于志濤

摘 要 地鐵直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)置有多種保護(hù)來(lái)保障地鐵供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，直流系統(tǒng)框架保護(hù)是其中尤為重要的一種?？蚣鼙Ｗo(hù)可以避免因直流系統(tǒng)內(nèi)部絕緣能力降低等因素造成觸電事故，框架保護(hù)動(dòng)作造成的影響較大，恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。本文對(duì)框架保護(hù)動(dòng)作的原理及后續(xù)的應(yīng)急措施進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞 直流系統(tǒng)；框架保護(hù)；應(yīng)急措施

前言

在地鐵牽引供電系統(tǒng)中，正線的正常運(yùn)行方式為雙邊供電，即任何一個(gè)供電區(qū)間同時(shí)從兩側(cè)牽引變電所取得兩路電源。接觸線（接觸軌）為正極，鋼軌為負(fù)極，直流系統(tǒng)設(shè)備的框架（設(shè)備外殼）是對(duì)地絕緣安裝的，接地方式為直流設(shè)備與接地母排連接后集中單點(diǎn)接地。為了防止直流設(shè)備內(nèi)部發(fā)生泄露或絕緣損壞閃絡(luò)對(duì)人體或設(shè)備造成危害時(shí)，直流系統(tǒng)設(shè)置了框架泄漏保護(hù)來(lái)切斷直流開(kāi)關(guān)。

1 框架泄露保護(hù)分類

框架泄漏保護(hù)包含電流型框架保護(hù)和電壓型框架保護(hù)。電壓型框架保護(hù)作為電流型框架保護(hù)的后備保護(hù)。

1.1 電流型框架保護(hù)

電流型框架保護(hù)在框架泄露保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)定有一個(gè)電流元件，電流元件主要包括分流器和電流檢測(cè)元件，一端接設(shè)備外殼，另一端接地。主要監(jiān)測(cè)設(shè)備外殼對(duì)地的泄漏電流，正常運(yùn)行情況下，電流檢測(cè)回路沒(méi)有電流流過(guò)。當(dāng)有設(shè)備對(duì)設(shè)備外殼放電，并達(dá)到整定值后，電流元件動(dòng)作，聯(lián)跳相應(yīng)斷路器，切斷故障回路，迅速切除并可靠地隔離故障。電流型框架保護(hù)通常分為整流器柜框架保護(hù)和直流開(kāi)關(guān)柜框架保護(hù)。

1.2 電壓型框架保護(hù)

電壓型框架保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)定一個(gè)電壓元件，電壓元件一端接于負(fù)極，另一端接設(shè)備外殼，電壓元件等價(jià)于檢測(cè)的是鋼軌對(duì)地之間的電壓。電壓保護(hù)元件檢測(cè)框架對(duì)負(fù)極之間的電壓，當(dāng)檢測(cè)到的電壓達(dá)到設(shè)定值，并達(dá)到設(shè)定延時(shí)后，電壓型框架保護(hù)會(huì)啟動(dòng)聯(lián)跳相應(yīng)斷路器，切斷故障回路。框架電壓保護(hù)還與車(chē)站的鋼軌電位限制裝置相配合，作為鋼軌電位限制裝置的后備保護(hù)[1]。

2 框架泄露保護(hù)動(dòng)作影響

2.1 電流型框架保護(hù)影響

以天津地鐵為例，當(dāng)發(fā)生電流型框架保護(hù)動(dòng)作時(shí)，故障變電所全部直流饋線開(kāi)關(guān)、全部整流機(jī)組35kV開(kāi)關(guān)跳閘；同時(shí)發(fā)出持續(xù)信號(hào)給所有直流饋線開(kāi)關(guān)的聯(lián)跳繼電器，聯(lián)跳相鄰變電所與故障變電所故障直流饋線開(kāi)關(guān)處于同一供電區(qū)域的直流饋線開(kāi)關(guān)。同時(shí)框架保護(hù)裝置發(fā)出的持續(xù)信號(hào)，閉鎖故障變電所與相鄰變電所的直流饋線開(kāi)關(guān)線路檢測(cè)重合閘功能。只有當(dāng)聯(lián)跳信號(hào)發(fā)出的變電所故障排除后，即持續(xù)的聯(lián)跳信號(hào)消失后，開(kāi)關(guān)才能夠重新合閘。變電所在電流型框架保護(hù)動(dòng)作時(shí)的聯(lián)跳情況見(jiàn)表1。

2.2 電壓型框架保護(hù)影響

當(dāng)電壓型框架保護(hù)動(dòng)作時(shí)，聯(lián)跳本站所有直流饋線斷路器并閉鎖合閘和重合閘；聯(lián)跳本站2臺(tái)35kV整流斷路器及2臺(tái)直流進(jìn)線斷路器并閉鎖合閘；聯(lián)跳鄰站同區(qū)域的直流饋線斷路器并閉鎖重合閘，不閉鎖合閘。

