成都地鐵5號線隔離開關(guān)故障分析及處理

馮衛(wèi)江

（中鐵物資集團(tuán)港澳有限公司，四川 成都 610500）

1 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)產(chǎn)品概述

成都地鐵5號線隔離開關(guān)采用成都通力集團(tuán)生產(chǎn)的GWZ型隔離開關(guān)，是DC1500V隔離開關(guān)的成熟產(chǎn)品，引進(jìn)英國MLE技術(shù)，秉承英國地鐵運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)出城市軌道交通專用的優(yōu)質(zhì)隔離開關(guān)。GWZ上網(wǎng)隔離開關(guān)內(nèi)設(shè)有完善的機(jī)械和電氣聯(lián)鎖裝置，通過了國家權(quán)威機(jī)構(gòu)的型式試報告，開關(guān)主回路接線端子采用鍍錫處理、配備防滑墊圈等，端子排具有防銹蝕、防鹽霧、防松動、防霉變功能；電動操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)二次接線端子采用國際或國內(nèi)一線品牌，如菲尼克斯、魏德米勒、瑞聯(lián)等公司優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，端子排具有防銹蝕、防鹽霧、防松動、防觸電、防反安裝、防霉變功能。

2 產(chǎn)品故障描述

2019年某日，成都地鐵5號線大豐停車場調(diào)度發(fā)起送電通知單，大豐停車場5T1、5T2、5T3區(qū)已全部送電。隨后不久場調(diào)報大豐停車場04車運(yùn)行至L6道70#線岔網(wǎng)壓為零，經(jīng)管調(diào)度確認(rèn)大豐停車場5T1、5T2、5T3對應(yīng)斷路器以及隔離開關(guān)均在合位，隨后檢修車間人員到達(dá)5T1供電分區(qū)上網(wǎng)隔離開關(guān)G03處，發(fā)現(xiàn)G03刀閘處于分位，傳動桿向線路側(cè)彎曲，所內(nèi)PSCADA顯示G03處于合位，后值班調(diào)度申請由5T2向5T1進(jìn)行越區(qū)供電，現(xiàn)場確認(rèn)越區(qū)隔離開關(guān)G04合閘，成功越區(qū)供電，5T1供電分區(qū)恢復(fù)供電。

3 故障排查及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

（1）針對上述隔離開關(guān)故障，未停電狀態(tài)下對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)。檢修車間人員發(fā)現(xiàn)G03隔離開關(guān)刀閘處于分位，機(jī)構(gòu)箱合閘行程已完成，后臺顯示合位。G03隔離開關(guān)傳動桿與拐臂的軸銷與托架底座槽鋼卡滯，傳動桿向線路側(cè)彎曲變形，如圖1、圖2所示。

圖1 傳動桿彎曲

圖2 隔離開關(guān)狀態(tài)正常

（2）停電狀態(tài)下的檢查情況。①檢查G03操作機(jī)構(gòu)箱外觀正常，無明顯變形或損傷。檢查機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部二次回路正常，觀察熱繼電器未動作，熔斷器未熔斷；②檢查發(fā)現(xiàn)拐臂軸銷與托架底座槽鋼頂滯，測量頂滯部分軸銷長度2mm，托架底座下部表面有凹坑，寬度2mm、長度10mm；③測量托架底座槽鋼間隙58mm，刀閘底座間隙60mm；④測量拐臂在刀閘底座內(nèi)左右活動量內(nèi)側(cè)6mm，外側(cè)1.5mm；⑤測量轉(zhuǎn)動桿夾套活動量內(nèi)側(cè)0mm，外側(cè)6mm；⑥測量軸銷長度40mm，直徑14mm；⑦測量轉(zhuǎn)動桿長度為3.27m，壁厚3mm，外徑32mm，最大彎曲量165mm，材質(zhì)為鍍鋅鋼管；⑧測量開關(guān)托架底座水平無偏斜，各零部件連接良好，狀態(tài)無異常；⑨梯車巡視檢查5T1和5T2供電分區(qū)接觸網(wǎng)設(shè)備，分段絕緣器主絕緣有弧光灼傷痕跡，其他接觸網(wǎng)設(shè)備無異常。單區(qū)絕緣測試：5T1絕緣電阻為16.4MΩ，5T2絕緣電阻為19.2MΩ，滿足絕緣要求；⑩現(xiàn)場檢查G04、G05、G06、G07托架底座間隙分別為63mm、65mm、61mm、60mm，軸銷與托架底座均無碰撞痕跡，如圖3、圖4所示。

