摘要：地铁用电量是非常巨大的，作为地铁正常运作的重要支撑部分，其故障发生带来一定的负面影响。本文主要对A\B地铁线路的交流电故障进行分析，提出解决措施，避免往后此类故障的发生。
关键词：城市轨道；供电系统；交流送电；故障；措施
前言
地铁采用集中供电模式，环网电缆连接变电所逐所送电，不能越所带电，因此，中间任何一个环节出现故障均会影响到送电进程。
一、地铁各变电所送电流程
二、地铁供电故障案例与措施
（一）主变电站至正线变电所环网电缆相序（A相、B相电缆接反）错误故障：在B线A站主变电站向B站变电所电缆送电后核相，发现A相、B相电缆接反，当时送电组有人提议继续送电，可将此处的相序按错误的相序记住倒着核，但这将会引起相序混乱，尤其影响电源备投最终导致设备故障或威胁人身安全。
解决方案：暂停送电，做好防护措施，让施工人员倒完相序后再行送电。此类问题应发现一处，纠正一处。
避免方法：试验人员完成电缆试验，并用油漆笔在电缆头1m外标示相序，安装人员严格按标示对应安装。
（二）电缆屏蔽层未接地故障
A线从A站变电所2#馈线柜向B站变电所2#进线电缆送电时，A站35kV开关柜的电缆室听到有嗞嗞的异响，按程序立即分闸，经排查为电缆屏蔽层未接地。
根据《电力工程电缆设计规范》（GB50127-2007），第4.1.19条电力电缆金属护层必须直接接地。4.1.11条规定交流系统单芯电力电缆金属层接地方式的选择，应符合下列规定：
1线路不长，且能满足本规范第4.1.10条要求时，应采取在线路一端或中央部位单点直接接地。
2线路较长，单点直接接地方式无法满足本规范第4.1.10条要求时，水下电缆、35kV及以下电缆或输送容量较小的35kV及以上电缆，可采取在线路两端直接接地。
此次事故是因施工人员疏忽未按设计要求造成该端电缆屏蔽层未接地而引起的。
解决方案：做好停电作业防护措施，对电缆放电后，将该电缆屏蔽层做接地。
避免方法：除施工按设计要求规范作业外，还应加强复查、验收。
（三）电缆中间区段出现故障
A线A站至B站区间送电后几个小时出现跳闸，差动保护动作，经查A站馈线柜C相电流为800A，确认是C相电缆接地故障。
解决方案：先拆除该相的电缆插拔头，用绝缘表进行校验确认接地故障。再采用电缆故障仪初步测距，同时增加了采用高压脉冲放电法，结合轨道车上人工巡检的方法来进行故障点定位。
当电缆有故障点时，其故障点处绝缘通常较低，采用电缆故障仪发生高压脉冲放电，在电缆故障点处产生击穿放电，同时隧道内高压放电声响频率较高，具有很强的指向性，只要故障电缆有放电发生，在200m左右就能听见，很快就能准确地查出电缆的故障点。发现是人为使用钻头故意钻出个小孔，破坏了电缆的绝缘层而造成的故障。
避免方法：严格电缆敷设工艺，严禁拖地或强接硬拖方式，同时要加强已敷设电缆的成品保护和巡检工作，避免人为破坏。
（四）CT极性接反故障：B线光纤差动保护采用西门子7SD610装置，A线光纤差动保护采用ABBRED615装置，两条线路在送电时均出现CT极性接反的故障。如B线A站主变电站向C站变电所送电后，冲击送电C站动力变压器时，出现C站35kV进线开关柜和A站主变电站馈线柜开关跳闸。经查发现，C站光纤纵差保护动作。光纤纵差保护是电缆线路保护的主保护，其动作原因通常有四种：①电流互感器极性二次接线松动（开路很危险）；②电流互感器极性接反；③环网电缆故障；④电流互感器相序错误。
解决方案：对上述本所①、②、④二个问题一一排查，和对该环网电缆进行巡视检查均未发现问题。后进入A站主变电站查看对侧电流互感器极性，与图纸比对后，发现主变电站电气安装单位调试时将此侧电流互感器极性接线颠倒（通常设各出厂后，极性接线不再变），后由厂家人员采用修改软件程序方法子以修正。
相比A线的送电情况，A线因CT极性问题送电一直不顺畅，给送电进程造成极大的阻碍。
地铁供电系统采用环网供电模式，即每一供电分区从上一级或前一级变电所出线柜向下一站变电所进线柜供电，上端的出线柜和下端的进线柜采用电缆连接，差动保护。
