试析浅谈浅谈城市轨道交通直流框架保护动作应急处理

论文导读：
摘要：城市轨道交通一般采用DC1500V向牵引网供电，为电客车提供牵引电能。为了防止直流牵引供电设备内部绝缘降低时造成人身危险及外部故障时能快速切除故障，每套牵引供电设备设置了一套直流系统框架泄漏保护装置。该套保护装置作为牵引供电设备的主保护，保护动作后需要各生产岗位人员配合好，采取相应的组织、技术措施，以最快的速度查明故障原因，消除故障，恢复牵引网供电，尽可能地缩短故障时间和影响范围，保证轨道交通安全运营。
关键词：轨道交通；直流；框架保护；应急处理

一、框架保护原理

变电所内直流牵引系统设备（包括直流开关柜、负极回流柜、整流器柜）的外壳采用对地绝缘安装方式（与地之间夹有一层橡胶垫），且所有的外壳通过电缆接在一起（简称为框架），然后连到负极柜，再经过一个分流器再接到大地，如图1所示：

图1图2 图3
框架保护包含反映直流泄漏电流的过电流保护和反映接触电压的过电压保护，而电压型框架保护还与车站的钢轨电位限制装置相配合，作为钢轨电位限制装置的后备保护。
框架保护中过电压保护测量的是框架与负极（钢轨）间的电压，一般为变电所外部故障引起的，动作时常伴随有本所或相邻所直流馈线断路器过电流保护动作、轨电位限制装置合闸等信息。过电流保护测量的是框架外壳对地的泄漏电流，一般为变电所内部故障引起的。

二、框架保护动作时变电所内的现象

1、电压型：如图2所示，故障点在荷坳至大运所下行接触轨上时，荷坳所电压型框架保护动作跳闸时，本所内全部直流DC1500V断路器跳闸（不带测分闸），整流变高压侧断路器全部跳闸；不联跳邻所相应直流DC1500V馈线断路器，但故障所在供电分区的邻所（爱联）馈线断路器 211相应的保护会动作跳闸（带测分闸）。
爱联所211断路器跳闸后会启动线路测试，若故障为短时故障，211断路器将自动重合闸成功，横岗至爱联所间上下行接触轨全部由双边供电变为单边供电，不影响电客车运行。若故障为永久性故障，211断路器将自动重合闸不成功，横岗至荷坳所间上下行接触轨和荷坳至爱联所间上行接触轨供电分区由双边供电变为单边供电，不影响电客车运行，而荷坳至爱联所间下行接触轨供电分区将故障停电。
2、电流型：如图3所示，故障点在横岗所直流母排上时，横岗所电流型框架保护动作跳闸，本所内全部直流DC1500V断路器跳闸（不带测分闸），整流变高压侧断路器全部跳闸。同时联跳邻所相应直流DC1500V馈线断路器（不带测分闸）并闭锁3秒钟，3秒后自动解锁。横岗至爱联所间上下行接触轨停电，此供电区间电客车被迫停车。

