高速鐵路接觸網隔離開關遠動控制優化改造施工探討

劉志兵

摘要：本文以大西高速鐵路接觸網隔離開關遠動控制優化改造施工為例，介紹了接觸網隔離開關遠動控制優化改造的必要性、接觸網隔離開關的布置、隔離開關遠動控制運行中開關誤動、拒動、誤顯示的原因，并著重從改造施工安裝工藝流程及出現相關問題的處置方法進行了闡述，供今后類似改造施工參考。

關鍵詞：高速鐵路;接觸網隔離開關;遠動調試;優化改造

引言：大西高速鐵路牽引變電所、AT所、分區所附近設置接觸網隔離開關，目前既有隔離開關控制裝置為RTU光纖監控裝置與隔離開關操作機構共箱安裝，且電機電源全時帶電，電源回路開關不具備遠動操作功能。實際運行中，該控制方式曾多次出現誤動、拒動、誤顯示等非正常現象，為解決此問題，需進行控制優化改造，改造采用操作機構箱與控制部分相分離形式，從而減小干擾、便于檢修，以提高接觸網電動隔離開關控制的可靠性。但由于操作箱與控制箱分離改造施工以往沒有接觸過，新式箱體安裝較復雜、調整難度較大，本文以大西客專接觸網隔離開關遠動控制優化改造施工為例，重點介紹新式分離式箱體的安裝、調試及遠動控制方法。

1接觸網隔離開關遠動現狀

目前高速鐵路接觸網隔離開關遠動控制主要光纖控制形式，光纖控制形式主要借鑒數字化變電所理念發展而來，主要特點有：（1）減少穿越戶內外控制電纜的數量，從而減低了外部原因如雷電、電磁等對所內設備的危害;（2）控制信號采用光纜傳輸，減少了干擾。

同時，該控制形式帶來了以下問題：（1）RTU等電子元件置于戶外控制箱內，運行環境差，元件損壞率增高;（2）控制回路、邏輯判斷等變得復雜，環節增多，導致信號誤顯示等不確定因素增多;（3）RTU、操作機構控制板等動作電源與操作電源同路，在電壓不穩定時，造成各個環節不穩定因素增多。

據不完全統計，自大西高鐵開通近5年來，共出現誤動10多次，拒動30余次、開關位置誤顯示100余次，雖經過多次專項整治，但治標不治本，問題和隱患依然存在，無法從根本上解決問題。因此對隔離開關進行改造并優化遠動控制勢在必然。

2接觸網隔離開關的布置

在供電臂中部AT所設置絕緣錨段關節分段，并配置分段開關和上下行聯絡開關，便于維護或事故搶修時縮小停電范圍，AT供電方式牽引變電所上網的AF線與接觸網分開設置單極隔離開關，牽引變電所、AT分區所處可根據供電專業要求設置上下行聯絡開關。

3接觸網隔離開關誤動原因

接觸網隔離開關誤動原因有以下幾點：

（1）RTU與操作機構信號連接線受到干擾誤觸發操作機構自保持回路，導致開關誤動作。隔離開關操作機構與RTU連接線還存在另一隱患，如220V電源火、地線接反，RTU出口繼電器可能斷的是零線，隱患更大。在惡劣天氣下，如果連線絕緣降低或瞬間接地，將直接導致誤觸發操作命令。

運行中，接觸網隔離開關操作機構箱內加熱回路經常報非正常工作;當接觸網故障時，隔離開關操作機構箱內空氣開關發生跳閘。

（2）操作機構出口控制繼電器故障，當調度臺發出命令后不能執行操作，但操作機構內部保持了這個操作命令。在隨后運行中，出口繼電器可能恢復，操作命令隨時作用導致開關動作。

（3）RTU的地址沖突導致操作開關使另一個開關誤動。

（4）接觸網隔離開關控制屏操作按鈕、PLC誤發命令。

4接觸網隔離開關拒動原因

（1）隔離開關操作機構箱內空氣開關跳閘（如圖1）

A1、A2、B1、B2四個開關任意一開關跳閘，都會導致接觸網隔離開關拒動。運行中跳閘最多的是B1開關，此現象多發生于接觸網故障時段。

（2）電器元件損壞。

（3）傳輸通道中斷。

5接觸網隔離開關位置信號誤顯示原因

（1）運行中發現，牽引變電所綜合自動化交換機在主備通道切換時易誤發遙信信號，造成調度臺誤顯示。（2）RTU或操作機構線路板受干擾誤顯示。（3）控制電路元器件損壞。

6解決方案

解決接觸網隔離開關誤動、拒動、誤顯示問題的基本指導思想，一是消除干擾，二是強化控制。消除干擾除除標準施工及認真做好接地外，目前無其他好辦法，因此，應主要側重于強化控制。

6.1防止接觸網隔離開關誤動措施

在現有高鐵接觸網隔離開關的控制方式下，防止誤動的措施主要有3個：一是借鑒直接電纜控制方式的優點，不操作的情況下斷開操作電源，實現電機控制回路的雙重控制;二是控制命令雙端口輸出;三是操作電機回路自保持功能的延時釋放。

