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摘 要：本文针对南广线开通以来宾郁段接触网隔离开关因电动机构保护器误动作无法操作的故障隐患，发现电动机构保护器极易受环境影响而误动作，将南广线宾郁段接触网远动隔离开关机构箱电机保护器改用ABB S202 K3型号的空气开关，能有效提高接触网隔离开关动作的可靠性。
关键词：接触网隔离开关；电动机构保护器；环境湿度；空气开关
中图分类号：U224.9 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0082-02
南广线宾郁段共25个牵引所亭（含3个网开关站），合计184台接触网隔离开关，其操作机构通过GDH电机保护器对电机进行保护。当隔离开关刀闸、传动连杆出现卡滞，电机出力变大，回路电流增加，引起GDH保护器动作，切断电机电源，避免电机长时间过负荷工作烧损。接触网远动隔离开关作为高铁接触网供电抢修切断故障区段、更改供电方式的重要应急设备，是缩短接触网故障停时至关重要的手段，必须确保其可靠、稳定的运行。
1 存在问题
自2014年4月底南广线开通至2015年8月宾郁段接触网隔离开关检修测试过程中共发现34起因电动机构保护器误动作造成隔离开关无法操作的故障隐患（见表1）。其原因是接触网远动隔离开关机构电机保护器受环境湿度影响后，参数（易）发生变化，电机保护器误动作，切断电机控制回路，导致隔离开关无法正常操作。同时通过对比方可得出，随着时间的推移，GDH越来越不稳定，接触网隔离开关拒动的故障隐患不断增加，如果不对GDH进行改造，将严重影响供电可靠性。为使接触网隔离开关能正常稳定的分、合闸，减少接触网隔离开关拒动带来的安全隐患。因此，需要对接触网隔离开关控制回路进行改造。统计数量如表1。2 原因分析
接触网隔离开关拒动后，检修人员对电机、隔离刀闸行程、触头、传动杆、转动轴、二次接线回路等设备进行试验、检查，结果显示各项参数均正常。而电动机构保护器（GDH）指示灯常亮，表示GDH处于动作状态，GDH切断电机控制回路，造成隔离开关无法操作，更换GDH后上述开关操作正常。
如图1所示，改造前隔离开关控制原理图中，GDH电动机构保护器线圈串接在电机电源回路，当电机过载或过载保护器因其他原因动作后将切断电机控制回路（南广线GDH采用GDH-I 370W DC110-220V AC220V；电机采用370W/220V三相异步电机）。而电机机构保护器动作后无任何报警信号，隔离开关处于不可控制状态却无法通过主站巡视发现，存在很大的安全隐患。经对隔离开关进行检查、测试，发现GDH误动作原因是由于其受环境温湿度影响，参数发生变化，动作太过灵敏，电动机构保护器误动作导致接触网隔离开关拒动。
3 措施实施
3.1 对S202 K3空气开关进行理论分析
经过对电动机构保护回路进行认真的研究、设计计算和试验，确认ABB公司的S202 K3空气开关的保护动作曲线完全可以覆盖操作机构的过电流保护（热脱扣）、短路保护（电磁脱扣）：电动机构额定电流3A，启动电流5A。如图2所示。
因此采用ABB S202 K3空气开关取代电动机保护器，既能消除故障隐患，又能当电机故障或机构卡滞时发出故障信号，便于运行人员及时发现隔离开关隐患并处理，科学合理。
3.2 对S202 K3空气开关进行实测
