接触网电动隔离开关远动控制回路改造优化工程探索

杰别克.叶尔宝

摘 要：兰新客专线自开通以来接触网隔离开关存在在误动、拒动、误显示等非正常现象，同时结合新疆环境特点，针对风沙大、温差大、温度高特点，对接触网隔离开关改造提出了适应乌鲁木齐铁路局改造补强优化工程施工意见。

关键词：牵引供电系统;接触网;隔离开关;工程改造

一、引言

电气化铁路中接触网隔离开关是用于隔离故障、分段作业及改变运行方式，数量多、分布范围广，实施远距离集中监控的远动系统，它的控制和信息传输稳定可靠、抗电磁干扰能力强是接触网开关监控的关键。自兰新客专线乌鲁木齐铁路局管段2014年12月开通，截至2017年8月，在运行过程中频繁出现接触网隔离开关不定态，网隔拒动等现象，对铁路行车安全造成了严重的影响。为了解决此类问题得到相应的处理，本文中重点摸索探讨接触网隔离开关远动控制回路优化方案，并实施验证方案的准确性与可靠性。

二、高铁接触网隔离开关运用现状

兰新客专线全线共安装468台接触网隔离开关，本文中对近3年的运用情况进行了详细的统计分析，目前运行过程中存在的突出问题是：1是尾纤接触不良引起的网隔不定态占比78.6%。2是接触器行程开关接触不良引起的网隔拒动，通讯不稳定占比6.17%。3是整流模块故障、RTU故障导致的网隔不定态、拒动、不动故障占比4.1%。突出问题原因分析有以下几点：1是弱电设备易受强电干扰。2是因新疆环境的特点主要风沙大、温差大、温度高，连接设备的尾纤易受风沙侵蚀。3是高寒地区，户外尾纤受低温影响，容易发生冻损

针对兰新客专线接触网隔离开关频繁故障供电处多次召集光芒厂家，ABB设备厂家进行座谈、具体对3类突出问题研究探讨，摸索故障原因，故障现象，最终提出接触网隔离开关远动控制光纤监控优化并结合实际现场情况，提出了现有ABB设备改造方案。

三、高速接触网隔离开关优化改造总体方案及实施

此次接触网电动隔离开关远动控制回路改造涉及四方面相关设备装置的改造。

3.1.1、接触网电动隔离开关机构改造：针对新疆风沙大、温差大、温度高的环境特点在机构箱改造过程中向厂家和施工单位提出在电缆进入机构箱前缠绕密封条，然后用两个半圆的卡口对拼并用螺栓把电缆抱紧，抱紧后再用螺栓将卡口锁死在机构箱上，将电缆进箱处的缝隙完全堵死，解决机构箱进沙的问题。卡口为2mm厚304不锈钢定制件，方案如下图。

3.1.2、远程监控装置改造：经过反复下现场了解实际运用情况，研究制定采用符合现场环境的GM7-OPU接触网开关光纤监控装置，它是由GM7-B/IOI远程监控单元、GM7-B/HBDY后备电源等设备集成，其各设备的硬件配置先进可靠，系统核心采用高性能的DSP确保系统的实时性、可靠性;电源输入过流、过压防护，以及所有对外端口处完善的EMC防护措施，确保装置的电磁干扰防护能力达到4级水平。

同时兰新客专线既有线运营时GM7-OPU接触网开关光纤监控装置的接口为光纤SC口，在运营过程中发现新疆地域原因SC接口容易被风沙侵蚀，造成隔离开关不定态，影响现场数据上传调度，最终供电调度员误判等现象。经过多次下现场判断出光纤SC口不适用于兰新客专线运用，应改用光纤FC口，两个接口接入方式差别大，一个是圆口，一个是方口。密封性也有区别，光纤FC口是用螺纹扣拧进去的，而光纤SC口是插进去的容易松动等缺点。

3.1.2、接觸网隔离开关监控屏改造：对接触网隔离开关监控屏装置进行程序、数据库升级，在既有基础上增加对接触网隔离开关操作机构电源空开的远动监控功能。并对既有接触网隔离开关监控屏增加人机界面（触摸屏），以实现隔离开关机构内需纳入远动的空气开关的遥控、遥信接入，不再增加屏控按钮。

3.1.3、调度主站设备扩容改造：由于在接触网隔离开关改造中增加了对隔离开关操作机构的电源的空开的远动控制，故调度主站需对主站的历史服务器、WEB服务器、调度员工作站、通讯IO点扩容，并对调度员工作站画面、程控内容等进行修改，以实现对新增空开的远方监控。

四、结论

目前兰新客专网开关RTU装置采用的是光芒公司型号为IOI的产品，部分接触网开关较为频繁地出现网开关通讯异常，同时调度主站人机界面显示开关不定态。根据网开关装置的通讯原理，正常通讯时网开关通讯管理机与各IO单元通过485总线进行通讯。而在调阅频繁报异常的通讯管理机故障报文中出现了CRC校验错误，说明IO单元能够接收到通讯管理机下发的报文，但由于某种原因导致了IO单元回复给通讯管理机的报文有误，无法通过数据校验，进而造成了IO单元与通讯管理机无法正常通讯。

网开关通讯异常问题一般发生在白天高温时段，因此通过高温老化实验进一步检测目前现场在用IO单元光模块的两项参数发现当外界温度超过75℃时，光模块发射光功率和接收灵敏度均有所降低。原IO单元485光模块工作温度范围为-40℃～85℃，由于485光模块自身工作产生热量，因此在OPU箱内环境温度达到75℃时，其自身光电转换芯片温度可能超过光模块芯片的最高工作温度，进而使得部分IO单元的光模块在极高温情况下发射光功率不足、接收灵敏度降低，因此最终造成了个别网开关通讯异常。

光芒厂家通过更换网动品牌的485光芯片，在实验室高温条件下检测，温度达到100℃时，IO单元与通讯管理机仍能够正常通讯。而兰新客专线网开关改造的IOK装置已经采用了网动品牌的485光芯片，且现场改造后的IOK未出现类似问题，因此基本能够确定改造的364套IO单元能够满足现场高温环境下的使用要求。

目前为止兰新客专线新疆段共计完成了354台接触网电动隔离开关、68面接触网监控盘的远动回路升级改造（哈密供电段218台接触网隔离开关、43面接触网监控盘;乌鲁木齐供电段136台接触网隔离开关、25面接触网监控盘）。经改造过的接触网隔离开关现在基本没有不定态，通讯异常，装置故障等信息出现。可以验证出具的改造方案运用过程中的准确性及可靠性。

五、结束语

结合总公司《接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案技术评审意见》，《接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案》（运供设备函[2015]37号 ）文件内容，提出了适应乌鲁木齐铁路局改造补强优化工程施工意见，改造施工过程中验证其可靠性，对兰新客专线正常平稳运行打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]接触网远动隔离开关存在问题的分析与建议[J].陈晓红.电气化铁道.2010（04）

[2]接触网隔离开关集中监控系统[J].彭朝勇，高晓蓉.铁道标准设计.2004（11）