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[摘 要]本文针对低压开关柜在高速铁路上的应用，简单介绍了高速铁路中低压开关柜的工作原理，分析了高速铁路中低压开关柜的常见故障处理并提出了预防措施或日常注意事项。
[关键词]高速铁路 低压开关柜 工作原理 故障处理 预防措施
中图分类号：TF124.36 文献标识码：P 文章编号：1009―914X（2013）25―0360―01
一、低压开关柜简介
低压开关柜作为输电、配电及电能转换之用。低压开关柜有很多类型，例如：MNS低压开关柜、GCS型低压开关柜、GCK抽出式开关柜、组装式低压开关柜等。开关柜设有接地母线和独立的工作零母线，即三相五线制母线；柜内设有完整的电气保护，测量仪表，操作开关及运行指示灯等各种装置。
抽屉式开关柜二次接插件具备同过程控制系统连接的I/O接口连接的可靠性，保证Profibus-DP总线通讯正常，GCK开关柜采用间隔式布置，每一电气单元均占据一个独立的单元间隔，相同规格的抽屉具有互换性，开关柜的抽屉具有工作位置，分离位置和移出位置等三个位置。
二、高速铁路应用低压开关柜的工作原理
37KW以上电机电气控制和保护核心均采用SIMOCODE-DP 3UF50低压智能保护控制器，该低压智能保护控制器为SIEMENS新推出的可进行通讯SIMOCODE-DP 3UF50—西门子电动机保护和控制设备—分散式外围设备，具有过载保护、电流不平衡保护、相故障保护、接地故障保护等保护功能及电流值检测功能和通讯（PROFIBUS-DP）功能。SIMOCODE-DP 3UF50电机保护和控制装置集成有PROFIBUS-DP接口，连接到广为采用的现场总线系统PROFIBUS-DP上，可以保证控制命令，操作状态和诊断，服务，统计和参数等数据与高层总线接口之间可靠的数据传输。这可以是可编程控制器的某一部件或一个过程控制系统。下面就智能保护普通电机二次接线原理图说明其控制原理：
该类型控制是通过现场总线系统PROFIBUS-DP通讯控制中控方式或现场方式开停电机，同时可通过抽屉面板上转换开关SA来改变抽屉工作状态或实验状态。该类抽屉有两组AC220V控制电压，一组接在二次端子排AT.X1的1#（L1）和2#（N）端子上，作为除低保外控制电源；另一组通过二次端子排AT.X1的3#（L）和4#（N）端子接入，作为低保控制电源；当在现场控制方式时，低保提供一个直流24V控制电压，经控制保险FU2接至二次端子排AT.X1的11#（+）和12#端子上，外接现场按钮盒ALB开车按钮S2两端。现场按钮盒ALB停车按钮S1两端接至二次端子排AT.X1的5#和6#端子上，用于现场停车。二次端子排AT.X1的18#、19#和20#端子接现场总线PROFIBUS-DP线，分别接在抽屉内低保PROFIBUS-DP接线端B、A和SPE/PE。
37KW以下的交流异步电机典型电气控制由中控室控制系统PLC来控制现场方式开停电机，同时可通过抽屉面板上转换开关SA来改变抽屉工作状态或实验状态。该类抽屉有一组AC220V控制电源，接在二次端子排AT.X1的1#（L1）和2#（N）端子上，作为抽屉柜控制电源；另有信号控制公共火（COM）L1通过二次端子排AT.X1的3#端子接入，作为送到过程控制系统PLC的（DI）模块信号电源。
三、高速铁路中低压开关柜的常见故障处理和预防措施
以下介绍高速铁路中低压开关柜的一些常见的故障处理，分析了一些故障产生的原因，并提出了相应的处理措施和预防方法。
1.一台变压器失电后，母联断路器未投入
针对一台变压器失电后，母联断路器未投入的故障现象，故障原因和处理方法如下：