目前，天津地鐵各條線路均未將電壓型框架保護(hù)投入[2]。

3 框架保護(hù)動(dòng)作發(fā)生后采取的應(yīng)急措施

以天津地鐵6號(hào)線為例，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生框架保護(hù)動(dòng)作引起設(shè)備跳閘而無(wú)法正常合閘時(shí)，有3種方式能夠切除聯(lián)跳保護(hù)信號(hào)：

第一種方式：采取分閘故障所上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)（3111、3121、3131、3141）的方法可以將聯(lián)跳回路切斷，可由綜調(diào)遠(yuǎn)程控制將隔離開(kāi)關(guān)分閘并遠(yuǎn)程進(jìn)行報(bào)警復(fù)歸，之后第一時(shí)間合閘越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)越區(qū)大雙邊供電；

第二種方式：變電所值班人員將故障所聯(lián)跳柜柜門(mén)上的聯(lián)跳旋鈕旋至撤出位的方法來(lái)切斷聯(lián)跳回路，然后合閘越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)越區(qū)大雙邊供電；

第三種方式：變電所值班人員分?jǐn)喙收纤?lián)跳柜聯(lián)跳空開(kāi)（F11、F12、F13、F14）來(lái)切斷聯(lián)跳回路，然后合閘越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)越區(qū)大雙邊供電。

有種情況需要特殊說(shuō)明一下，當(dāng)故障變電所為無(wú)人值守點(diǎn)位時(shí)，當(dāng)采取第二、三種方式時(shí)則無(wú)法第一時(shí)間到達(dá)故障變電所切除聯(lián)跳信號(hào)，而框架保護(hù)動(dòng)作的影響較大，需要及時(shí)恢復(fù)供電，所以當(dāng)人員無(wú)法第一時(shí)間趕到故障變電所時(shí)，同時(shí)故障所的左右臨近牽引所為有人值守點(diǎn)位或者能更快到達(dá)時(shí)，可以采取如下兩種方式：

第一種方式：將左鄰所PK柜313，314聯(lián)跳旋鈕撤出，將右鄰所PK柜311，312聯(lián)跳旋鈕撤出，合閘越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)，由左鄰所及右鄰所雙邊供電。同時(shí)安排搶險(xiǎn)人員趕往故障所，將故障所PK柜311，312，313，314聯(lián)跳旋鈕撤出，再將左鄰所PK柜313，314聯(lián)跳旋鈕投入，將右鄰所PK柜311，312旋鈕聯(lián)跳投入。

第二種方式：將左鄰所聯(lián)跳柜聯(lián)跳空開(kāi)F13、F14分?jǐn)啵瑢⒂亦徦?lián)跳柜聯(lián)跳空開(kāi)F11、F12分?jǐn)啵祥l越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)，由左鄰所及右鄰所雙邊供電。同時(shí)安排搶險(xiǎn)人員趕往故障所，將故障所聯(lián)跳柜聯(lián)跳空開(kāi)F11、F12、F13、F14分?jǐn)啵賹⒆筻徦?lián)跳空開(kāi)F13、F14合閘，將右鄰所聯(lián)跳空開(kāi)F11、F12合閘。

在故障發(fā)生后，搶險(xiǎn)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)的速度決定了故障恢復(fù)的時(shí)間，所以在平時(shí)應(yīng)該多組織值班人員進(jìn)行相關(guān)跑位演練以提高處理故障的效率，以練代訓(xùn)，將影響降到最低[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

地鐵直流系統(tǒng)框架保護(hù)動(dòng)作后會(huì)導(dǎo)致故障所及鄰所退出運(yùn)行，中斷地鐵直流系統(tǒng)供電，對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響，此時(shí)應(yīng)按照“先通后復(fù)”原則，將信號(hào)復(fù)歸后，故障所退出運(yùn)行，合閘故障所越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)，采取接觸軌/網(wǎng)越區(qū)大雙邊供電，恢復(fù)地鐵運(yùn)營(yíng)，等待夜間停運(yùn)后進(jìn)行故障處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙正波，高衛(wèi)忠.地鐵直流牽引系統(tǒng)框架保護(hù)原理及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置[B].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2006，（9）：87-89.

[2] 龐開(kāi)陽(yáng)，高勁.直流牽引供電系統(tǒng)框架保護(hù)的運(yùn)行分析及探討[J].地鐵科技，2002，（2）：37.

[3] 李良.地鐵直流牽引供電系統(tǒng)框架保護(hù)應(yīng)急處理及其故障分析[J].華東科技，2013，（4）：239.