接觸網(wǎng)電動隔離開關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)隔離開關存在在誤動、拒動、誤顯示等非正常現(xiàn)象，同時結合新疆環(huán)境特點，針對風沙大、溫差大、溫度高特點，對接觸網(wǎng)隔離開關改造提出了適應烏魯木齊鐵路局改造補強優(yōu)化工程施工意見。

關鍵詞：牽引供電系統(tǒng);接觸網(wǎng);隔離開關;工程改造

一、引言

電氣化鐵路中接觸網(wǎng)隔離開關是用于隔離故障、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)開關監(jiān)控的關鍵。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的處理，本文中重點摸索探討接觸網(wǎng)隔離開關遠動控制回路優(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，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是弱電設備易受強電干擾。2是因新疆環(huán)境的特點主要風沙大、溫差大、溫度高，連接設備的尾纖易受風沙侵蝕。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)隔離開關頻繁故障供電處多次召集光芒廠家，ABB設備廠家進行座談、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)隔離開關遠動控制光纖監(jiān)控優(yōu)化并結合實際現(xiàn)場情況，提出了現(xiàn)有ABB設備改造方案。

三、高速接觸網(wǎng)隔離開關優(yōu)化改造總體方案及實施

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

3.1.1、接觸網(wǎng)電動隔離開關機構改造：針對新疆風沙大、溫差大、溫度高的環(huán)境特點在機構箱改造過程中向廠家和施工單位提出在電纜進入機構箱前纏繞密封條，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箱上，將電纜進箱處的縫隙完全堵死，解決機構箱進沙的問題?？跒?mm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后備電源等設備集成，其各設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接口容易被風沙侵蝕，造成隔離開關不定態(tài)，影響現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳調度，最終供電調度員誤判等現(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)隔離開關監(jiān)控屏改造：對接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控屏裝置進行程序、數(shù)據(jù)庫升級，在既有基礎上增加對接觸網(wǎng)隔離開關操作機構電源空開的遠動監(jiān)控功能。并對既有接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控屏增加人機界面（觸摸屏），以實現(xiàn)隔離開關機構內(nèi)需納入遠動的空氣開關的遙控、遙信接入，不再增加屏控按鈕。

3.1.3、調度主站設備擴容改造：由于在接觸網(wǎng)隔離開關改造中增加了對隔離開關操作機構的電源的空開的遠動控制，故調度主站需對主站的歷史服務器、WEB服務器、調度員工作站、通訊IO點擴容，并對調度員工作站畫面、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、結論

目前蘭新客專網(wǎng)開關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)開關較為頻繁地出現(xiàn)網(wǎng)開關通訊異常，同時調度主站人機界面顯示開關不定態(tài)。根據(jù)網(wǎng)開關裝置的通訊原理，正常通訊時網(wǎng)開關通訊管理機與各IO單元通過485總線進行通訊。而在調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，但由于某種原因導致了IO單元回復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、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、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、25面接觸網(wǎng)監(jiān)控盤）。經(jīng)改造過的接觸網(wǎng)隔離開關現(xiàn)在基本沒有不定態(tài)，通訊異常，裝置故障等信息出現(xiàn)?？梢则炞C出具的改造方案運用過程中的準確性及可靠性。

五、結束語

結合總公司《接觸網(wǎng)電動隔離開關遠動控制優(yōu)化技術方案技術評審意見》，《接觸網(wǎng)電動隔離開關遠動控制優(yōu)化技術方案》（運供設備函[2015]37號 ）文件內(nèi)容，提出了適應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。

參考文獻：

[1]接觸網(wǎng)遠動隔離開關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)隔離開關集中監(jiān)控系統(tǒng)[J].彭朝勇，高曉蓉.鐵道標準設計.2004（11）