①如果母联断路器不在工作位置：要将母联断路器摇入工作位置。在任何时候摇动断路器，必须确认该断路器处于分闸状态；转换开关置于就地或手动状态，断路器摇入工作位置后，转换开关到自动位置，保持释放杆灵活。
②一号进线断路器控制转换开关未置于自动位置：将转换开关扭至自动位置，扭至自动位置后母联断路器4秒内会合闸。
③母联断路器控制回路失电：若母联柜指示灯未亮，则FU熔断器熔断，更换熔断器。更换熔断器时，须将转换开关置于手动状态，更换完成后将转换开关置于自动位置。
④PLC死机：一号进线柜仪表室内PLC有红灯亮，将其控制电源插头（24V+、24V-、PE三根线）拔出，等待10秒插回原处。拔、插过程中须将转换开关置于手动状态，完成后将转换开关到自动位置（先经过电调的许可）
⑤三级负荷开关转换开关位置未在远控位置：将三级负荷开关转换开关位置转换在远控位置。包括所在该降压所的二级降压所的三级负荷开关
⑥母联断路器机械故障：按下断路器释放杆，是否上下灵活，否则处理机构故障。每次巡检时按动母联释放杆，要求必须灵活
2.变压器恢复供电后，进线断路器不自复
①一号进线断路器控制转换开关未置于自动位置：将转换开关扭至自动位置。扭至自动位置后4秒内会分断母联断路器，然后合上进线断路器。
②PLC死机：一号进线柜仪表室内PLC有红灯亮，将其控制电源插头（24V+、24V-、PE三根线）拔出，等待待10秒插回原处。拔、插过程中须将转换开关置于手动状态，完成后将转换开关到自动位置。
③控制回路熔断器熔断：更换控制回路熔断器。更换熔断器时，须将转换开关置于手动状态，更换完成后将转换开关到自动位置。
④电压检测模块检测到高/低电压后未复位：检测电压检测模块指示灯是否亮起，否则拔出三只电压检测模块三相电源保险管。
3.手动电气/机械状态下合不上闸
①合闸线圈烧坏：更换合闸线圈、或联系厂家。凡需开盖维修断路器时，必须将断路器本体移至地面，并释能后进行。 ②未储能：手动储能后在按机械合闸按钮。
③有跳闸信号输入：正常情况，禁止合闸。
4.框架断路器跳闸后，合不上闸
①信号未复归：复归机械信号按钮。
②故障未解除：再次保护跳闸，禁止合闸。
5.塑壳断路器合不上闸
①跳闸后未复归：反时针旋转操作手柄至-45°后，重新合闸。
②断路器的传动方轴未插入外部手柄：重新调整传动方轴的长度，使其插入操作手柄内，重新合闸。
③断路器内部机械故障：更换该断路器、或联系厂家。
④保护跳闸：正常情况，禁止合闸。
6.框架断路器电气状态下不能分闸
①控制回路转换开关未置于手动或就地位置：将控制回路转换开关置于手动或就地位置，重新分闸。
②控制回路失电：检查控制回路熔断器是否熔断，更换已烧坏的熔断器。
③分励线圈烧坏：更换分励线圈、或联系厂家。凡需开盖维修断路器时，必须将断路器本体移至地面，并释能后进行
④断路器内部机械故障：联系厂家。
7.仪表液晶屏幕不显示或不显示实际数据
①仪表辅助电源丢失：恢复仪表辅助电源。
②仪表背后插件松动：将插头重新插紧。
③仪表故障：更换该表，重新输入通讯地址和电流变比。
④电流回路试验端子连接片松动或取样熔断器熔断：拧紧连接片，更换已损坏的取样熔断器
8.指示灯不亮但触摸屏有指示
①熔断器熔断：更换熔断器。
②指示灯故障：更换指示灯。
9.红色指示灯不亮且触摸屏有分位指示
①熔断器熔断：更换熔断器。
②断路器内部辅助点损坏、或扩展继电器损坏：更换辅助点或扩展继电器，凡需开盖维修断路器时，必须将断路器本体移至地面进行。
三相多功能仪表通讯中断：复位该馈线回路多功能仪表或检查多功能仪表接线是否松动。
结束语
高速铁路中低压开关柜的工作状态十分重要，容易发生故障。低压开关柜的故障有很多种存在形式，总之，操作人员要结合长期经验，善于发现问题的关键，找出发生故障的原因，在最短的时间内让设备恢复正常。
参考文献
