V上官明珠
南京地铁运营有限责任公司 江苏南京 210012
摘要：地铁中的低配电系统主要是为地铁车站内（0.4KV及以下）的动力、照明等用电系统提供电力，以确保低压设备功能系统能够正常运行。所以低配电系统是地铁运行的关键所在，为了能够更加合理的利用电力，维护人员需要做好地铁低配电系统运营的维护。本文即将针对地铁低压配电系统中常见的故障进行分析，并提供相应的保护措施。
关键词：低压配电系统；地铁；故障分析
城市在发展过程中，为了能够提高交通的运营能力，缓解地上交通，地铁的建设已经成为城市建设中重要的一个项目。但是城市地铁运营过程中需要消耗大量的能源，为了能够确保地铁运营线路的稳定，则需要不断地加强对设备的维护力度，以此避免出现严重的事故。
一、地铁低压配电系统的模式
随着城市的发展，地铁已经成为人们出行必要的交通工具。地铁车站多、设备繁杂，其中地铁低配压电系统中主要是分线路与母线电源支配所有运行，而两者也是分开运行，双方都是在运行的过程中承担自己的电压负荷[1]。若是电压出现任何的故障，则两路电源可以通过断开或是闭合的方式控制故障。
其次，地铁低压配压电系统也会根据用电性质的不同分为降压变电所组成的照明动力供电系统以及牵引变电所为主的牵引供电系统。其中降压变电所在地铁运营过程中主要支持0.4KV及以下照明、动力等的电源来源，而牵引变电所适用的范围是为地铁车辆运行提供适应的电源。
二、地铁低压配电系统中存在的故障
1.漏电
漏电是低压配电系统中常见的故障之一，漏电形成的原因是导体之间产生的电流，或是导体与地面之间产生的电流而形成的，同时也是因为导体外部绝缘材料的绝缘能力下降有直接性的关系。在漏电情况出现之后，若是出现微小的漏电情况一般都是因为电气设备其绝缘层与电容之间存在漏电情况。而当电气设备外部绝缘出现严重损坏的时候，则会出现比较严重的非正常漏电。这个时候工作检修人员需要寻找到故障点、线路接地点，及时处理漏电故障。
2.短路
在地铁低压配电系统中短路故障产生的原因多数为线路环境、湿度、腐蚀度等，其造成电气设备以及线路绝缘层受到严重破坏、线路严重老化等情况，当导体所带电流严重超负荷的时候，就会出现绝缘层被破活或出现击穿现象，从而造成短路。短路故障中，单向对地短路出现概率较高，产生影响最小，而三相短路出现频率较低，但是影响较大。
下面将以单向对地短路情况为例子进行分析。这种短路在地铁低压配电系统中产生的时候所展现的是非对称的，若是用A来对单向对地短路进行例举，则故障点的边界条件用公式表示为：
转换为对称分量的关系为：
通过以上公式能够得出，若是以A为基准相，地铁低压配电系统的复合序网则为：
3.过负荷
在地铁低压配电系统运行中，因为电气设备导体存在电阻，当电流经过导体时，电流过大就会让导体出现高热情况，这样实际导体线路中的电流会因为过大而超出保护安全值范围，从而造成超负荷运转[2]。在超负荷运行的环境中，导体因为过热会让绝缘的能力下降，但是因为电气配备已经安装了相应的保护装置，所以在导体超负荷运转的时候保护装置会自动切断电源，这样当设备出现过负荷运转的时候就不会影响到其他的系统。但若是导体经常出现过负荷运转，则线路老化的程度会加快，严重影响低压配电系统的使用年限。
4接触电阻大
在低压配电系统运行的过程中，因为接触不良造成的事故也是频发事故原因
之一，电气设备、断路器设备等运行的过程中会因为连接不当而造成电阻过大，电阻值不断攀升，这样会产生大量的热能，若是数值超过一定范围就会使线路以及设备的外部金属融化，绝缘层温度过高，从而引发严重的自燃，若是维护人员没有及时的发现，自燃现象就会点燃周围的物品而产生严重的火灾。
5.电火花
低压配电系统中输电线在运行的时候会因为两级所释放的能量而产生电火
花，若是输电线比较密集的地区则电火花的温度就会越高，这种情况及容易点燃周边的易燃物，从而造成人员伤亡和经济损失。电火花的形成是一种放点过程，电火花出现的时候其相应的介质也会被电火花所击穿，这个时候两极之间的电阻以及电压会出现迅速下降。为此，工作人员应该及时的对输电线路进行排查避免产生的电火花造成更大的危险。
三、地铁低压配电系统中保护方式的选择
为了能够保护地铁低压配电系统可以正常运转，并保证地铁内人员与电气设备的安全，低压配电系统保护接地在其中起到了非常重要的作用，其能够避免出现触电事故，也能够有效的避免电气设备的损坏。其中保护方式一共有两种：一种就是接地保护方式，另一种也是接零保护方式。
首先，这两种低压配电系统的保护方式在原理上有所不同。接地保护方式，
所采用的是制定泄漏电流安全保护阈值的方式，在针对低压配电系统运行监测时，若是发现电气设备所泄漏的电流值过大已经超出保护定值的时候，所使用的保护装置则会自动切断电源。接零保护方式，所采用的方式是通过对电气设备外部绝缘层的情况监测进行判断，若其绝缘情况下降，就会造成单相短路，从而形成短路电流，这个时候保护装置则会切断电源，起到保护设备的目的。
其次，这两种保护方式在实际适用范围上有所不同，而且运行中其负荷
分布差异、以及密度的差异也有很大的不同。在我国地铁建设中经常使用的低压配电系统一般都是TN-C或是TT系统，其中TN-C则是接零保护方式，而TT系统则是接地保护方式[3]。
两种保护方式所使用的线路结构不相同。在接地保护方式中，主要是
以相线和中性线为主，系统采用的是三相动力符合负载时，地铁所使用的电气设备与地面接触良好，则仅仅需要采用相线即可，不用采用中性线。而接零保护方式中，则必须要使用中性线，因为当接零保护运行中其中性线都是独立进行布线的，要求其进行多点接地。
结语：低压配电系统是地铁运行中非常重要的一项环节，所以地铁建设和维护的过程中，针对低压用电设备的技术以及设计的要求也非常高，为了避免设备在运行中出现问题，则需要有效地了解到不同故障出现的情况以及原因，寻找有效的保护方式，让低压配电系统能够正常运行，保证地铁低压设备正常运转。
参考文献：
[1]马娟.地铁低压配电系统中保护配合问题分析[J].建筑工程技术与设计.2015（34）
[2]张圣华.地铁低压配电系统中节能问题的思考[J].工业B.2016（6）：00213-00213
[3]刘芳芳.智能低压配电系统在地铁中的应用问题分析[J].大科技.2015（12）：283-283
论文作者:上官明珠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
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