操作機構箱控制電機回路空氣開關B1增加遠程操作機構，并實現調度的遠程操作，不操作時斷開此開關，取消A2、B2開關（見圖2）。

該開關與控制命令出口接觸器串聯，起到了電機回路的雙重控制作用，大大降低了干擾信號導致誤動的概率。

將RTU出口繼電器改為雙節點，同時斷開220V控制命令的火、地線，雙端口輸出比單端口輸出降低了帶來的干擾誤動概率。

將操作機構箱內自保持繼電器的自保持功能定時釋放，避免在操作時不動而沒有操作時誤動。

6.2防止接觸網隔離開關拒動措施

如圖2所示，在B1開關增加操作機構遠動，不僅消除誤動，且達到一舉兩得的作用，取消A2、B2開關，B1開關正常處于分閘狀態，不再引起跳閘。

7改造施工工藝流程及處置方法

7.1重點檢查位置

（1）作業前檢查RTU箱、操作機構箱一次配線接口，查看線材有無虛接、壓皮現象。（2）RTU箱體內K3數據傳輸設備編寫程序，并加電測試。（3）機構箱加電測試（直流或交流）并做分、合閘實驗。（4）檢查中間繼電器、端子是否有問題存在（萬用表測試）。（5）查看XP2端子5-6、7-8是否已進行短接，中間繼電器端子常開節點是否改為常閉節點。

7.2隔離開關分合閘調試方法及處置措施

（1）機構箱安裝完成軸承應與傳動桿保持垂直狀態，分合閘過程中抱箍與傳動桿無間隙。如道閘閉合不到位時（動觸頭與靜觸頭間距1cm時），松開傳動桿抱箍，使用搖把手動向分位方向轉動6圈-6.5圈不大于7圈，緊固傳動桿抱箍，再次進行分、合閘實驗。（動、靜觸頭仍無法閉合到位調整方法同上，減少轉動圈數即可）。（2）分合閘過程中箱體抖動原因為隔離開關動、靜觸頭摩擦力過大，通過調整動、靜觸頭間隙（兩觸頭間隙不易過大，塞尺無法插入即可，間隙過大易造成拉弧現象燒毀開關）并涂抹導電膏，手動分、合閘實驗以及電動分、合閘反復實驗，箱體抖動消失。

7.3接觸網隔離開關子站調試問題處置方法

（1）機構失電RTU箱內K3指示燈顯示錯誤，機構失電狀態下指示燈應“亮”，實際指示燈“熄滅”，原因是中間繼電器節點相反，需把中間繼電器常開節點改為常閉節點，錯誤現象消失。（2）隔離開關分位與合位指示燈錯誤，如隔離開關合位時2號指示燈亮，分位3號指示燈亮，實際相反;原因為機構箱內二次配線錯誤，應將端子配線互換位置，或者調度段后臺信號取反。（3）信息傳輸無顯示，現場調試無錯誤現象，而開關站內人機觸摸屏、調度端顯示空白。自檢方法①修改K3數據，RX、TX收、發光口用尾纖連接自環測試收、發指示燈，閃爍正常。②開關站內485光纖擴展機TX、RX光口用尾纖連接自環測試收、發指示燈無顯示，485管理機光口故障，經檢查為RX接收光口堵塞（肉眼無法看到的微小灰塵），使用酒精棉擦拭后通道恢復。（4）操作機構箱內控制空開無動作、無信號傳輸顯示，隔離開關無法操作。原因是通信管理機設備地址錯誤應為2#，實際是1#（如某開關站共4臺開關編號則為1#、2#、3#、4#），修改通信管理機設備地址即可。

7.4接觸網隔離開關調度主站調試問題處置方法

隔離開關調試完成后，調度端控制臺監控系統報出開關分合閘錯誤信息導致開關退出遠動狀態。原因是調度主站廠家與子站廠家使用同一個數字點位，需調度端修改后臺點位使其不占用子站數字點位即可使錯誤信息恢復正常。

結束語

在大西高速鐵路接觸網隔離開關遠動控制優化改造施工中，施工負責人及作業人員按照上述方案組織施工，安全、順利、如期完成了大西高速鐵路226臺接觸網隔離開關遠動控制優化改造施工，為將來接觸網隔離開關遠動優化改造施工提供了經驗和借鑒。

基于高速鐵路上各項設備集成的思想，最初高速鐵路上接觸網隔離開關操作機構箱及RTU控制箱都集成在一個箱體內，從而導致了現在接觸網隔離開關遠動控制的誤動、拒動、誤顯示等缺陷，為了避免將來類似問題的再次出現，建議將來在設計上就直接將接觸網隔離開關操作機構箱與RTU控制箱分開設置、分開安裝，從而實現接觸網隔離開關遠動控制的可靠性，進而提高運營維護的可靠性。

參考文獻

[1]高速鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準[M].北京：中國鐵道出版社，2018