[1] 曾俊峰. 低压开关柜设备的可靠性分析研究[J]. 硅谷. 2010（13）
[2] 刘占军. 开关柜、控制柜、电气传动控制装置测试[J]. 科技风. 2012（08）
[关键词]高速铁路 低压开关柜 工作原理 故障处理 预防措施
中图分类号：TF124.36 文献标识码：P 文章编号：1009―914X（2013）25―0360―01
一、低压开关柜简介
低压开关柜作为输电、配电及电能转换之用。低压开关柜有很多类型，例如：MNS低压开关柜、GCS型低压开关柜、GCK抽出式开关柜、组装式低压开关柜等。开关柜设有接地母线和独立的工作零母线，即三相五线制母线；柜内设有完整的电气保护，测量仪表，操作开关及运行指示灯等各种装置。
抽屉式开关柜二次接插件具备同过程控制系统连接的I/O接口连接的可靠性，保证Profibus-DP总线通讯正常，GCK开关柜采用间隔式布置，每一电气单元均占据一个独立的单元间隔，相同规格的抽屉具有互换性，开关柜的抽屉具有工作位置，分离位置和移出位置等三个位置。
二、高速铁路应用低压开关柜的工作原理
37KW以上电机电气控制和保护核心均采用SIMOCODE-DP 3UF50低压智能保护控制器，该低压智能保护控制器为SIEMENS新推出的可进行通讯SIMOCODE-DP 3UF50—西门子电动机保护和控制设备—分散式外围设备，具有过载保护、电流不平衡保护、相故障保护、接地故障保护等保护功能及电流值检测功能和通讯（PROFIBUS-DP）功能。SIMOCODE-DP 3UF50电机保护和控制装置集成有PROFIBUS-DP接口，连接到广为采用的现场总线系统PROFIBUS-DP上，可以保证控制命令，操作状态和诊断，服务，统计和参数等数据与高层总线接口之间可靠的数据传输。这可以是可编程控制器的某一部件或一个过程控制系统。下面就智能保护普通电机二次接线原理图说明其控制原理：
该类型控制是通过现场总线系统PROFIBUS-DP通讯控制中控方式或现场方式开停电机，同时可通过抽屉面板上转换开关SA来改变抽屉工作状态或实验状态。该类抽屉有两组AC220V控制电压，一组接在二次端子排AT.X1的1#（L1）和2#（N）端子上，作为除低保外控制电源；另一组通过二次端子排AT.X1的3#（L）和4#（N）端子接入，作为低保控制电源；当在现场控制方式时，低保提供一个直流24V控制电压，经控制保险FU2接至二次端子排AT.X1的11#（+）和12#端子上，外接现场按钮盒ALB开车按钮S2两端。现场按钮盒ALB停车按钮S1两端接至二次端子排AT.X1的5#和6#端子上，用于现场停车。二次端子排AT.X1的18#、19#和20#端子接现场总线PROFIBUS-DP线，分别接在抽屉内低保PROFIBUS-DP接线端B、A和SPE/PE。
37KW以下的交流异步电机典型电气控制由中控室控制系统PLC来控制现场方式开停电机，同时可通过抽屉面板上转换开关SA来改变抽屉工作状态或实验状态。该类抽屉有一组AC220V控制电源，接在二次端子排AT.X1的1#（L1）和2#（N）端子上，作为抽屉柜控制电源；另有信号控制公共火（COM）L1通过二次端子排AT.X1的3#端子接入，作为送到过程控制系统PLC的（DI）模块信号电源。
三、高速铁路中低压开关柜的常见故障处理和预防措施
以下介绍高速铁路中低压开关柜的一些常见的故障处理，分析了一些故障产生的原因，并提出了相应的处理措施和预防方法。
1.一台变压器失电后，母联断路器未投入
针对一台变压器失电后，母联断路器未投入的故障现象，故障原因和处理方法如下：
①如果母联断路器不在工作位置：要将母联断路器摇入工作位置。在任何时候摇动断路器，必须确认该断路器处于分闸状态；转换开关置于就地或手动状态，断路器摇入工作位置后，转换开关到自动位置，保持释放杆灵活。
