摘要：分析城市轨道交通直流框架保护动作原因，制定相应的预防措施，以尽可能地降低框架保护动作的风险，包括框架保护误动作可能性。
关键字：城市轨道交通、牵引供电、直流框架保护
0 引言
在城市轨道交通直流牵引供电系统中，为了防止直流牵引供电设备内部绝缘降低时造成设备危害而设置了直流系统框架泄漏保护，该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[ 庞开阳.高劲.直流牵引供电系统框架保护的运行分析及探讨[J].地铁科技，2002(2).]。本文从实用角度出发，详细分析了直流牵引供电系统框架保护动作的原因及探讨了相关预防措施及处理方法。 1框架保护动作的原因及大致分类
（1）接触网断线或短路、接触网有闪络或局部持续放电、以及取流大、负回流系统电阻过高等原因导致的轨电位异常偏高，而轨电位限制装置又不能正常动作，此时电压型框架保护可能动作； （2）鼠害或其他动物引起框架和正极短路，其他原因（如柜顶落物、柜内金属导体松脱、主回路与框架间绝缘下降等）导致的框架与DC1500V正极、负极、整流器柜内AC1080V相线间短路，此时电流型框架保护可能动作；
（3）检修人员在进行与牵引整流系统相关的检修作业时，误将负极与框架短路，此时电流型框架保护可能动作；
（4）检修人员在进行与牵引整流系统相关的检修作业时，误将开关柜内二次回路的AC220V回路、DC110V回路与框架短路，此时电流型框架保护可能动作；
（5）电流型框架保护的采样回路接线（如分流器二次线）松脱，此时电流型框架保护可能动作；
（6）框架保护的采样回路元器件或保护模块（如电流变送器、分压器、电压变送器、S7-
双合金螺杆300保护模块）故障，导致电流型或电压型框架保护误动作；
（7）DC1500V开关在切断大电流（如近端短路）时电弧因某种原因溢出灭弧罩，触碰上框架（相当于框架和正极短路），此时电流型框架保护可能动作；
（8）其他可能的原因导致的框架保护动作。
2 框架保护动作的原因详析及其预防
2.1原因1
接触网断线或短路、接触网有闪络或局部持续放电、以及取流大、负回流系统电阻过高等外部原因导致的轨电位异常偏高，而轨电位限制装置又不能正常动作，此时电压型框架保护可能动作。
原因详析：
外部原因导致的轨电位异常偏高，人为因素是无法实现的，轨电位偏高但轨电位限制装置又不能正确动作，将导致电压型框架保护动作或报警。因此，确保轨电位限制装置的可靠
保护及其刀闸可靠动作是非常重要的。
预防措施：
（1）定期对轨电位限制装置进行维护，确保轨电位限制装置刀闸不卡滞、不拒动。轨电位限制装置的固有机械动作时间在正常范围（170ms左右）内；
（2）确保轨电位限制装置的“U>90V”的延时动作功能的动作电压不高于90V（其延时加接触器的固有机械动作时间应不高于电压型框架保护第一级跳闸电压的延时，以防轨电位超过电压型框架保护第一级跳闸电压但尚未达到轨电位限制装置的U>>150V定值时，电压型框架保护先动作），因此，需定期对保护装置进行保护功能校验；
碱性水机（3）确保轨电位限制装置的U>>>600V功能正常，在轨电位达到动作定值时，晶闸管应能正常导通，需定期对晶闸管回路相关元件进行测量和维护；
2.2原因2
鼠害或其他动物引起框架和正极短路，其他原因（如柜顶落物、柜内金属导体松脱、主回
路与框架间绝缘下降等）导致的框架与DC1500V正极、负极、整流器柜内AC1080V相线间短路，此时电流型框架保护可能动作。
吹管系数原因详析：
由于电流型框架保护是无延时的，且其动作值仅有35A，因此当DC1500V正极、负极（正常运行时，轨电位并不为零。当负极与框架短路时，则其电流等同于钢轨电位限制装置在合位时的电流，此时电流可达上千安以上）、整流器柜内AC1080V相线对框架短路时，电流型框架保护会先动作。
预防措施：
（1）做好变电所房间的封堵工作，防止老鼠、蛇等小动物进入变电所。定期放置和更换鼠药，做好变电所的防鼠工作；
（2）检查牵引整流系统各开关柜顶部，确认柜顶清洁无杂物，特别是不许有细长的金属类杂物，以防其从柜顶网栅落入柜内导致短路；