从A主变电站向第四、第五、第六供电分区的D站降压所、C站降压所、B站牵引降压混合所送电时，都分别出现变压器送电时差动保护启动，跳闸本级进线及上级出线柜断路器，第一次跳闸后，厂家技术人员现场检查发现极性接反，对H22柜差动极性进行调换。
由于厂家技术人员有限，送电任务紧急，发现是设备出厂问题后，未向送电小组汇报具体原因，利用送点间隙组织工厂几名售后人员在后面陆续更改，结果出现送电小组继续往前送电，售后人员在后面或前面更改的情况，送后又不断出现跳闸且一直跳到主变电站馈线柜的故障。发现此问题后，再次出现故障后立即组织所有参加送电人员，集体分析认为，出线端差动保护装置没有电流，本次为差流引起的跳闸，原因为售后人员调换极性后，没有随之更换出线柜的接地线，导致电流通过地被短接。
故障原因分析清楚后，送电小组暂停工作，由售后技术人员分两组分别去掉一组接地，工作完后接着送电，未再出现故障。
避免方法：GIS工厂设计人员一定要对CT极性进行统一要求，严格出厂试验，将CT极性问题尽可能在工厂内解决。现场试验应用适合本供电系统的试验方法校核CT极性。
（五）变压器冲击跳闸
地铁A、B线变压器空载合闸时，均出现励磁涌流引起保护动作断路器跳闸。
变压器正常运行时的励磁电流很小，一般不超过额定电流的1%，在外部故障时，由于电压降低，励磁电流也减小，所以它的影响就更小，因此在实际整定时不予考虑。但当变压器第一次冲击合闸受电时，可能出现很大的励磁涌流，最大可达变压器额定电流的5~20倍，引起保护误动作。
第二种是过流整定值足够，但整定时间不足，A线的保护动作整定时间为0.3s，通常变压器受电瞬间的励磁涌流衰减速度非常快，一般0.2~0.5s可以衰减到1~2倍额定电流，所以通常此保护动作时间整定到0.2~0.5s均可，但每台变压器均因工艺和内阻不尽完全相同，当整定时间为0.3s时，有的变压器可以通过，有此变压器则无法越过，在不能越过的变压器冲击时，将其定值修改为0.5s，基本能躲过涌流。该定值也不能盲目放大，否则当出现故障时保护盲区时，造成事故。
解决方案：在变压器冲击时出现跳闸故障后，调出保护动作记录，认真分析跳闸原因，如因容量计算整定值不足时可当场由设计复核计算，确定整定值大小，并修订保护定值。对于动作时间不足情况可适当修改定值，并在变压器正常运行后恢复原设计整定时间值。
避免方法：设计在计算定值时，需要准确的变压器容量，通常变压器容量会因物业开发变化或其他专业设各用电容量发生变化时产生变更，因此保护定值计算要注意使用最终变压器容量。安装调试试验人员在得到定值后需要进行认真复核，核对后与现场设各容量不一致时及时提出，经设计核定后及时子以修正。
（六）动力变压器与0.4kV低压柜连接处绝缘处理不当出现故障
B线在冲击动力变压器时，低压进线柜出现剧烈的暴破声，高压馈线柜开关跳闸，经查为速断保护动作，现场查看低压柜室出现冒烟，打开低压柜后门后检查低压柜的B相、C相间掉入一屋顶装修使用的接线盒，将B相、C相短接。
解决方案：做好停电作业防护措施，拆除与低压柜上端的母线槽连接，低压柜的开关底座已烧损，待厂家重新发货后进行更换。
避免方法：做好成品和半成品的保护，规范作业，严防杂物落入，同时在送电前要做好检查和绝缘电阻测试，履行送电签认手续。
三、结束语
目前国内城市轨道交通建设正在快速发展，供电系统作为城市轨道交通中运行基础，其重要性不言而喻，文中分析总结的地铁送电故障处理方法，可能在其他城市轨道交通中只占其中一部分，亦或仍有其他发生的故障未在其中之列，但通过文中的分析可相互借鉴经验，吸取教训，为以后的建设运营提供有益参考。
论文作者:练俊宏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
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