接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)遠動控制回路改造優(yōu)化工程探索

杰別克.葉爾寶

摘 要：蘭新客專線自開通以來接觸網(wǎng)隔離開關(guān)存在在誤動、拒動、誤顯示等非正常現(xiàn)象，同時結(jié)合新疆環(huán)境特點，針對風(fēng)沙大、溫差大、溫度高特點，對接觸網(wǎng)隔離開關(guān)改造提出了適應(yīng)烏魯木齊鐵路局改造補強優(yōu)化工程施工意見。

關(guān)鍵詞：牽引供電系統(tǒng);接觸網(wǎng);隔離開關(guān);工程改造

一、引言

電氣化鐵路中接觸網(wǎng)隔離開關(guān)是用于隔離故障、分段作業(yè)及改變運行方式，數(shù)量多、分布范圍廣，實施遠距離集中監(jiān)控的遠動系統(tǒng)，它的控制和信息傳輸穩(wěn)定可靠、抗電磁干擾能力強是接觸網(wǎng)開關(guān)監(jiān)控的關(guān)鍵。自蘭新客專線烏魯木齊鐵路局管段2014年12月開通，截至2017年8月，在運行過程中頻繁出現(xiàn)接觸網(wǎng)隔離開關(guān)不定態(tài)，網(wǎng)隔拒動等現(xiàn)象，對鐵路行車安全造成了嚴重的影響。為了解決此類問題得到相應(yīng)的處理，本文中重點摸索探討接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠動控制回路優(yōu)化方案，并實施驗證方案的準確性與可靠性。

二、高鐵接觸網(wǎng)隔離開關(guān)運用現(xiàn)狀

蘭新客專線全線共安裝468臺接觸網(wǎng)隔離開關(guān)，本文中對近3年的運用情況進行了詳細的統(tǒng)計分析，目前運行過程中存在的突出問題是：1是尾纖接觸不良引起的網(wǎng)隔不定態(tài)占比78.6%。2是接觸器行程開關(guān)接觸不良引起的網(wǎng)隔拒動，通訊不穩(wěn)定占比6.17%。3是整流模塊故障、RTU故障導(dǎo)致的網(wǎng)隔不定態(tài)、拒動、不動故障占比4.1%。突出問題原因分析有以下幾點：1是弱電設(shè)備易受強電干擾。2是因新疆環(huán)境的特點主要風(fēng)沙大、溫差大、溫度高，連接設(shè)備的尾纖易受風(fēng)沙侵蝕。3是高寒地區(qū)，戶外尾纖受低溫影響，容易發(fā)生凍損

針對蘭新客專線接觸網(wǎng)隔離開關(guān)頻繁故障供電處多次召集光芒廠家，ABB設(shè)備廠家進行座談、具體對3類突出問題研究探討，摸索故障原因，故障現(xiàn)象，最終提出接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠動控制光纖監(jiān)控優(yōu)化并結(jié)合實際現(xiàn)場情況，提出了現(xiàn)有ABB設(shè)備改造方案。

三、高速接觸網(wǎng)隔離開關(guān)優(yōu)化改造總體方案及實施

此次接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)遠動控制回路改造涉及四方面相關(guān)設(shè)備裝置的改造。

3.1.1、接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)機構(gòu)改造：針對新疆風(fēng)沙大、溫差大、溫度高的環(huán)境特點在機構(gòu)箱改造過程中向廠家和施工單位提出在電纜進入機構(gòu)箱前纏繞密封條，然后用兩個半圓的卡口對拼并用螺栓把電纜抱緊，抱緊后再用螺栓將卡口鎖死在機構(gòu)箱上，將電纜進箱處的縫隙完全堵死，解決機構(gòu)箱進沙的問題。卡口為2mm厚304不銹鋼定制件，方案如下圖。

3.1.2、遠程監(jiān)控裝置改造：經(jīng)過反復(fù)下現(xiàn)場了解實際運用情況，研究制定采用符合現(xiàn)場環(huán)境的GM7-OPU接觸網(wǎng)開關(guān)光纖監(jiān)控裝置，它是由GM7-B/IOI遠程監(jiān)控單元、GM7-B/HBDY后備電源等設(shè)備集成，其各設(shè)備的硬件配置先進可靠，系統(tǒng)核心采用高性能的DSP確保系統(tǒng)的實時性、可靠性;電源輸入過流、過壓防護，以及所有對外端口處完善的EMC防護措施，確保裝置的電磁干擾防護能力達到4級水平。

同時蘭新客專線既有線運營時GM7-OPU接觸網(wǎng)開關(guān)光纖監(jiān)控裝置的接口為光纖SC口，在運營過程中發(fā)現(xiàn)新疆地域原因SC接口容易被風(fēng)沙侵蝕，造成隔離開關(guān)不定態(tài)，影響現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳調(diào)度，最終供電調(diào)度員誤判等現(xiàn)象。經(jīng)過多次下現(xiàn)場判斷出光纖SC口不適用于蘭新客專線運用，應(yīng)改用光纖FC口，兩個接口接入方式差別大，一個是圓口，一個是方口。密封性也有區(qū)別，光纖FC口是用螺紋扣擰進去的，而光纖SC口是插進去的容易松動等缺點。

