城市軌道交通接觸網(wǎng)隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱故障分析與處理

摘要：介紹了廣州地鐵二號線通力隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱控制原理，對其常見故障進行了分析，并提出了相應(yīng)的處理措施。

關(guān)鍵詞：牽引供電系統(tǒng);接觸網(wǎng);電操作機構(gòu)箱;故障分析

0 引言

隨著地鐵供電系統(tǒng)綜合自動化水平的不斷提高，電動隔離開關(guān)在城市軌道交通中得到了廣泛應(yīng)用。廣州地鐵二號線接觸網(wǎng)上網(wǎng)隔離開關(guān)均采用電動隔離開關(guān)，實現(xiàn)了電力調(diào)度遠(yuǎn)程控制開關(guān)分合閘操作，因此做好隔離開關(guān)電動操作機構(gòu)的維護保養(yǎng)至關(guān)重要。接觸網(wǎng)隔離開關(guān)在運行過程中出現(xiàn)的故障主要有隔離開關(guān)刀閘本體故障、刀閘傳動機構(gòu)故障以及隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱故障，本文重點討論隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱故障。

1 電操作機構(gòu)箱電氣原理介紹

隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱電氣回路包括控制回路、加熱器回路以及反饋回路。本文以成都通力集團股份有限公司生產(chǎn)的控制回路額定電壓110 V的GWZ型直流電操作機構(gòu)箱為例，對其電氣原理進行說明，如圖1所示。

控制回路可分為電機主回路及二次控制回路。二次控制回路中包含就地和遠(yuǎn)方電動操作控制回路。加熱器回路主要由加熱器電源MCB、加熱板組成。加熱器電源打開后，加熱板產(chǎn)生熱量調(diào)節(jié)操作箱內(nèi)溫濕度。反饋回路主要有故障反饋回路、位置反饋回路，故障反饋回路包括MCB跳閘反饋回路，位置反饋回路包括電操作機構(gòu)箱遠(yuǎn)方或就地電動操作模式反饋回路、隔離開關(guān)刀閘分合閘位置反饋回路。

2 隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱常見故障

在日常運營中，通力隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱常見故障有熱繼電器跳閘、電機制動器故障、電機制動器與電機轉(zhuǎn)軸間銹蝕、繼電器故障、1D端子排接線端子松脫或氧化、HK輔助開關(guān)故障、閉鎖回路故障等。

（1）熱繼電器跳閘。熱繼電器跳閘一般是電機過載運行造成內(nèi)部熱元件受熱彎曲所致，出現(xiàn)過隧道潮濕導(dǎo)致電機剎車部位嚴(yán)重生銹、剎車燒壞以及剎車緊固力矩過緊而引起的跳閘。當(dāng)熱繼電器跳閘時，開關(guān)無法進行遠(yuǎn)方及就地電動操作。（2）電機制動器故障。電機制動器線圈本身制造工藝不達(dá)標(biāo)、線圈匝間絕緣層老化、過電壓、運行溫度過高等原因造成匝間線圈短路燒斷，導(dǎo)致電機制動器在接通電源時不動作。此類故障將造成隔離開關(guān)電機過載運行，縮短電機使用壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)苯釉斐蔁崂^電器跳閘，導(dǎo)致隔離開關(guān)無法電動操作。因此，要做好隔離開關(guān)的日常檢修維護工作，按周期對電操作機構(gòu)箱體器件進行檢查，發(fā)現(xiàn)故障及時處理。（3）電機制動器與電機轉(zhuǎn)軸間嚴(yán)重銹蝕。受隧道潮濕影響，若隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱防潮措施落實不當(dāng)，將造成電機制動器與電機轉(zhuǎn)軸間嚴(yán)重銹蝕，進而導(dǎo)致電機運行卡滯，引起熱繼電器跳閘。（4）繼電器故障。繼電器常見故障為線圈燒壞，導(dǎo)致線圈通電時觸點未接通;或某一對觸點被氧化，導(dǎo)致與接線端子接觸電阻過大，造成控制回路不導(dǎo)通。此外，繼電器續(xù)流二極管因承受過高的反向電壓被擊穿時，也可能造成繼電器通電后不動作。（5）1D端子排接線端子松脫或氧化。1D端子排接線松脫的原因可能是線路施工時接線未緊固或施工質(zhì)量差，電操作機構(gòu)箱長期運行振動導(dǎo)致接線松脫;而外部環(huán)境潮濕則將導(dǎo)致1D端子出現(xiàn)氧化現(xiàn)象。當(dāng)1D端子排接線端子出現(xiàn)松脫或氧化時，都將影響隔離開關(guān)正常的電動操作。（6）HK輔助開關(guān)故障。HK輔助開關(guān)主要用于反饋開關(guān)分合閘位置信息以及越區(qū)開關(guān)與相鄰變電所的聯(lián)鎖關(guān)系。HK輔助開關(guān)主要的故障原因為內(nèi)部旋轉(zhuǎn)觸點動作不到位，造成輔助開關(guān)反饋分合閘位置端子未及時導(dǎo)通，導(dǎo)致開關(guān)刀閘位置反饋信號異常。（7）閉鎖回路故障。閉鎖回路故障主要表現(xiàn)為控制回路中與外部斷路器閉鎖的接點為斷開狀態(tài)，原因為外部閉鎖條件未滿足或閉鎖線存在斷路的情況。閉鎖接點斷開將導(dǎo)致隔離開關(guān)無法正常電動操作。

