成都地鐵5號線隔離開關故障分析及處理

馮衛江

（中鐵物資集團港澳有限公司，四川 成都 610500）

1 接觸網隔離開關產品概述

成都地鐵5號線隔離開關采用成都通力集團生產的GWZ型隔離開關，是DC1500V隔離開關的成熟產品，引進英國MLE技術，秉承英國地鐵運行的成功經驗，生產出城市軌道交通專用的優質隔離開關。GWZ上網隔離開關內設有完善的機械和電氣聯鎖裝置，通過了國家權威機構的型式試報告，開關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；電動操作機構箱內二次接線端子采用國際或國內一線品牌，如菲尼克斯、魏德米勒、瑞聯等公司優質產品，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 產品故障描述

2019年某日，成都地鐵5號線大豐停車場調度發起送電通知單，大豐停車場5T1、5T2、5T3區已全部送電。隨后不久場調報大豐停車場04車運行至L6道70#線岔網壓為零，經管調度確認大豐停車場5T1、5T2、5T3對應斷路器以及隔離開關均在合位，隨后檢修車間人員到達5T1供電分區上網隔離開關G03處，發現G03刀閘處于分位，傳動桿向線路側彎曲，所內PSCADA顯示G03處于合位，后值班調度申請由5T2向5T1進行越區供電，現場確認越區隔離開關G04合閘，成功越區供電，5T1供電分區恢復供電。

3 故障排查及相關數據統計

（1）針對上述隔離開關故障，未停電狀態下對現場設備進行確認。檢修車間人員發現G03隔離開關刀閘處于分位，機構箱合閘行程已完成，后臺顯示合位。G03隔離開關傳動桿與拐臂的軸銷與托架底座槽鋼卡滯，傳動桿向線路側彎曲變形，如圖1、圖2所示。

圖1 傳動桿彎曲

圖2 隔離開關狀態正常

（2）停電狀態下的檢查情況。①檢查G03操作機構箱外觀正常，無明顯變形或損傷。檢查機構箱內部二次回路正常，觀察熱繼電器未動作，熔斷器未熔斷；②檢查發現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左右活動量內側6mm，外側1.5mm；⑤測量轉動桿夾套活動量內側0mm，外側6mm；⑥測量軸銷長度40mm，直徑14mm；⑦測量轉動桿長度為3.27m，壁厚3mm，外徑32mm，最大彎曲量165mm，材質為鍍鋅鋼管；⑧測量開關托架底座水平無偏斜，各零部件連接良好，狀態無異常；⑨梯車巡視檢查5T1和5T2供電分區接觸網設備，分段絕緣器主絕緣有弧光灼傷痕跡，其他接觸網設備無異常。單區絕緣測試：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供電分區未帶電原因。G03隔離開關拐臂軸銷與托架底座槽鋼底面接觸，傳動機構卡滯，隔離開關刀閘無法正常合閘，從而導致5T1供電分區未正常帶電。

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

（3）電機回路過載保護未動作原因。機構箱內部電動機額定功率120W，電壓為直流220V，額定電流0.54A，電機轉動導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。電機帶動機構箱內部行程開關分閘后停止轉動，信號輔助開關觸點閉合，合閘信號正常反饋至PSCADA后臺，電調處顯示G03處于合位。

5 針對隔離開關故障的整改措施（見圖5～圖8）

圖5 槽鋼間隙達到74mm

圖6 加裝限位塊

圖7 傳動軸銷之間加裝墊片

圖8 增加導向環

（1）調增槽鋼間隙，使其達到74mm。

（2）兩槽鋼支架加裝限位塊，強制槽鋼間隙保持在74mm。

（3）傳動軸銷之間加裝墊片，調節軸銷位移間隙。

（4）增加導向環，限制傳送桿的擺動幅度，使傳動桿不會彎曲。

針對機械故障增加拐臂墊片、調整槽鋼間距后，隔離開關5000次分合閘期間沒有發生干涉和卡滯，增加導向環后模擬本次隔離開關故障，電機跳閘、未到合閘位置。以上試驗證明了整改措施的可行性。