徐冯黎

【摘 要】合肥地铁1号线试运营以来，由于配电变柜门行程开关问题导致运营期间配电变压器跳闸、供电方式切换的故障频发。为降低该类问题导致供电系统故障发生频率，将原有摆臂滚轮式行程开关更换为触点式。经测试，配电变行程开关本身故障数量大幅减少。因此轨道交通使用开关行程小、接触灵敏度高的触点式行程开关可以保证供电配电变压器安全运行，保障地铁列车运营更加稳定。

【关键词】轨道交通;配电变;行程开关;故障率

中图分类号： U231.8文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）29-0039-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.017

0 引言

随着城市轨道交通行业的不断发展，供电系统设备的稳定运行及技术应用日新月异，同时高质量的设备维保要求对供电专业人员的技术能力也提出了新的挑战。合肥地铁1号线配电变压器柜使用的摆臂式行程开关，在打开变压器柜门时，开关臂杆偏移明显，多次动作之后会出现行程开关松动，机械动作有效位移不足，出现螺栓或接触部位松脱等现象，其灵敏度会大大降低，进而引发配电变报警跳闸误报情况发生。1号线试运营至今，由于配电变压器柜门行程开关自身问题导致的故障数不断增加，针对该问题，合肥地铁运营人员多次分析与研究，致力于解决问题，但该故障发生情况并没有得到很好的控制，相反带来的是因频繁操作设备，导致对设备二次元器件造成一定程度上的损害，间接影响了设备的使用寿命。

1 摆臂滚轮式行程开关

配电变压器柜是地铁运营供电系统不可缺少的一个重要组成部分，它负责将变电所的35kV电压降压成交流380V/220V电压，提供给车站、车辆段及区间的动力、照明设备等。行程开关，用于控制机械设备的行程及限位保护，是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器合肥地铁配电变柜门安装的是摆臂滚轮式行程开关，安装于配电变压器柜门前后侧，用螺栓将开关触臂固定，与柜门体之间夹角为135°±10°。该类行程开关接线柱外露，存在一定安全风险。

1.1 存在问题

1.1.1 总体概况

合肥地铁1号线配电变柜行程开关使用的摇臂滚轮式行程开关，原理是当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，带动凸轮转动，顶下推杆，触点迅速动作，当运动机械返回时，在复位弹簧的作用下，各部分动作部件复位。其缺点是臂杆过长造成机械运动迟缓及灵敏度较低，长期会致使行程开关寿命缩短，甚至出现臂杆卡滞现象。

1.1.2 历史故障发生情况

自1号线开通试运营后，伴随设备长期运行，2018年4月期间，配电变压器故障连续发生多起，严重影响了轨道交通安全运行。经分析，行程开关损坏是导致故障发生的主要原因，充分暴露出当下行程开关的安全隐患，同时体现更换行程开关的必要性和重要性。

1.2 原因分析

1.2.1 要因类型及验证

关于配电变压器行程开关问题导致的故障发生，合肥地铁运营人员对摆臂式行程开关进行了讨论和研究，分析行程开关继发性及经常性发生故障的原因约有三种情况，并对这些因素逐一进行现场验证分析。

表1 要因类型及验证分析

1.2.3 分析结果

本次共计抽查合肥地铁1号线所用的摆臂式行程开关112个，问题开关11个。其中验证要因1抽查32个，未发现人为折弯臂杆开关;验证要因2抽查开关40个，发现臂杆固定螺丝松动问题开关数为3，问题率7.5%;验证要因3抽查开关40个，发现臂杆机械运动迟缓及灵敏度降低问题开关数为8，问题率20%。

1.3 解决措施

结合本次故障要因分析结果，为进一步解决合肥地铁1号线配电变行程开关自身缺陷问题，降低轨道交通供电系统配电变压器故障率，运营人员协同设备厂家调研，最终决定全线配电变压器柜摇臂式行程开关更换为触点式。

2 触点式行程开关

2.1 原理介绍

触点式行程开关其工作原理是顶杆接受机械设备发出的动作指令，传递到触头系统，触头将顶杆传递来的动作指令，接通或断开控制电路，实现位置与行程的控制。与摆臂滚轮式行程开关相比，触点式行程开关的动作行程小，定位精度高，通常触点容量也比较小，其结构以一体注塑来实现，更换此型号开关，便于制造和装配。从结构、功能及意义、效益来说，可一定程度上提高轨道交通配电系统设备安全运行的可靠性，强有力的保障列车安全运营。

图1 带保护盖接线柱的开关及原理图

2.2 测试验证

2.2.1 验证目的

根据合肥地铁配电变行程开关本身设计存在问题这一要因，本次分析旨在从可靠性、可实施性及有效性等方面对触点式行程开关进行测试验证，确保该类型开关是否完全适用于合肥地铁配电变柜。

2.2.2 验证方法

（1）根据触点式行程开关有效行程，设计配套的行程开关安装支架，使外壳门板与行程开关保持在有效行程内的可靠接触。

（2）在外壳正面和侧面分别施加持续或间断性的外力（大力晃动），使其发生摆幅振动，外壳门板与行程开关接触距离在振幅影响下发生可变行程。

（3）用万用表持续监测行程开关的导通情况，观察振幅影响下行程开关触点与门板接触發生最大可变行程，有无迫使行程开关发生动作或接触失效。

（4）行程开关及支架安装时，均需增加弹垫和平垫，加以防松。

（5）不同人员多频次的摇晃外壳，万用表监测行程开关触点须保持导通

2.2.4 验证结果

（1）外壳发生摆幅振动情况下，门板与行程开关接触及触点状态良好，未见失效或发生动作。触点式行程开关，适用于合肥地铁1号线配电变柜。

（2）可选用触点式行程开关更换原摆臂式行程开关，仅需重新加工安装支架，原二次线和布线可再利用。

2.3 安装要求与步骤

2.3.1 安装要求

安装新的行程开关时，确认所有螺栓连接均按常规扭矩值紧固。

2.3.2 步骤

（1）拆除原摆臂式行程开关及支架。

（2）将行程开关安装到新加工的安装支架上。

（3）在原安装位置上，将安装支架安装到外壳板上。

（4）将原开关的二次电线，按顺序及触点要求，接到新的行程开关端子上。

2.4 效果与检查

2.4.1 故障统计

图2 更换前后故障次数

3 结论

本文详细介绍合肥地铁1号线配电变压器柜使用摆臂滚轮式行程开关存在的安全隐患，以及更换触点式开关后降低了配电变压器故障率。开关测试结果表明：YBLX-ME/8122触点式行程开关具有良好的灵敏度、行程小、有效位移准确等特点，符合合肥地铁1号线配电变压器运行要求。

【参考文献】

[1]周琪.开关柜操作机构行程开关改进分析[J].数码设计（上），2018，000，004：122.

[2]刘志波.一起开关柜行程开关故障的分析及其改进[J].中国包装科技博览.2012，000，024：574-575.

[3]潘成喆.PT柜配接地手车非工作位置行程开关安装位置改进[J].黑龙江科技信息，2018，000，025：90.

[4]陈申淮.广州地铁一号线直流开关柜行程开关可靠性及全寿命分析[J].机电信息，2017，000，015：75-77.