城市轨道交通库用电源柜的保护与检测

陈秉祯

（南京铁道职业技术学院，江苏 南京211800）

在地铁的日常检修作业中，库用电源柜是一个重要的供电设备。库用电源组装好后我们必须对它进行检测，只有符合设计的要求才能投入使用，否则就会造成安全隐患。根据《轨道交通直流开关电气设备要求》，我们需要对电源柜进行的实验有：操作实验，绝缘强度试验，过流实验，电器性能实验，温升实验等。

1 线路的测试

在进行电源柜的其他项检测前，我们需要先对其进行线路的检测，在保证线路正常连接以及完好时，才能进行别的测试。通过对各个线路连接无误的检查后，我们对控制电路进行检测。主要是检测各个导线是否按照设计连接准确，通过万用电表测量导线连接的两个端口来检验。在主电路不通电的情况下，通过对控制电路加入220V 交流电，先检查两路的合闸和分闸按钮是否有效控制，再通过测量延时继电器两端的电阻变化值检验延时继电器是否起到了效果。

实验结果：经过检测线路没有故障，控制电路各部分控制按钮正常工作，延时继电器在0.6S 左右开始工作，符合要求。

2 耐压测试

当电器在正常运作检测前，为了确保仪器的正常使用和人身安全，使得机器在电压过大时各部分电路也不会发生被击穿的情况，我们需要对主电路和控制电路两部分分别做耐压测试。

2.1 主电路的耐压测试

根据耐压检测的要求，主回路的检测电压应该在5000V 左右，被检测的电路的阻值应该大于10MΩ，漏电流应该不大于1mA。

线路的连接：将主电路的输入端和输出端通过粗导线连接起来，并且将断路器KA1 和KA2 的主触点也短接。

回路电阻的测量：通过手摇式电压机给主回路打入大约5000V 的电压，通过直流电压机读出主回路的电阻值。

漏电流的测量：漏电流的测量主要通过仪器MS26/1B 型耐压测试仪来检测。它的使用步骤为：

（1）接通电源，开启耐压测试仪电源开关，开启设备；将仪器报警漏电流、测试电压及测试时间等参数按规定设置。

（2）将被测机器与耐压测试仪低端（引出线插板）连接，高端的测试导线与被测物的地线或外壳应接触（即测试探针端）。

（3）然后按下测试探针上“启动开关”按钮，此时设备“测试”指示灯亮，输出电压表指示达到标准设定值，即已开始加电测试。（4）在设定时间内，超漏灯不亮，测被测机型为合格。

（5）如果被测机器超过设定漏电流值，则仪器自动切断输出电压，同时锋鸣器报警，超漏灯亮，则被测机器为不合格，此时松开测试探针手柄上的“启动开关”按钮或按下复位键即可清除报警声，再测试时应重新按启动键。

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测试结果：通过对主回路两部分数据的测量得知在5000V的电压下主回路的回路电阻大约在150MΩ 左右，而在60s 的检测时间中漏电流约为0.01mA 均符合测试要求。

2.2 控制回路的检测

控制回路的检测电压应该在2000V 左右，被检测的电路的阻值应该大于10MΩ，漏电流应该不大于10mA。

检测方法与主回路相同，通过检测控制电路的回路电阻约为100MΩ，在60s 的检测时间中回路的漏电流为0.1mA，符合要求。测试结果如表1 所示。

表1 耐压检测

3 过压和过流保护测试

在机器正常运行过程中为了确保当出现意外情况时，机器会自动停机不会发生意外事故，我们需要对机器的过压和过流保护功能进行检测。采用的实验装置是静调电源实验柜，它能够输出高电压或者高电流来满足测试的要求。

3.1 过压保护测试

保护方式：当电压大于2000V 时，直流快速断路器会启动保护自动断开。

实验方法：通过实验柜从0 开始慢慢输出高电压，在到达2000V 后，看快速断路器是否自动保护。

3.2 过流保护测试

保护方式：控制板的500A 保护和直流快速断路器的600A保护。

直流快速断路器的600A 保护：先取下主电路中的熔断器，同时取下电流传感器的触头，再通过实验柜对机器加以低电压大电流，逐渐加至600A 看直流快速断路器是否动作。