试验过程中，测量隔离开关在正常分合闸时启动电流为5.2A，正常运转时电流2.58A，而开关完全卡滞时（电机最大出力）运转电流为7.8A。ABB S202 K3空气开关的开关特性完全满足电机启动和正常运转时的工作情况，不会造成空开误分闸，隔离开关能正常分、合闸，实测机构卡滞时（7.8A电流），ABB S202 K3在30s后跳闸，经过检查，电机各种性能均正常，满足异常情况下保护电机的要求。因此，建议取消电动机构保护器（GDH），改用ABB S202 K3空气开关电机进行保护。一旦隔离开关卡滞或电机发生故障，ABB S202 K3空气开关动作跳闸，切断电机回路，同时空气开关的辅助触点闭合，产生机构故障（失电）的信号，通过远动装置上传到调度主站，有利于及时发现隐患并处置。
3.3 对S202 K3空气开关改造实施
改造后隔离开关控制原理图如图3，改造过程中检修人员需要确认电机保护器控制回路，如图4。并将S202 K3空气开关安装到电机保护器控制回路中，如图5。改造前和改造前的设备如图6、图7。
4 对接触网隔离开关电机保护回路改造后设备运行情况及达到的效果
2015年9月3日远动组完成贵港变电所上网隔离开关电机回路改造。2015年9月7日9：55贵港变211馈线跳闸，重合不成功，9：57供电调度远动操作分开3101F远动隔离开关，9：59调度远动合211馈线断路器恢复接触网供电，从发生故障到恢复供电只耗时4min。武林变电所自2015年9月接触网隔离开关电机保护回路改造后，再未出现过电机控制回路误动造成隔离开关拒动的情况。
实践证明，把隔离开关机构箱电机回路电动机构保护器更换成ABBS202K3型号的空气开关后，提高了接触网隔离开关分、合的可靠性。
南广宾郁段共有25个变电所184台电机控制回路保护器需改装成ABBS202K3型号空气开关，改装完成后该项节省材料成本费、故障抢修维修费及节约其他费用全年节约费用18.24万元；2016年1～8月南广线跳闸重合不成功7次，以2014年“7.19”南宁东接触网故障为例，接触网跳闸抢修耗时208min，以平均每次抢修耗时200min计算，故障停时原来的200min缩短到5min，可减少故障停时（200-5）·7=1365min（22.75h），可增加33列列車通过，安全效益和经济效益不可估量。
收稿日期：2018-4-10
作者简介：王国欢（1989-），男，助理工程师，本科，主要从事铁道供电管理工作。
关键词：接触网隔离开关；电动机构保护器；环境湿度；空气开关
中图分类号：U224.9 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0082-02
南广线宾郁段共25个牵引所亭（含3个网开关站），合计184台接触网隔离开关，其操作机构通过GDH电机保护器对电机进行保护。当隔离开关刀闸、传动连杆出现卡滞，电机出力变大，回路电流增加，引起GDH保护器动作，切断电机电源，避免电机长时间过负荷工作烧损。接触网远动隔离开关作为高铁接触网供电抢修切断故障区段、更改供电方式的重要应急设备，是缩短接触网故障停时至关重要的手段，必须确保其可靠、稳定的运行。
1 存在问题
自2014年4月底南广线开通至2015年8月宾郁段接触网隔离开关检修测试过程中共发现34起因电动机构保护器误动作造成隔离开关无法操作的故障隐患（见表1）。其原因是接触网远动隔离开关机构电机保护器受环境湿度影响后，参数（易）发生变化，电机保护器误动作，切断电机控制回路，导致隔离开关无法正常操作。同时通过对比方可得出，随着时间的推移，GDH越来越不稳定，接触网隔离开关拒动的故障隐患不断增加，如果不对GDH进行改造，将严重影响供电可靠性。为使接触网隔离开关能正常稳定的分、合闸，减少接触网隔离开关拒动带来的安全隐患。因此，需要对接触网隔离开关控制回路进行改造。统计数量如表1。2 原因分析
接触网隔离开关拒动后，检修人员对电机、隔离刀闸行程、触头、传动杆、转动轴、二次接线回路等设备进行试验、检查，结果显示各项参数均正常。而电动机构保护器（GDH）指示灯常亮，表示GDH处于动作状态，GDH切断电机控制回路，造成隔离开关无法操作，更换GDH后上述开关操作正常。