三、框架保护动作后的应急处理

1、框架保护动作跳闸后，本着“先通后复”的原则，电调先应立即查看SCADA系统的报文信息，确认框架保护动作的类型（电流/电压），相应的馈线开关是否伴随有其他的保护动作信息，按相关程序通报故障信息。若为电流型框架保护，立即组织越区送电；若为电压型框架保护，通过试送，判断故障的地点是在馈线断路器至上轨隔离开关之间的上轨电缆上，则通过合上故障所的越区刀闸进行越区供电；若故障点在接触网上，则组织抢修。
2、当框架保护动作，且故障区间已停电后；立即通知行调扣停故障区间和即将进入故障区间的电客车到相关站台，同时询问司机电客车是否有异常的现象，若报异常情况立即通知电调；待电客车停稳后，将故障区间内电客车的集电靴降下并通知电调。
3、当电调确认为电流型框架保护动作且没有其他的保护动作后，可立即通过越区供电的方式对故障区进行供电，然后通知行调对故障区的升起授流器,在故障区第一趟车限速行车。
4、当电调确认为电压型框架保护动作且未发现明显故障点，且故障区间点客车已经降下授流器，可对故障区间的接触轨强送电一次，若能送电，则故障点可能在电客车上，则需要行调通知故障区电客车逐列升靴，方便判断故障点在哪部车上；若不能送电，故障点极可能在接触轨上或上轨电缆处，则需供电人员处理后才可恢复送电，此时行调应充分利用上下行间辅助线，最大限度的组织行车。当故障抢修结束并送电后，应安排第一趟车限速通过，并让接触轨人员登乘检查故障区接触轨。
例1：电压型框架保护动作后的应急处理，如图2所示，荷坳所全部直流开关及121、123开关跳闸，同时发现213断路器伴随有大电流脱扣保护动作，1#和2#轨电位装置动作合闸；爱联所211断路器电流上升率保护动作跳闸，且重合闸失败。根据上述现象判断为荷坳所电压型框架保护动作，且引起故障的原因可能是荷坳所至大运所下行接触轨或荷坳所213断路器上轨馈线电缆出现接地故障。
1）若荷坳所有人值班，则命令值班人员立即到负极柜复归框架保护信号，然后逐一分开所有直流馈线开关的联跳小开关。若荷坳所无人值班，则命令横岗和爱联所值班人员断开与荷坳所相邻直流馈线断路器的被邻所联跳小开关，切除双边联跳信号。
2）确认荷坳所的所有直流断路器及整流变高压侧断路器是否均已分闸，没有分闸的手动分闸，同时断开所有馈线上轨隔离开关；
3）确认荷坳至爱联下行区间内的电客车已收靴，试送爱联所211断路器。
a）若爱联所211断路器送电成功，即故障点可能在荷坳所213断路器至隔离开关间电缆或电客车上。需要行调通知故障区电客车逐列升靴，方便判断故障点是否在哪部车上，若故障区域无电客车，或全部电客车升靴后无异常，则判断故障点在荷坳所213断路器至隔离开关间电缆上，维持该供电方式恢复行车，电调要检查相关变电所的轨电位情况，若轨电位持续过高，把过高所的轨电位合上，同时要求行调通知经过故障区段的前两趟电客车司机加强了望，发现异常立即汇报；若故障区域有电客车升靴后，爱联所211断路器又跳闸，则可判断为电客车故障，通知行调处理。
b）若爱联所211断路器送电不成功，检查211断路器的线路测试是否已启动且3次后被闭锁，如果线路测试已启动且3次后被闭锁，说明故障发生在接触轨上，通知供电人员抢修。接触轨故障处理完毕后立即将该区段送电，恢复正常运行。
4）确认正线其它牵引变电所的整流机组是否都已投入，没有投入的立即投入；
5）经抢修人员检查荷坳所内设备无故障后，应立即恢复该所整流机组及直流母排的供电，并且对21

1、212、214断路器送电，使该馈线断路器对应供电臂恢复双边供电。

例2:电流型框架保护动作后的应急处理，如图3所示，荷坳所全部直流开关及121、123开关跳闸，横岗所213和214断路器被荷坳所联跳，爱联所211和212断路器被荷坳所联跳，且报警记录中没有任何直流馈线断路器的保护动作记录。根据上述现象可基本判断为荷坳所电流型框架保护动作。
1）若荷坳所有人值班，则命令值班人员立即到负极柜复归框架保护信号，然后逐一分开所有直流馈线开关的联跳小开关。若荷坳所无人值班，则命令横岗和爱联所值班人员断开与荷坳所相邻直流馈线断路器的被邻所联跳小开关，切除双边联跳信号。
2）确认荷坳所的所有直流断路器及整流变高压侧断路器是否均已分闸，没有分闸的手动分闸，同时断开所有馈线上轨隔离开关；
3）确认横岗和爱联所靠荷坳所方向的直流馈线断路器已分闸，没有分闸的手动分闸；
4）先合上荷坳所的2113、2124越区隔离开关，再合上横岗所213和21论文导读：，通知行调。5）确认正线其它牵引变电所的整流机组是否都已投入，没有投入的立即投入；6）故障处理后，应立即恢复荷坳所整流机组及直流母排的供电，使该牵引所处于随时备用状态。参考文献：1、宋奇吼.城市轨道交通供电.中国摘自：本科毕业论文范文www.7ctime.com铁道出版社.2009,(1-3)

2、何宗华.城市轨道交

4断路器和爱联所211和212断路器，横岗至爱联上下行接触轨实行大双边供电，通知行调。
5）确认正线其它牵引变电所的整流机组是否都已投入，没有投入的立即投入；
6）故障处理后，应立即恢复荷坳所整流机组及直流母排的供电，使该牵引所处于随时备用状态。
参考文献：
1、宋奇吼.城市轨道交通供电.中国摘自：本科毕业论文范文www.7ctime.com
铁道出版社.2009,(1-3)
2、何宗华.城市轨道交通供电系统运行与维修.中国建筑工业出版社.2005，（89-91）