圖3 軸銷頂滯處

圖4 底座凹痕

4 故障原因分析

（1）5T1供電分區(qū)未帶電原因。G03隔離開關(guān)拐臂軸銷與托架底座槽鋼底面接觸，傳動機(jī)構(gòu)卡滯，隔離開關(guān)刀閘無法正常合閘，從而導(dǎo)致5T1供電分區(qū)未正常帶電。

（2）開關(guān)卡滯和傳動桿彎曲原因。開關(guān)刀閘底座出廠預(yù)配間隙不小于60mm，托架底座槽鋼用于固定開關(guān)刀閘底座，因托架底座槽鋼公差，現(xiàn)場測量G03托架底座兩槽鋼間距為58mm，小于60mm間隙（廠家排查人員現(xiàn)場解釋正常情況下拐臂與兩側(cè)開關(guān)刀閘底座存在左右晃動位移，為保證拐臂的正常轉(zhuǎn)動，廠家設(shè)計開關(guān)托架底座兩槽鋼間距和開關(guān)刀閘底座間隙不小于60mm），開關(guān)合閘時軸銷隨傳動桿需穿越開關(guān)底座和刀閘底座向上移動，拐臂左右位移導(dǎo)致軸銷碰撞至外側(cè)托架槽鋼底座，其中軸銷與底座頂滯長度為2mm，拐臂無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動帶動隔離開關(guān)刀閘合閘。軸銷與開關(guān)底座槽鋼頂滯后，傳動桿上部卡滯，而電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動向傳動桿下部輸出恒定力，從而導(dǎo)致傳動桿出現(xiàn)彎曲。

（3）電機(jī)回路過載保護(hù)未動作原因。機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部電動機(jī)額定功率120W，電壓為直流220V，額定電流0.54A，電機(jī)轉(zhuǎn)動導(dǎo)致傳動桿彎曲工作電流未超過熱繼電器動作電流和熔斷器熔斷電流，因此熱繼電器未動作，熔斷器未熔斷。

（4）后臺顯示合閘原因。電機(jī)帶動機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部行程開關(guān)分閘后停止轉(zhuǎn)動，信號輔助開關(guān)觸點(diǎn)閉合，合閘信號正常反饋至PSCADA后臺，電調(diào)處顯示G03處于合位。

5 針對隔離開關(guān)故障的整改措施（見圖5～圖8）

圖5 槽鋼間隙達(dá)到74mm

圖6 加裝限位塊

圖7 傳動軸銷之間加裝墊片

圖8 增加導(dǎo)向環(huán)

（1）調(diào)增槽鋼間隙，使其達(dá)到74mm。

（2）兩槽鋼支架加裝限位塊，強(qiáng)制槽鋼間隙保持在74mm。

（3）傳動軸銷之間加裝墊片，調(diào)節(jié)軸銷位移間隙。

（4）增加導(dǎo)向環(huán)，限制傳送桿的擺動幅度，使傳動桿不會彎曲。

針對機(jī)械故障增加拐臂墊片、調(diào)整槽鋼間距后，隔離開關(guān)5000次分合閘期間沒有發(fā)生干涉和卡滯，增加導(dǎo)向環(huán)后模擬本次隔離開關(guān)故障，電機(jī)跳閘、未到合閘位置。以上試驗(yàn)證明了整改措施的可行性。