接觸網隔離開關的故障探討范文

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《甘肅科技縱橫雜志》2015年第四期

1隔離開關故障原因分析

綜上所述：截止到2015年2月，寧杭高鐵線上共有42把隔離開關出現如上類似的問題。通過對以上各種典型性問題進行分析。

1.1第一類問題主要是機構問題，常常引起隔離開關分合不到位或是隔開當地位無法操作。引起此類問題主要有以下幾種原因。（1）隔離開關操作機構外漏部分常遭受日曬雨淋，以斯第華隔離開關的操作機構為例，當中連桿起到隔離開關的傳動作用，連桿材料采用鍍鋅的鋼制銷軸。在軸承座內會產生相對位移，在頂部有露出部分，長期雨水灰塵滲入、相對運動、鳥巢搭建導致連桿發生彎曲、操作卡滯、費力和轉動不到位的情況，甚至完全生銹無法轉動。（2）投運時遺留問題,如動靜觸頭相頂、連鎖板位置不對、連桿卡滯彎曲、平衡彈簧調整不當等。（3）目前連接隔離開關動靜觸頭和接觸網導線的連接部分是由一塊銅鋁過渡板連接的，由于銅鋁過渡板兩種金屬硬度不足，銅鋁導電性差異導致板上電流大小不一致，在集膚效應和電化學腐蝕的影響下，會發生氧化甚至燒斷的情況，南京南站動走線上曾發生過此類故障。

1.2第二類問題主要是遠動控制RTU通信故障。引起此類問題主要有以下幾種原因。（1）寧杭高鐵遠動光纜線路易出故障。目前接觸網遠動隔離開關距相近車站通信室光纜通信長度過長，有的在4km以上，且要在鐵軌下穿越，光纜和其他電纜線路合在一處共用一個電纜井。光纜通信中斷情況時有發生。且在發生光纜中斷情況后，唯有以廠家提供的故障測距裝置進行檢測查找出具體位置，在通信監控程序中不能直接體現其具體故障位置。（2）遠動通道是接觸網遠動隔離開關終端與調度主控系統的神經，它的通信質量有待提高，目前隔離開關遠動通訊通道分為2M光纖、64k數字、4線音頻等方式，通道點多線長，經常出現遠動通道不通的情況。其中64k數字電路組網方式、音頻均為點對點結構，安全性較差，不具備環狀保護功能，且傳輸帶寬過窄，在加入視頻監控信息傳輸之后，不能滿足現有傳輸信息量的要求，信息不能及時傳送，出現不能遠動的故障，不適合目前數據傳輸要求。（3）UPS電源存在電容量小，電池壽命短的問題。尤其是在停送電頻繁的情況下，UPS常出現電池未滿反復沖放電的情況。這會嚴重降低電池壽命，造成RTU終端系統無法啟動。（4）RTU終端系統故障，如虛擬內存不足造成系統不能正常運行、監控軟件遇到問題需要關閉程序、系統進程錯誤等問題，是造成RTU終端系統故障的常見原因。

2處理方法與建議

（1）對于隔離開關常出現的第一類機構問題，結合目前實際，建議采用對轉動部分加注潤滑脂,對刀閘及動靜觸頭加涂導電膏的方式。對于個別轉動連桿已經出現彎曲或者卡滯的情況，建議更換為不銹鋼轉動連桿,或者采用熱鍍鋅處理。（2）對于隔離開關常出現的第二類遠動問題，建議對通信光纜進行全面普查，組織專人對各個地段光纜進行檢測，加裝故障測距裝置，能夠在主控屏上就顯示出準確的光纜中斷位置，提高接觸網隔離開關遠動性能的可靠性；采用單獨光纜檢修井，使設備抗干擾性強、能滿足惡劣的工業污染環境及AT供電運行環境的要求、能實現采集信號的遠距離傳輸、具備防雷電及過電壓的功能。更換電容量更大的UPS,減少充電次數。在條件成熟之時，結合既有經驗，根據現行技術要求，對現有RTU遠動系統進行全面升級，在此提出應用4G-LTE網絡進行接觸網隔離開關無線遠動操作的建議，將現有有線遠動隔離開關納入到無線遠動控制體系中去，應用4G-LTE網絡的接觸網隔離開關無線遠動系統由三部分組成，主要有調度中心、無線通道和RTU控制部分，結構如圖1所示：隔離開關遠動無線方式監控裝置主要由可編程控制器（PLC）、UPS不間斷電源、4G-LTE調制解調器、輸出驅動與輸入緩沖、防雷擊器件5部分構成。該系統的特點能夠克服前述接觸網遠動隔離開關存在的問題。（1）此種設計方式可以方便監控，終端設備體積在原有基礎上能夠大大減少。將其安裝在隔離開關的操作機構箱旁邊，避免因控制電纜、電源電纜或光纜過長易出現故障的問題。（2）監控系統在原有基礎上有了體積減小，便于攜帶的優點，可以適用于現場搶修，方便維護。（3）4G-LTE調制解調器采用新一代4G通信技術，利用4G網絡強大的功能，實現與調度端的無線網絡連接，可以與控制中心的監控主機實時通訊，根據目前實測的4G通訊速度，RTU遠動通信速度可達到9.5Mbps，4G網絡目前即將普及，成為通訊速度最快的新一代通信網絡。（4）這種方式能夠實現遠動控制系統在露天惡劣環境下的安全運行。裝置的輸出和輸入電路均采取兩級隔離方式，以提高抗干擾能力和可靠性。輸出的前級為PLC控制的內部繼電器，第二級驅動繼電器為進口大容量中間繼電器，能直接驅動帶儲能的隔離開關操作機構。輸入的前級隔離為中間繼電器，后級為可編程控制器內部光電輸入隔離。該方式將強、弱電部分實現了完全的物理隔離，最大限度地保護裝置免受外界強電損壞。由于裝置工作在野外露天環境下，在電源輸入部分和4G-LTE調制解調器天線處均加裝了防雷接地器件，一旦發生雷擊，可以保護裝置不受任何損害，從而克服了開關低壓配電設備抗過壓保護性能差的問題。

作者：袁銳單位：上海鐵路局上海高鐵維修段