城市轨道交通接触网隔离开关电操作机构箱故障分析与处理

摘要：介绍了广州地铁二号线通力隔离开关电操作机构箱控制原理，对其常见故障进行了分析，并提出了相应的处理措施。

关键词：牵引供电系统;接触网;电操作机构箱;故障分析

0 引言

随着地铁供电系统综合自动化水平的不断提高，电动隔离开关在城市轨道交通中得到了广泛应用。广州地铁二号线接触网上网隔离开关均采用电动隔离开关，实现了电力调度远程控制开关分合闸操作，因此做好隔离开关电动操作机构的维护保养至关重要。接触网隔离开关在运行过程中出现的故障主要有隔离开关刀闸本体故障、刀闸传动机构故障以及隔离开关电操作机构箱故障，本文重点讨论隔离开关电操作机构箱故障。

1 电操作机构箱电气原理介绍

隔离开关电操作机构箱电气回路包括控制回路、加热器回路以及反馈回路。本文以成都通力集团股份有限公司生产的控制回路额定电压110 V的GWZ型直流电操作机构箱为例，对其电气原理进行说明，如图1所示。

控制回路可分为电机主回路及二次控制回路。二次控制回路中包含就地和远方电动操作控制回路。加热器回路主要由加热器电源MCB、加热板组成。加热器电源打开后，加热板产生热量调节操作箱内温湿度。反馈回路主要有故障反馈回路、位置反馈回路，故障反馈回路包括MCB跳闸反馈回路，位置反馈回路包括电操作机构箱远方或就地电动操作模式反馈回路、隔离开关刀闸分合闸位置反馈回路。

2 隔离开关电操作机构箱常见故障

在日常运营中，通力隔离开关电操作机构箱常见故障有热继电器跳闸、电机制动器故障、电机制动器与电机转轴间锈蚀、继电器故障、1D端子排接线端子松脱或氧化、HK辅助开关故障、闭锁回路故障等。

（1）热继电器跳闸。热继电器跳闸一般是电机过载运行造成内部热元件受热弯曲所致，出现过隧道潮湿导致电机刹车部位严重生锈、刹车烧坏以及刹车紧固力矩过紧而引起的跳闸。当热继电器跳闸时，开关无法进行远方及就地电动操作。（2）电机制动器故障。电机制动器线圈本身制造工艺不达标、线圈匝间绝缘层老化、过电压、运行温度过高等原因造成匝间线圈短路烧断，导致电机制动器在接通电源时不动作。此类故障将造成隔离开关电机过载运行，缩短电机使用寿命，严重时甚至会直接造成热继电器跳闸，导致隔离开关无法电动操作。因此，要做好隔离开关的日常检修维护工作，按周期对电操作机构箱体器件进行检查，发现故障及时处理。（3）电机制动器与电机转轴间严重锈蚀。受隧道潮湿影响，若隔离开关电操作机构箱防潮措施落实不当，将造成电机制动器与电机转轴间严重锈蚀，进而导致电机运行卡滞，引起热继电器跳闸。（4）继电器故障。继电器常见故障为线圈烧坏，导致线圈通电时触点未接通;或某一对触点被氧化，导致与接线端子接触电阻过大，造成控制回路不导通。此外，继电器续流二极管因承受过高的反向电压被击穿时，也可能造成继电器通电后不动作。（5）1D端子排接线端子松脱或氧化。1D端子排接线松脱的原因可能是线路施工时接线未紧固或施工质量差，电操作机构箱长期运行振动导致接线松脱;而外部环境潮湿则将导致1D端子出现氧化现象。当1D端子排接线端子出现松脱或氧化时，都将影响隔离开关正常的电动操作。（6）HK辅助开关故障。HK辅助开关主要用于反馈开关分合闸位置信息以及越区开关与相邻变电所的联锁关系。HK辅助开关主要的故障原因为内部旋转触点动作不到位，造成辅助开关反馈分合闸位置端子未及时导通，导致开关刀闸位置反馈信号异常。（7）闭锁回路故障。闭锁回路故障主要表现为控制回路中与外部断路器闭锁的接点为断开状态，原因为外部闭锁条件未满足或闭锁线存在断路的情况。闭锁接点断开将导致隔离开关无法正常电动操作。

3 故障处理步骤

隔离开关故障处理以“先通后复”为原则，尽可能减少对正常运营的影响。当接报开关无法操作时，接触网人员要第一时间赶赴现场确认开关刀闸状态，并根据电力调度指令进行操作。现场抢修人员对电动隔离开关进行倒闸时，优先采取就地电动操作，以便后续进行电操作机构箱的故障分析处理;若就地电动无法操作，则采取手动倒闸操作。若有充足的抢修时间，则可在电动操作失败时进行检查处理;若时间紧急，则必须先将开关倒闸，待运营结束后申报计划处理。在进行隔离开关电操作机构箱故障处理时，要根据电调及现场操作情况、设备状态制订检查方案。一般分以下情况进行检查。

