了城市人们的正常出行，滞阻城市经济的高速发展。文章 ｉｎｓ瞬时保护适用于中近端短路故障，而ＲＯＲ—ｄｅｌ延时保护适 用于中远端短路故障，应对不同位置和不同类型的地铁列车故 障进行处理。 ２．２地铁车辆高压供电电路过流 以某地铁部门车辆中高压供电电路过流故障为实例进行分析， 进而准确而快速的发现地铁运行中出现故障的地铁车辆，降低 对地铁正线运营的影响程度，确保地铁线路的高速运行。 １ 地铁车辆高压供电电路过流故障诊断的必要性 地铁车辆高压供电电路过流保护设备功能是由地铁车辆 高速断路器和熔断器两部分构成，在此以某地铁ｌ、２、５号线路 地铁部门在发现牵引供电回路过流跳闸故障时，都会依据 其多年总结的处置经验，将地铁车辆故障产生的影响降到最 低，具体步骤如下：一旦发现地铁车辆牵引高压供电电路发生 短路接地故障，立即将控制地铁主线路的正线牵引变电所直流 馈线断路器启动，切断发生故障地铁列车的电流支持，再者，还 要触动相对应供电区段列车高速断路器，避免出现地铁车辆主 中高压供电电路过流设备进行叙述。 １）地铁车辆高速断路器。ＵＲ６—３２Ｓ型与ＵＲ６—３２ＴＤ型 的断路器是地铁１、２、５号线路中所采用的断路器型号，其脱扣 电流整定值为１ ２００ Ａ和１ ８００ Ａ。一旦高速断路器保护的牵 引系统部件发生过流故障，电流上升超过脱扣整定值时，高速 断路器输出立即跳闸，并且其总分断时间和初试电流上升率相 关，初试电流上升率越大，分断时问越短，影响地铁主线路系统 的信息反馈。 线路电流泄露，损害地铁车辆主线路系统的正常运行。但在这 种应急措施下，地铁车辆司机及行车调度不仅难以快速锁定故 障相关车辆，同时也无法对地铁故障车辆进行检查，不能判断 故障地铁车辆的故障原因。此外，供电区间往往有两到三节列 车，还要对该供电区关联列车及供电设备进行逐一的排查，判 断和处置过程需要较长时间，浪费了地铁部门大量的人力物 ２）熔断器保护特性和故障诊断分析。熔断器的应用一般 是作为地铁车辆高压供电电路系统的辅助设置，不同线路和设 备中的熔断器的设定值有一定的改变，例如深圳１号线馈线熔 断器的设定值为２５０ Ａ，包含着蓄电池的辅助逆变器电路熔断 力，增加了额外的工作量和运营成本。故设置地铁车辆高压供 电电路过流故障诊断设备，不仅能够满足城市地铁部门对故障 列车的及时定位和快速应急处理，还能够减少地铁工作人员维 护检查工作量，节约地铁系统的运行成本。 ２地铁车辆高压供电电路过流故障诊断 在进行地铁车辆高压供电电路过流故障诊断分析时，要对 地铁车辆高压供电电路设备进行了解。地铁车辆高压供电电 路设备分为牵引变电所输出供电（包括直流馈线断路器、接触 网）以及车辆内部高压设备（主要为受电弓、闸刀开关、高速断 路器、熔断器等），在实际城市地铁主线路系统运作时，两者共同 运作，以下对地铁车辆高压供电电路过流故障诊断进行分析。 ２．１ 牵引变电所直流馈线断路器 器的设定值为１６０ Ａ，而辅助逆变器电路熔断器设定值为１００ Ａ。故障诊断过程：地铁车辆高压供电电路过流故障且电流达 到短路保护设定值，熔断器便自动开启熔断动作，保护地铁主 线路系统的正常运行。 应注意的是，虽然熔断器能够及时进行熔断动作，保护地 铁车辆高压供电电路系统，但一旦熔断器过流保护被触发就无 法恢复，再加上熔断器中并未设置监控电路，则列车故障诊断 系统无法及时识别该类故障。 ２．３ 直流馈线断路器和地铁车栽高速断路器过流保护两者匹 配性问题 这一部分的运作虽是最简单，但却是整个系统最难控制的 部分。基本流程为地铁车辆高速断路器保护范围内设备发生 （下转第１１６页） 在牵引变电所输出供电设备中，主要是依靠变电所馈线断 路器设备，为各个供电区间接触和所有车辆高压系统设备提供 １ １４ 技术研发 ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＡＮＤ ＭＡＲＫＥＴ Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．５，２０１７ ３输煤楼火灾报警系统改造方案 火警频繁误报情况，系统整体运行情况良好，减少了系统后期 维护工作量，同时也达到了消防规范要求。 ５结语 由于目前整体经济形势不好，企业面临巨大的经营压力， 所以在充分考虑满足现场要求的前提下，要求尽量利用原有系 统来降低改造费用。决定对原有系统电气元件进行升级改造， 具体新设备功能特点如下。 １）Ｊ 唧一ＺＤ—ＪＢＦ一４１１０点型感温火灾探测器（Ａ２Ｒ）功 能特点。 火灾是指火源失去控制蔓延发展给人民生命财产造成损 失的一种灾害性燃烧现象。火灾还是一种终极型灾害，任何其 他灾害最后都可能导致火灾。火灾能烧掉人类经过辛勤劳动 创造的物质财富，使工厂、仓库、城镇、乡村和大量的生产、生活 资料化为灰烬。一定程度上影响着社会经济的发展和人们的正 常生活。火灾还污染了大气，破坏了生态环境。