地铁车辆高压供电电路过流故障诊断及改进

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   摘要:地铁车辆运行需要靠高压供电来提供助力,如果供电电路发生过流故障,就会影响到铁路车辆的正常运行,一旦铁路并行出现问题,后果将不堪设想。为了有效地避免这种情况的发生,进行高压供电电路过流故障的相关诊断是非常有必要的,铁路工作人员要及时诊断线路过流故障的问题,并且不断探究改进的措施。为了更好地诊断电路过流故障问题,并提出改进措施,本篇文章将对地铁车辆高压供电电路过流故障进行探究,分析存在的问题和需要改进的地方。
   关键词:地铁车辆;高压供电电路;过流;故障诊断;改进措施
  
   引言
   经济社会的发展需要四通八达的交通提供助力,我国的交通运输网越来越密集,交通方式也不断丰富,地铁作为一种高速便捷的交通方式,越来越为人民所欢迎。也正因为地铁的这种优点,地铁部门对于地铁车辆的数量以及运行频率都进行了极大的增加,由此,地铁车辆对于供电的需求也提出了更高的要求。过流故障时不时会发生,使得地铁无法正常运行,从而影响了人们的出行,不利于经济的发展。因此,进行过流故障的诊断以及改进,已经是刻不容缓的事情。
   一、进行故障诊断的意义
   地铁主要是依靠电路电流运行的,如果高压供电电路过流故障发生,地铁部门要及时地做出应对策略,从而将故障带来的消极影响降到最低。按照以往的处理方式,如果工作人员发现链路发生短路故障,一般会采取这样的应急措施:先启动控制地铁主线路的电路器,及时地切断故障地铁车辆的电流,然后还需要触动该电区的断路器,从而以防主线路的电流泄露连累了整個系统的运作。然而,这种处理的方式,是存在比较大的缺陷的,会导致对于发生故障的地铁车辆无法及时锁定,进而也难以对车辆进行详细的检查以及诊断电路过流故障的原因。同时,正常情况下,供电区间的列车并不止一节,地铁工作人员需要对每一节的车进行排查,在排查的过程中需要耗费很多的时间,而且也会给工作人员增加工作量,提高了列车运行的成本。因此,铁路部门要设置相应的故障诊断的设施设备,以便工作人员在进行故障处理的时候能够更加及时和快速,有效地减少他们的工作量[1]。
   二、故障诊断分析
   (一)关于断路器的功能分析
   在牵引变电所中,当需要为供电区间接触以及地铁车辆的设备,进行短路过流故障的保护的时候,是需要借助变电所馈线断路进行工作的。一旦有电路过流故障情况的发生,就会触发电流上升的保护,然后对发生故障的地铁车辆进行诊断。断路器的保护设置,主要有以下两种构成,第一种是瞬间保护,第二种是延时保护,前者主要是在发生比较近的短路故障的时候应用的,后者则是在发生短路故障在中远端的时候应用的,因此,利用这种断路器,能够帮助工作人员处理不同情况下的地铁车辆的故障问题[2]。
   (二)关于过流保护的分析
   铁路车辆的过流保护设备,主要分为两个部分,一部分是高速断路器,另一个则是熔断器,在这里,笔者将以某地铁的一号,二号,五号线中的过流设备进行分析。
   首先,分析高速断路器。如图1,它是分有很多个型号和脱扣整定值的,在这里介绍的这三个地铁线所应用的型号分别是UR6-32S和UR6-32TD这两种,其定值分别是1200A和1800A的。如果断路器保护的部件发生了故障,电流就会上升,并且超过定值,然后导致断路器跳闸。断路器分段的时间和电流的上升率是有很大关系的,如果电流的上升率很大,那么就会导致分段的时间很短,从而也会对系统信息的反馈带来影响。
   其次,分析熔断器。它一般在工作人员进行电路设备的辅助设置的时候被应用,而且每一条线路和每一个设备的都具备有不同的熔断器值,例如,一号地铁线的熔断器的设定值为250A,而辅助逆变器的熔断器则是100A。熔断器的诊断过程是这样的:如果地铁车辆的电路过流发生了故障,并且其电流已经超过了本身设定的保护值,那么,熔断器就会自动熔断,从而保护主线路的照常运行。但是,这种熔断保护是存在一定的缺陷的,当保护被触发之后就会不能恢复,而且熔断器中并没有设置可以监控的电路,这也就导致诊断系统不能够及时的对这个故障进行识别。
   (三)直流馈线与高速的断路器的过流保护的分析
   关于这两者之间的过流保护匹配,虽然他们的运作是比较简单的,但是,这一部分往往是非常难以控制的。如果在高速断路器的保护范围之内,其设备直接发生了断路的故障,促使电流迅速上升至设定的值,然后就会使得电流脱扣被触发,与此同时,保护系统会输出电流馈线跳闸的保护命令,那么,就会使得两个断路器都会发生跳闸。因此,想要让高速断路器首先发生跳闸,并且不会引起变电所断路器的跳闸,是非常难以实现的目标。
   三、诊断的改进策略分析
   为了帮助地铁司机以及其他的地铁工作人员,及时诊断故障,对故障问题进行处理,对诊断进行改进是很有必要的。
   首先,是对于电路和设备的改进策略分析。HD1、HD2、HD3、HD4这四者一起构成了检测装置的中间设备,中间设备与高压箱、受电弓等连接起来,使得受电弓与接触网和变电所的断路器连接,再对变电所进行牵引,从而构成了一个完整的电流检测系统。在安装检测装置的时候,需要把它安装在一个独立的设备里面,进而保证了系统的独立运作。其内部主要是由DH1至DH4四个进行两两的连接,在连接完成之后,在与LH进行连接,而LH又与NH以及X171进行连接,最终形成一个回形的结构。
   其次,是对于诊断逻辑的改进策略分析。当检测装置的电流值达到了设定的条件的时候,就会向控制系统发送诊断的触发命令,并且实时记录故障的数据,然后进行信息的反馈。
   四、结束语
   本篇文章通过对故障诊断的分析,以及诊断改进策略的探究,希望能够有利于提高地铁车辆高压供电电路过流故障诊断的效率,不断改进诊断的方式,更新诊断的技术,从而促进地铁的发展。
   参考文献:
   [1]史志成.地铁接触网方式牵引供电系统开关设置探讨[J].电气时代, 2017(7):47-48.
   [2]于朝霞.地铁供电系统资源共享分析[J].机电信息, 2017, 000(024):120-121.
   (作者单位:苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司)
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