②一号进线断路器控制转换开关未置于自动位置：将转换开关扭至自动位置，扭至自动位置后母联断路器4秒内会合闸。
③母联断路器控制回路失电：若母联柜指示灯未亮，则FU熔断器熔断，更换熔断器。更换熔断器时，须将转换开关置于手动状态，更换完成后将转换开关置于自动位置。
④PLC死机：一号进线柜仪表室内PLC有红灯亮，将其控制电源插头（24V+、24V-、PE三根线）拔出，等待10秒插回原处。拔、插过程中须将转换开关置于手动状态，完成后将转换开关到自动位置（先经过电调的许可）
⑤三级负荷开关转换开关位置未在远控位置：将三级负荷开关转换开关位置转换在远控位置。包括所在该降压所的二级降压所的三级负荷开关
⑥母联断路器机械故障：按下断路器释放杆，是否上下灵活，否则处理机构故障。每次巡检时按动母联释放杆，要求必须灵活
2.变压器恢复供电后，进线断路器不自复
①一号进线断路器控制转换开关未置于自动位置：将转换开关扭至自动位置。扭至自动位置后4秒内会分断母联断路器，然后合上进线断路器。
②PLC死机：一号进线柜仪表室内PLC有红灯亮，将其控制电源插头（24V+、24V-、PE三根线）拔出，等待待10秒插回原处。拔、插过程中须将转换开关置于手动状态，完成后将转换开关到自动位置。
③控制回路熔断器熔断：更换控制回路熔断器。更换熔断器时，须将转换开关置于手动状态，更换完成后将转换开关到自动位置。
④电压检测模块检测到高/低电压后未复位：检测电压检测模块指示灯是否亮起，否则拔出三只电压检测模块三相电源保险管。
3.手动电气/机械状态下合不上闸
①合闸线圈烧坏：更换合闸线圈、或联系厂家。凡需开盖维修断路器时，必须将断路器本体移至地面，并释能后进行。 ②未储能：手动储能后在按机械合闸按钮。
③有跳闸信号输入：正常情况，禁止合闸。
4.框架断路器跳闸后，合不上闸
①信号未复归：复归机械信号按钮。
②故障未解除：再次保护跳闸，禁止合闸。
5.塑壳断路器合不上闸
①跳闸后未复归：反时针旋转操作手柄至-45°后，重新合闸。
②断路器的传动方轴未插入外部手柄：重新调整传动方轴的长度，使其插入操作手柄内，重新合闸。
③断路器内部机械故障：更换该断路器、或联系厂家。
④保护跳闸：正常情况，禁止合闸。
6.框架断路器电气状态下不能分闸
①控制回路转换开关未置于手动或就地位置：将控制回路转换开关置于手动或就地位置，重新分闸。
②控制回路失电：检查控制回路熔断器是否熔断，更换已烧坏的熔断器。
③分励线圈烧坏：更换分励线圈、或联系厂家。凡需开盖维修断路器时，必须将断路器本体移至地面，并释能后进行
④断路器内部机械故障：联系厂家。
7.仪表液晶屏幕不显示或不显示实际数据
①仪表辅助电源丢失：恢复仪表辅助电源。
②仪表背后插件松动：将插头重新插紧。
③仪表故障：更换该表，重新输入通讯地址和电流变比。
④电流回路试验端子连接片松动或取样熔断器熔断：拧紧连接片，更换已损坏的取样熔断器
8.指示灯不亮但触摸屏有指示
①熔断器熔断：更换熔断器。
②指示灯故障：更换指示灯。
9.红色指示灯不亮且触摸屏有分位指示
①熔断器熔断：更换熔断器。
②断路器内部辅助点损坏、或扩展继电器损坏：更换辅助点或扩展继电器，凡需开盖维修断路器时，必须将断路器本体移至地面进行。
三相多功能仪表通讯中断：复位该馈线回路多功能仪表或检查多功能仪表接线是否松动。
结束语
高速铁路中低压开关柜的工作状态十分重要，容易发生故障。低压开关柜的故障有很多种存在形式，总之，操作人员要结合长期经验，善于发现问题的关键，找出发生故障的原因，在最短的时间内让设备恢复正常。
参考文献
[1] 曾俊峰. 低压开关柜设备的可靠性分析研究[J]. 硅谷. 2010（13）
[2] 刘占军. 开关柜、控制柜、电气传动控制装置测试[J]. 科技风. 2012（08）