(南宁轨道交通集团有限责任公司 广西南宁 530031)
摘要:本文介绍了地铁DC 110V系统绝缘异常的定义、原理及危害,指出某地铁线路DC 110V系统出现绝缘异常的原因,并提出相应的解决措施,为此类问题的处理提供思路。
关键词:地铁;DC 110V系统;绝缘异常;
引言
DC 110V系统的功能是为继电保护装置及控制、测量、指示、信号回路等提供直流电源,DC 110V系统绝缘异常通常是指DC 110V系统的正极对地或负极对地之间的绝缘水平低于某一规定值的现象。
地铁DC 110V系统下级所接设备多、回路复杂,其在长期运行过程中可能会受到运行环境、设备老化等因素的影响而不可避免的发生直流接地故障导致其绝缘异常,且设备投运时间越长发生直流接地故障的概率越大,另外地铁DC 110V系统绝缘异常故障具有发生频率高、处理时间长、影响范围大等特点,因此开展地铁DC 110V系统绝缘异常的原因分析、研究,并提出解决思路,对提高供电系统可靠性、保障地铁运营安全具有十分重大的意义。
一、 DC110V系统接地原理及危害
正常情况下,DC110V系统正极对地、负极对地的绝缘均等、电压平衡。当DC 110V系统中有一点接地时,接地极电压下降,非接地极电压升高,此时虽然不会对供电系统设备运行造成直接危害,但存在一点接地故障会极大地降低供电系统的可靠性,所以不允许DC 110V 系统在一点接地工况下长期运行,必须及时采取措施消除故障,否则当另一点接地后,会演变为两点接地故障,此时可能会使信号装置、继电保护装置和控制装置误动作或拒动作,甚至发生直流系统短路,从而造成严重后果。现对DC 110V系统正极、负极两点接地的原理及危害进行简要叙述。
1.同极两点接地原理及危害
当F1点接地时,直流系统为正极接地,若F2点也接地时,系统通过F1、F2两点共同的接地点构成电流通路,使K1继电器线圈得电,从而造成继电器K1误动作,且若继电器K1线圈长期得电,有可能烧毁K1继电器(如图1所示)。
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图1 F1、F2接地故障
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图2 F2、F3接地故障
2.不同极两点接地原理及危害
(1)当F3点接地时,直流系统为负极接地,若F2点也接地时,系统通过F2、F3两点共同的接地点构成电流通路,使K1继电器线圈无法得电,会造成继电器K1拒动作(如图2所示)。
(2)当F1点接地时,直流系统为正极接地,若F4点也接地时,系统通过F1、F4两点共同的接地点构成电流通路,则直流正极和直流负极之间发生短路,会造成熔断器FU1、FU2熔断(如图3所示)。
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图3 F1、F4接地故障
二、案例分析
PSCADA系统后台人机界面 “报警一栏”显示在20分钟内出现15次“DC 110V 系统绝缘异常”报警并恢复(示例如表1所示),直流屏绝缘监测表指针显示正常,中央信号屏的“DC 110V 系统故障”指示灯闪烁。
表1 PSCADA系统后台报警信息
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根据PSCADA系统后台报警信息分析,此类问题一般是由于DC 110V 系统回路设备绝缘不良、本体设备接地故障等引起。在做好安全措施的情况下可采用瞬间停电法来排查绝缘异常问题,即瞬时拉开某直流馈线回路的开关,又迅速合上(切断时间不超过3S),拉开开关时,若接地信号消失,且各极对地电压指示正常,则接地点便在该回路,从而可快速确定发生直流接地的回路,缩短绝缘异常故障处理的时间,但作业前要注意做好安全措施,一人操作、一人监护,避免人为造成直流系统短路或另一点接地,在必要时可提前解除可能造成误动作的保护功能。
经采用瞬间停电法排查,发现引起本次DC110V 系统绝缘异常的原因为35kV 102A开关柜内接地刀闸的846、847辅助接点端子表面及底部积灰较多,该端子安装位置相对隐蔽,使用常规检修工具难以进行深度清洁,属于日常设备检修维护的盲区和难点,在端子长期带电后易通过静电吸附较多灰尘、金属粉尘等物质,使该端子对地绝缘下降,最终导致DC 110V 系统发生绝缘异常故障。对35kV 102A开关柜内接地刀闸的846、847辅助接点端子进行深度清洁后“DC 110V 系统绝缘异常”报警消除。
三、结束语
以上介绍了由于35kV接地刀闸辅助接点积灰导致DC 110V系统绝缘异常的典型案例,借此提醒地铁运营维修部门应采取多种手段对易发生接地故障的部位进行深度清洁和检修,提前做好预防工作。当地铁DC 110V系统发生一点接地时,运营维修部门应引起足够的重视,快速处理接地故障,避免造成两点接地故障的发生。
参考文献
[1]变电站直流系统接地原因分析及对策[J],江西电力,2009,(3)
[2]直流接地系统的危害及查找方法[J],电力系统装备,2004,(4)