（3）一次设备维护作业时，确保各柜门、柜体各部分安装牢固可靠，门轴、门锁、锁杆（特别是老线整流器柜柜门的锁杆）等联接牢固可靠无松脱；
（4）一次设备维护作业时，要特别注意做好对各直流开关柜、整流器柜、负极柜等柜柜内设备各金属构件的紧固工作，以防止设备金属构件接触不良烧断或松脱导致的与框架短路；
（5）在对牵引整流系统设备预防性试验作业时，要确保各柜内带电部分与框架之间绝缘良好。
2.3原因3：
在进行与牵引整流系统相关的检修作业时，误将负极与框架短路，此时电流型框架保护可能动作。
原因详析：
各直流开关柜和负极柜内负极母排和框架母排相距极近，且各柜内空间狭小，因此在以上
柜内作业时，容易导致负极与框架短路。例如挂地线时地线头短接负极母排和框架母排，拆接电缆时扳手等金属工器具短接负极母排和框架母排，或在车厂变电所测量上网电缆绝缘时，扳手短接正极电缆和框架母排（检修状态下，室外临时地线挂在接触网和钢轨之间，因此这种情况实际上也是负极与框架短路），都可能会导致电流型框架保护动作。
在正线或车辆段变电所作业，而正线或车辆段并未全线或全部停电，此时钢轨上仍会有电压，因此要特别注意勿导致负极与框架短路。
预防措施：
（1）在直流开关柜内作业时，作业前务必合上轨电位（车辆段内轨电位在室外，可不合轨电位，但务必做到后面几项预防措施）。
（2）在直流开关柜内作业挂接地线时，地线的接地端务必接入室内接地母排上，而不能接在负极母排上。
（3）在有框架的柜内作业时，所有作业工具的金属裸露部分必须做好绝缘处理（缠上一层绝缘胶布）。
（4）在有框架的柜内作业时，作业前先在该柜框架母排上大致铺上一层绝缘物（如绝缘手套、塑料薄膜等）。
2.4 原因4
在进行与牵引整流系统相关的检修作业时，误将开关柜内二次回路的AC220V回路、DC110V回路与框架短路，此时电流型框架保护可能动作。
原因详析：
（1）设置框架保护的各柜内的AC220V回路主要用于柜内加热。由于AC220V回路的零线接地，因此，当火线碰上框架，则会有短路电流流过电流型框架保护的分流器；
（2）一般DC110V回路单极碰上框架（接地）不会导致短路。但另一极也有接地现象或绝缘严重下降时，则有可能短路并导致框架保护动作；
预防措施：
在直流开关柜内作业拆除二次线端子时，务必对拆除的二次线端子做好绝缘包扎，同时记
录下端子号，以防短路。
2.5原因5
电流型框架保护的采样回路接线（如分流器二次线）松脱，此时电流型框架保护可能动作。
原因详析：
因为电流型框架保护的分流器二次侧mV级的电压，电流型框架保护的35A定值，折算到分流器（1000A/150mv）的二次侧只有5.25mV。当分流器二次侧断线或接触不良时，则柜内其他带电系统对其的感应电压将会远超5.25mV，此种情况下将很大机率导致电流型框架保护将会动作。
预防措施：
任何作业拆除该线后均要及时恢复接线，并确保接线紧固，接触良好。
号码池
2.6原因6
框架保护的采样回路元器件或保护模块（如电流变送器、分压器、电压变送器、S7-300保护模块）故障，导致电流型或电压型框架保护误动作。
原因详析：
框架保护的采样回路元器件故障时，将会向保护模块（S7-300）发出错误的采样信号；S7-300保护模块本身故障时，也可能会导致框架保护误动。
预防措施：
手机防盗锁（1）日常巡检时加强对以上器件、模块的检查。
（2）保护校验时加强对以上器件、模块的校验检测。
2.7原因7
DC1500V开关在切断大电流（如近端短路）时电弧因某种原因溢出灭弧罩，触碰上框架（相当于框架和正极短路），此时电流型框架保护可能动作。
原因详析：
铁水包
电弧本身很轻，轻微气流的扰动都可能导致电弧的拉长、变向，在关断电流很大或柜内（与电缆层）密封不严透风的情况下，电弧有可能不能完全进入灭弧罩或溢出罩外，并触碰上框架。另外，小车的灭弧结构不合理也可能导致此类情况的出现。
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