（1）隔离开关无法远方电动操作分合闸，但就地电动操作分合闸正常。当出现此类故障时，基本可以排除隔离开关操作箱电机主回路故障，此时需检查远动控制回路的通断以及远动控制分合闸继电器状态是否良好。当检查电操作箱内远动控制回路及分合闸继电器正常时，进一步检查远动控制分合闸信号线与电操作机构箱端子排的连接是否存在虚接情况，若检查正常则可排除电操作机构箱的问题，此时要排查外部设备的问题。

（2）隔离开关远方电动操作和就地电动操作分合闸均失败。当出现此类情况时，首先要检查控制电源是否正常，控制电源MCB、热继电器是否跳闸，若出现跳闸则先复位。若未出现跳闸，则重点检查二次控制回路、电机回路通断情况及器件状态。检查1D端子排控制回路接线的紧固情况。若检查无异常，则依次检查就地电动分合闸控制回路、远动分合闸控制回路通断情况，检查远动和就地电动分合闸继电器线圈電阻是否正常，接触器KM线圈电阻是否正常。若以上检查无异常，则检查电机和制动器状态是否正常，测试线圈电阻是否在正常范围内。

（3）隔离开关刀闸分合不到位。出现此类情况，一般是隔离开关机械部位卡滞或电机制动器与电机转轴间锈蚀或电机制动器紧固力矩过大，造成隔离开关刚动作不久就引起热继电器跳闸，导致开关刀闸动作不到位。因此，要检查隔离开关刀闸机械部分动作情况，检查制动器与电机间是否生锈严重，或制动器紧固力矩是否过大等。此外，要检查电机制动器本身是否正常工作，若电机制动器接通电源后未动作，将造成电机过载运行，从而导致热继电器跳闸。

（4）隔离开关正常电动操作，但反馈信号异常。当出现此类情况时，首先检查1D端子排上反馈信号的端子接线是否紧固;测试分合闸到位反馈信号端子间电压是否正常，通断情况是否正常;检查辅助开关HK是否动作正常。

4 案例分析

（1）现场情况。某日，某站点隔离开关无法远方及就地电动操作，手动操作开关分合闸正常，操作过程中无卡滞现象。现场检查隔离开关电操作机构箱内未出现热继电器或MCB跳闸，现场未闻到有烧焦味。（2）故障处理情况。针对此情况，首先检查控制回路电源均正常，接着检查隔离开关远动和就地电动分合闸控制回路通断情况以及电操作机构箱内部器件状态是否正常。经过测量，发现隔离开关电操作机构箱闭锁反馈接点不导通。检查闭锁条件是否满足。该隔离开关为上网隔离开关，只与上级断路器有闭锁关系，现场在变电所RTU柜上相应反馈信号接点上测试正常，反馈信号端子间为导通状态。检查闭锁线路通断情况。将两条闭锁信号线分别从RTU柜和电操作机构箱上拔出，并选择任一端进行短接，另外一端用万用表测量通断;若不导通，接着找第三条状态正常的信号线，将该信号线分别从RTU柜和电操作机构箱端子排上拔出，利用该信号线与闭锁线两两测试，找出故障线路。结果发现一根闭锁线存在断路现象，更换备用线后，开关恢复正常电动操作。

5 隔离开关日常维保注意事项

（1）加强设备巡视，在潮湿天气时及时打开电操作机构箱内加热器，露天段的设备箱体建议加入适当的干燥剂，保证箱体内湿度正常。（2）按周期开展隔离开关检修维护，电操作机构箱要定期除尘，检查各个器件状态，做好测量数据记录，为后续检修维护提供参考依据。（3）隔离开关二次电缆在施工铺设时，注意做好防护措施，防止外部绝缘层破损;运营中定期对电缆绝缘情况进行测试，检查二次电缆状态是否正常。

6 结语

综上所述，本文详细介绍了通力隔离开关电操作机构箱的常见故障以及发生故障时的处理步骤，并总结了日常维保注意事项，对于地铁运营过程中接触网隔离开关电操作机构箱的设备维护、故障分析及处理有一定的指导作用。

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收稿日期：2021-03-22

作者简介：刘凡（1993—），男，江西赣州人，助理工程师，从事城市轨道交通接触网设备維护管理工作。