3 故障處理步驟

隔離開關(guān)故障處理以“先通后復(fù)”為原則，盡可能減少對正常運營的影響。當(dāng)接報開關(guān)無法操作時，接觸網(wǎng)人員要第一時間趕赴現(xiàn)場確認(rèn)開關(guān)刀閘狀態(tài)，并根據(jù)電力調(diào)度指令進行操作?，F(xiàn)場搶修人員對電動隔離開關(guān)進行倒閘時，優(yōu)先采取就地電動操作，以便后續(xù)進行電操作機構(gòu)箱的故障分析處理;若就地電動無法操作，則采取手動倒閘操作。若有充足的搶修時間，則可在電動操作失敗時進行檢查處理;若時間緊急，則必須先將開關(guān)倒閘，待運營結(jié)束后申報計劃處理。在進行隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱故障處理時，要根據(jù)電調(diào)及現(xiàn)場操作情況、設(shè)備狀態(tài)制訂檢查方案。一般分以下情況進行檢查。

（1）隔離開關(guān)無法遠(yuǎn)方電動操作分合閘，但就地電動操作分合閘正常。當(dāng)出現(xiàn)此類故障時，基本可以排除隔離開關(guān)操作箱電機主回路故障，此時需檢查遠(yuǎn)動控制回路的通斷以及遠(yuǎn)動控制分合閘繼電器狀態(tài)是否良好。當(dāng)檢查電操作箱內(nèi)遠(yuǎn)動控制回路及分合閘繼電器正常時，進一步檢查遠(yuǎn)動控制分合閘信號線與電操作機構(gòu)箱端子排的連接是否存在虛接情況，若檢查正常則可排除電操作機構(gòu)箱的問題，此時要排查外部設(shè)備的問題。

（2）隔離開關(guān)遠(yuǎn)方電動操作和就地電動操作分合閘均失敗。當(dāng)出現(xiàn)此類情況時，首先要檢查控制電源是否正常，控制電源MCB、熱繼電器是否跳閘，若出現(xiàn)跳閘則先復(fù)位。若未出現(xiàn)跳閘，則重點檢查二次控制回路、電機回路通斷情況及器件狀態(tài)。檢查1D端子排控制回路接線的緊固情況。若檢查無異常，則依次檢查就地電動分合閘控制回路、遠(yuǎn)動分合閘控制回路通斷情況，檢查遠(yuǎn)動和就地電動分合閘繼電器線圈電阻是否正常，接觸器KM線圈電阻是否正常。若以上檢查無異常，則檢查電機和制動器狀態(tài)是否正常，測試線圈電阻是否在正常范圍內(nèi)。