火灾不仅使一 些人陷于困境，还夺去许多人的生命和健康，造成难以消除的 内置微处理器，探测器对自身采集到的数据进行存储和判 断，具有自诊断功能。 探测器为Ａ２Ｒ类具有差温报警功能的感温探测器。 火警确认灯采用导光柱传导，３６０。可见。 采用玻璃封装温敏电阻，温度响应速度快。 输出温度升降曲线，可以通过控制器查看现场的温度变化。 稳定性高，抗电磁干扰、抗腐蚀、抗环境温度影响能力强。 抗湿热能力强，极具创意的导流槽设计，可适应于各种不 同环境的要求。 ２）手动火灾报警按钮３０１／Ｐ功能特点。 内置微处理器。 身心痛苦。随着社会和经济的发展，消防工作的重要性越来越 突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总 体概括，一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是一 旦发生火灾，应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危害。而 火灾自动报警系统就自然而然符合了这一含义。其对早期发 现和通报火灾，及时通知人员疏散并进行灭火，以及预防和减 少人员伤亡、控制火灾损失等方面起着至关重要的作用。 通过对输煤楼火灾自动报警系统的电气改造，在完成了该 系统电气元件升级换代的同时保证了火灾自动报警系统的功能 性完整，提高了火灾报警的准确度，也降低了工程造价，完全是 一手动推进弹簧按钮后，内部开关动作，报警信号送到控制 器，采用专用工具进行复位。 有一组无源触点输出，触点容量ＤＣ３０Ｖ／１００ｍＡ。 二总线，无极性，功耗低，最远传输距离１５００ｍ。采用 ＺＲ—ＲＶＳ一２×１．５ｍｍ ２双绞线。 次成功的改造尝试，值得同类型企业推广借鉴。 ［１］住房城乡建设部．ＧＢ ５００１６—２０１４建筑设计防火规范 ｆ Ｓ］．北京：中国计划出版社，２０１４． 参考文献： 插拔式结构，可像安装探测器一样先将底座安装在墙上， 布线后工程调试前再将手报部件插入底座。 ４输煤楼新火灾自动报警系统使用情况 自从输煤楼火灾自动报警系统电气改造以后，没有再出现 （上接第１１４页） ［２］ 中国电力企业联合会．ＤＩ５０２７—２０１５电力设备典型消防 规程［Ｓ］．北京：中国电力出版社，２０１５． Ｉ＞３ ０００Ａ或是ｄｉ／ｄｔ＞１０Ａ／ｍｓ两种条件时，将会向网络控制 系统发送故障诊断触发指令并进行地铁车辆故障数据的记录 和储存，并由地铁主线路进行信息反馈。 ４结语 直接短路故障后，短路电流急速上升达到设定值，触发本体大 电流脱扣；其中，依据短路电流最小变化率和机械相应时间，总 分断时间约为２５—４０ ｍｓ；同时，继电保护系统已输出直流馈线 断路器跳闸保护指令，车辆高速断路器与变电所馈线保护断路 地铁车辆高压供电电路过流故障诊断是为车辆高压系统 器均跳闸断开。因此，在当代地铁车辆牵引系统短路故障现状 下，要实现高速断路器先完成跳闸隔离而变电所断路器不触发 极其困难。 ３地铁车辆高压供电电路过流故障诊断改进 部件运行情况的实时监控，快速有效的锁定地铁故障车辆，然 而，地铁车辆高压供电电路过流故障诊断在实际应用中存在着 一定的缺陷。通过上述技术方案的改进，提升了地铁车辆高压 供电电路过流故障诊断系统的水平，为地铁应对接触网跳闸故 障的快速应急处置和故障处理提供可靠和先进的技术保障，促 进地铁行业的快速发展。 参考文献： 针对地铁车辆高压供电电路过流故障诊断分析的原理，在 对故障改进时，可以从地铁车辆电路设计和故障诊断逻辑两方 面进行改进。 ３．１ 地铁车辆电路及设备组成改进 ［１］ 胡亚军．地铁车辆空气压缩机转换供电电路设计方案改 进［Ｊ］．城市轨道交通研究，２０１６（９）：１３３—１３７． １）电流检测系统电气：ＨＤ１、ＨＤ２、ＨＤ３、ＨＤ４共同组成电 流检测装置中间设备，与高压箱、受电弓、控制单元和避雷器相 连接，受电弓与接触网和变电所直流馈线断路器相连去往牵引 变电所。电流检测装置安装于的设备中，确保系统运作的 性，而具体位置地铁车底架下的受电弓位置，再通过受电 弓连接电缆进入高压箱的前段。 ２）电流检测系统内部原理为：ＨＤ１、ＨＤ２、ＨＤ３、ＨＤ４两两 相互连接，再总体连接ＬＨ，ＬＨ互连接ＮＨ和Ｘ１７１，形成回形结 构设计。 ３．２地铁过流故障诊断逻辑改进 『２］ 彭驹．广州轨道交通三号线增购车辆牵引／辅助系统国 产化设计［Ｊ］．电力机车与城轨车辆，２０１５（２）：１２—１６． ｆ３］ 刘恩朋．浅谈北京地铁１４号线辅助供电系统［Ｊ］．科技 视界，２０１５（５）：３６６＋３７８． 『４］ 熊哲辉．深圳地铁３号线车辆在接触轨和滑触线供电方 式下的应用［Ｊ］．铁道机车车辆，２０１３（３）：７７—８０＋１２２． ［５］ 徐惠林．第三轨供电地铁车辆列车母线电路的设计［Ｊ］． 机车电传动，２００２（５）：４０—４３＋５４． 具体诊断逻辑框：电流监测装置检测的电流值达到设定的 ７ ７６