3.1.2、接觸網(wǎng)隔離開關(guān)監(jiān)控屏改造：對接觸網(wǎng)隔離開關(guān)監(jiān)控屏裝置進行程序、數(shù)據(jù)庫升級，在既有基礎(chǔ)上增加對接觸網(wǎng)隔離開關(guān)操作機構(gòu)電源空開的遠動監(jiān)控功能。并對既有接觸網(wǎng)隔離開關(guān)監(jiān)控屏增加人機界面（觸摸屏），以實現(xiàn)隔離開關(guān)機構(gòu)內(nèi)需納入遠動的空氣開關(guān)的遙控、遙信接入，不再增加屏控按鈕。

3.1.3、調(diào)度主站設(shè)備擴容改造：由于在接觸網(wǎng)隔離開關(guān)改造中增加了對隔離開關(guān)操作機構(gòu)的電源的空開的遠動控制，故調(diào)度主站需對主站的歷史服務(wù)器、WEB服務(wù)器、調(diào)度員工作站、通訊IO點擴容，并對調(diào)度員工作站畫面、程控內(nèi)容等進行修改，以實現(xiàn)對新增空開的遠方監(jiān)控。

四、結(jié)論

目前蘭新客專網(wǎng)開關(guān)RTU裝置采用的是光芒公司型號為IOI的產(chǎn)品，部分接觸網(wǎng)開關(guān)較為頻繁地出現(xiàn)網(wǎng)開關(guān)通訊異常，同時調(diào)度主站人機界面顯示開關(guān)不定態(tài)。根據(jù)網(wǎng)開關(guān)裝置的通訊原理，正常通訊時網(wǎng)開關(guān)通訊管理機與各IO單元通過485總線進行通訊。而在調(diào)閱頻繁報異常的通訊管理機故障報文中出現(xiàn)了CRC校驗錯誤，說明IO單元能夠接收到通訊管理機下發(fā)的報文，但由于某種原因?qū)е铝薎O單元回復(fù)給通訊管理機的報文有誤，無法通過數(shù)據(jù)校驗，進而造成了IO單元與通訊管理機無法正常通訊。

網(wǎng)開關(guān)通訊異常問題一般發(fā)生在白天高溫時段，因此通過高溫老化實驗進一步檢測目前現(xiàn)場在用IO單元光模塊的兩項參數(shù)發(fā)現(xiàn)當外界溫度超過75℃時，光模塊發(fā)射光功率和接收靈敏度均有所降低。原IO單元485光模塊工作溫度范圍為-40℃～85℃，由于485光模塊自身工作產(chǎn)生熱量，因此在OPU箱內(nèi)環(huán)境溫度達到75℃時，其自身光電轉(zhuǎn)換芯片溫度可能超過光模塊芯片的最高工作溫度，進而使得部分IO單元的光模塊在極高溫情況下發(fā)射光功率不足、接收靈敏度降低，因此最終造成了個別網(wǎng)開關(guān)通訊異常。

光芒廠家通過更換網(wǎng)動品牌的485光芯片，在實驗室高溫條件下檢測，溫度達到100℃時，IO單元與通訊管理機仍能夠正常通訊。而蘭新客專線網(wǎng)開關(guān)改造的IOK裝置已經(jīng)采用了網(wǎng)動品牌的485光芯片，且現(xiàn)場改造后的IOK未出現(xiàn)類似問題，因此基本能夠確定改造的364套IO單元能夠滿足現(xiàn)場高溫環(huán)境下的使用要求。

目前為止蘭新客專線新疆段共計完成了354臺接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)、68面接觸網(wǎng)監(jiān)控盤的遠動回路升級改造（哈密供電段218臺接觸網(wǎng)隔離開關(guān)、43面接觸網(wǎng)監(jiān)控盤;烏魯木齊供電段136臺接觸網(wǎng)隔離開關(guān)、25面接觸網(wǎng)監(jiān)控盤）。經(jīng)改造過的接觸網(wǎng)隔離開關(guān)現(xiàn)在基本沒有不定態(tài)，通訊異常，裝置故障等信息出現(xiàn)。可以驗證出具的改造方案運用過程中的準確性及可靠性。

五、結(jié)束語

結(jié)合總公司《接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)遠動控制優(yōu)化技術(shù)方案技術(shù)評審意見》，《接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)遠動控制優(yōu)化技術(shù)方案》（運供設(shè)備函[2015]37號 ）文件內(nèi)容，提出了適應(yīng)烏魯木齊鐵路局改造補強優(yōu)化工程施工意見，改造施工過程中驗證其可靠性，對蘭新客專線正常平穩(wěn)運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]接觸網(wǎng)遠動隔離開關(guān)存在問題的分析與建議[J].陳曉紅.電氣化鐵道.2010（04）

[2]接觸網(wǎng)隔離開關(guān)集中監(jiān)控系統(tǒng)[J].彭朝勇，高曉蓉.鐵道標準設(shè)計.2004（11）