（3）隔離開關(guān)刀閘分合不到位。出現(xiàn)此類情況，一般是隔離開關(guān)機械部位卡滯或電機制動器與電機轉(zhuǎn)軸間銹蝕或電機制動器緊固力矩過大，造成隔離開關(guān)剛動作不久就引起熱繼電器跳閘，導(dǎo)致開關(guān)刀閘動作不到位。因此，要檢查隔離開關(guān)刀閘機械部分動作情況，檢查制動器與電機間是否生銹嚴(yán)重，或制動器緊固力矩是否過大等。此外，要檢查電機制動器本身是否正常工作，若電機制動器接通電源后未動作，將造成電機過載運行，從而導(dǎo)致熱繼電器跳閘。

（4）隔離開關(guān)正常電動操作，但反饋信號異常。當(dāng)出現(xiàn)此類情況時，首先檢查1D端子排上反饋信號的端子接線是否緊固;測試分合閘到位反饋信號端子間電壓是否正常，通斷情況是否正常;檢查輔助開關(guān)HK是否動作正常。

4 案例分析

（1）現(xiàn)場情況。某日，某站點隔離開關(guān)無法遠(yuǎn)方及就地電動操作，手動操作開關(guān)分合閘正常，操作過程中無卡滯現(xiàn)象?，F(xiàn)場檢查隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱內(nèi)未出現(xiàn)熱繼電器或MCB跳閘，現(xiàn)場未聞到有燒焦味。（2）故障處理情況。針對此情況，首先檢查控制回路電源均正常，接著檢查隔離開關(guān)遠(yuǎn)動和就地電動分合閘控制回路通斷情況以及電操作機構(gòu)箱內(nèi)部器件狀態(tài)是否正常。經(jīng)過測量，發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱閉鎖反饋接點不導(dǎo)通。檢查閉鎖條件是否滿足。該隔離開關(guān)為上網(wǎng)隔離開關(guān)，只與上級斷路器有閉鎖關(guān)系，現(xiàn)場在變電所RTU柜上相應(yīng)反饋信號接點上測試正常，反饋信號端子間為導(dǎo)通狀態(tài)。檢查閉鎖線路通斷情況。將兩條閉鎖信號線分別從RTU柜和電操作機構(gòu)箱上拔出，并選擇任一端進行短接，另外一端用萬用表測量通斷;若不導(dǎo)通，接著找第三條狀態(tài)正常的信號線，將該信號線分別從RTU柜和電操作機構(gòu)箱端子排上拔出，利用該信號線與閉鎖線兩兩測試，找出故障線路。結(jié)果發(fā)現(xiàn)一根閉鎖線存在斷路現(xiàn)象，更換備用線后，開關(guān)恢復(fù)正常電動操作。

5 隔離開關(guān)日常維保注意事項

（1）加強設(shè)備巡視，在潮濕天氣時及時打開電操作機構(gòu)箱內(nèi)加熱器，露天段的設(shè)備箱體建議加入適當(dāng)?shù)母稍飫ＷC箱體內(nèi)濕度正常。（2）按周期開展隔離開關(guān)檢修維護，電操作機構(gòu)箱要定期除塵，檢查各個器件狀態(tài)，做好測量數(shù)據(jù)記錄，為后續(xù)檢修維護提供參考依據(jù)。（3）隔離開關(guān)二次電纜在施工鋪設(shè)時，注意做好防護措施，防止外部絕緣層破損;運營中定期對電纜絕緣情況進行測試，檢查二次電纜狀態(tài)是否正常。

6 結(jié)語

綜上所述，本文詳細(xì)介紹了通力隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱的常見故障以及發(fā)生故障時的處理步驟，并總結(jié)了日常維保注意事項，對于地鐵運營過程中接觸網(wǎng)隔離開關(guān)電操作機構(gòu)箱的設(shè)備維護、故障分析及處理有一定的指導(dǎo)作用。

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收稿日期：2021-03-22

作者簡介：劉凡（1993—），男，江西贛州人，助理工程師，從事城市軌道交通接觸網(wǎng)設(shè)備維護管理工作。