如图1所示，改造前隔离开关控制原理图中，GDH电动机构保护器线圈串接在电机电源回路，当电机过载或过载保护器因其他原因动作后将切断电机控制回路（南广线GDH采用GDH-I 370W DC110-220V AC220V；电机采用370W/220V三相异步电机）。而电机机构保护器动作后无任何报警信号，隔离开关处于不可控制状态却无法通过主站巡视发现，存在很大的安全隐患。经对隔离开关进行检查、测试，发现GDH误动作原因是由于其受环境温湿度影响，参数发生变化，动作太过灵敏，电动机构保护器误动作导致接触网隔离开关拒动。
3 措施实施
3.1 对S202 K3空气开关进行理论分析
经过对电动机构保护回路进行认真的研究、设计计算和试验，确认ABB公司的S202 K3空气开关的保护动作曲线完全可以覆盖操作机构的过电流保护（热脱扣）、短路保护（电磁脱扣）：电动机构额定电流3A，启动电流5A。如图2所示。
因此采用ABB S202 K3空气开关取代电动机保护器，既能消除故障隐患，又能当电机故障或机构卡滞时发出故障信号，便于运行人员及时发现隔离开关隐患并处理，科学合理。
3.2 对S202 K3空气开关进行实测
试验过程中，测量隔离开关在正常分合闸时启动电流为5.2A，正常运转时电流2.58A，而开关完全卡滞时（电机最大出力）运转电流为7.8A。ABB S202 K3空气开关的开关特性完全满足电机启动和正常运转时的工作情况，不会造成空开误分闸，隔离开关能正常分、合闸，实测机构卡滞时（7.8A电流），ABB S202 K3在30s后跳闸，经过检查，电机各种性能均正常，满足异常情况下保护电机的要求。因此，建议取消电动机构保护器（GDH），改用ABB S202 K3空气开关电机进行保护。一旦隔离开关卡滞或电机发生故障，ABB S202 K3空气开关动作跳闸，切断电机回路，同时空气开关的辅助触点闭合，产生机构故障（失电）的信号，通过远动装置上传到调度主站，有利于及时发现隐患并处置。
3.3 对S202 K3空气开关改造实施
改造后隔离开关控制原理图如图3，改造过程中检修人员需要确认电机保护器控制回路，如图4。并将S202 K3空气开关安装到电机保护器控制回路中，如图5。改造前和改造前的设备如图6、图7。
4 对接触网隔离开关电机保护回路改造后设备运行情况及达到的效果
2015年9月3日远动组完成贵港变电所上网隔离开关电机回路改造。2015年9月7日9：55贵港变211馈线跳闸，重合不成功，9：57供电调度远动操作分开3101F远动隔离开关，9：59调度远动合211馈线断路器恢复接触网供电，从发生故障到恢复供电只耗时4min。武林变电所自2015年9月接触网隔离开关电机保护回路改造后，再未出现过电机控制回路误动造成隔离开关拒动的情况。
实践证明，把隔离开关机构箱电机回路电动机构保护器更换成ABBS202K3型号的空气开关后，提高了接触网隔离开关分、合的可靠性。
南广宾郁段共有25个变电所184台电机控制回路保护器需改装成ABBS202K3型号空气开关，改装完成后该项节省材料成本费、故障抢修维修费及节约其他费用全年节约费用18.24万元；2016年1～8月南广线跳闸重合不成功7次，以2014年“7.19”南宁东接触网故障为例，接触网跳闸抢修耗时208min，以平均每次抢修耗时200min计算，故障停时原来的200min缩短到5min，可减少故障停时（200-5）·7=1365min（22.75h），可增加33列列車通过，安全效益和经济效益不可估量。
收稿日期：2018-4-10
作者简介：王国欢（1989-），男，助理工程师，本科，主要从事铁道供电管理工作。