实验结果：当电压加至2000V 左右时，直流快速断路器能够正常动作，它通过切断主回路来停止工作。在取下主回路的熔断器后，当电流加至500A 时控制板会进行保护动作，切断控制电路，从而停止运行。取消控制板的保护时，当电流加至600A快速断路器也会进行保护动作，它通过切断主回路来停止工作。

4 温湿度传感器测试

由于机器工作在高电压和大电流的环境下，因此温度容易上升的很快，需要使用温度传感器来检测机器运行时的温度，并在高温时控制风机转动降温。而由于该项目是在杭州地铁运行，早上的湿度较大时会影响到机器的性能，所以加入湿度传感器来检测环境湿度，当湿度过高时可以启动加热器，对机器的环境除湿。

温湿度传感器带有两个负载，负载一为风机，当温度过高时会启动散热；负载二为加热器，当湿度过高时会会启动除湿功能，当温度过低时，会启动升温。

4.1 温度实验

在实验时我们先正常启动机器，初始温湿度传感器的温度上限是40℃。我们先测量出此时的温度为31℃，湿度为77，温湿度的灯都不亮，两个负载均没有电压输出。然后我们将温湿度传感器的温度上限设置为30℃，此时传感器的温度灯点亮了，测量负载一发现有220V 的电压输出，再将温度上限调回，发现温度灯灭，负载一不工作了，说明温湿度传感器的高温散热功能良好。当将温度的上限设为35℃时运行，，此时负载二的加热器有220V 的电压输出，再将温度的下线调回，发现负载二没有了输出，说明，它具有良好的升温除霜功能。

4.2 湿度实验

在实验时我们先正常启动机器，初始温湿度传感器的湿度上限是80。我们先测量出此时的温度为31℃，湿度为77，温湿度的灯都不亮，两个负载均没有电压输出。然后我们将温湿度传感器的湿度上限设置为75，此时传感器的湿度灯点亮了，测量负载二发现有220V 的电压输出，再将湿度上限调回，发现湿度灯不灭，负载二仍在工作了，经过试验断电在启动又恢复正常，后说明温湿度传感器的湿度过高去湿功能是良好的，但是在湿度回到正常状态后还未停止工作。测试结果如表2 所示。

表2 温湿度传感器检测

由实验可知温湿度传感器可以工作在温度过低，温度过高和湿度过高的情况下，但是对湿度过低就没有办法，考虑到使用地点在杭州而且湿度过低对电源本身影响不是很大，所以温湿度传感器基本实现了功能。

5 正常工作的状态监测

通过绘图可以看出随着时间的增长，各部分的温度逐渐处于稳定状态，但保持电阻的温度比较高，在实验中没有出现任何的跳跃或者温度异常。将所测温度绘制成如图1。

图1 触点温度检测

在实验运行的过程中还需测量主电路中直流断路器和电磁接触器主开关之间的电压来检测仪器是否正常工作。测试结果如表3 所示。

表3 触点电压检测

由此可以看出断路器和接触器主触点之间的电压很小，导通正常，静调电源工作在正常状态，说明静调电源在长时间的工作测试下是能够保持性能的稳定的。

6 输出两路互锁实验

在给车辆供电的过程中为了确保静调电源的两路输出只有一路能够正常运行，我们要对两路的输出互锁进行试验。在测试时由于我们没有车辆的插头，因此我们直接将两个插头处短接，然后对主电路和控制电路进行通电，在启动合闸的情况下对输出电路进行10 次合闸分闸实验，经过试验发现无论如何始终只有一个电磁接触器能够闭合，说明电源能够实现两路的互锁功能。

在实验测试结束后，将仪器整理完毕，把实验中用的导线盘起，并把输入用的电缆的接头用绝缘胶布缠起。

7 结论

在经过对库用电源的检测和试验调试后，从设备的安全性和可靠性上都得到了很大的保证，能够满足地铁检修的日常生产工作需求。