高速铁路接触网隔离开关远动控制优化改造施工探讨

刘志兵

摘要：本文以大西高速铁路接触网隔离开关远动控制优化改造施工为例，介绍了接触网隔离开关远动控制优化改造的必要性、接触网隔离开关的布置、隔离开关远动控制运行中开关误动、拒动、误显示的原因，并着重从改造施工安装工艺流程及出现相关问题的处置方法进行了阐述，供今后类似改造施工参考。

关键词：高速铁路;接触网隔离开关;远动调试;优化改造

引言：大西高速铁路牵引变电所、AT所、分区所附近设置接触网隔离开关，目前既有隔离开关控制装置为RTU光纤监控装置与隔离开关操作机构共箱安装，且电机电源全时带电，电源回路开关不具备远动操作功能。实际运行中，该控制方式曾多次出现误动、拒动、误显示等非正常现象，为解决此问题，需进行控制优化改造，改造采用操作机构箱与控制部分相分离形式，从而减小干扰、便于检修，以提高接触网电动隔离开关控制的可靠性。但由于操作箱与控制箱分离改造施工以往没有接触过，新式箱体安装较复杂、调整难度较大，本文以大西客专接触网隔离开关远动控制优化改造施工为例，重点介绍新式分离式箱体的安装、调试及远动控制方法。

1接触网隔离开关远动现状

目前高速铁路接触网隔离开关远动控制主要光纤控制形式，光纤控制形式主要借鉴数字化变电所理念发展而来，主要特点有：（1）减少穿越户内外控制电缆的数量，从而减低了外部原因如雷电、电磁等对所内设备的危害;（2）控制信号采用光缆传输，减少了干扰。

同时，该控制形式带来了以下问题：（1）RTU等电子元件置于户外控制箱内，运行环境差，元件损坏率增高;（2）控制回路、逻辑判断等变得复杂，环节增多，导致信號误显示等不确定因素增多;（3）RTU、操作机构控制板等动作电源与操作电源同路，在电压不稳定时，造成各个环节不稳定因素增多。

据不完全统计，自大西高铁开通近5年来，共出现误动10多次，拒动30余次、开关位置误显示100余次，虽经过多次专项整治，但治标不治本，问题和隐患依然存在，无法从根本上解决问题。因此对隔离开关进行改造并优化远动控制势在必然。

2接触网隔离开关的布置

在供电臂中部AT所设置绝缘锚段关节分段，并配置分段开关和上下行联络开关，便于维护或事故抢修时缩小停电范围，AT供电方式牵引变电所上网的AF线与接触网分开设置单极隔离开关，牵引变电所、AT分区所处可根据供电专业要求设置上下行联络开关。

3接触网隔离开关误动原因

接触网隔离开关误动原因有以下几点：

（1）RTU与操作机构信号连接线受到干扰误触发操作机构自保持回路，导致开关误动作。隔离开关操作机构与RTU连接线还存在另一隐患，如220V电源火、地线接反，RTU出口继电器可能断的是零线，隐患更大。在恶劣天气下，如果连线绝缘降低或瞬间接地，将直接导致误触发操作命令。

运行中，接触网隔离开关操作机构箱内加热回路经常报非正常工作;当接触网故障时，隔离开关操作机构箱内空气开关发生跳闸。

（2）操作机构出口控制继电器故障，当调度台发出命令后不能执行操作，但操作机构内部保持了这个操作命令。在随后运行中，出口继电器可能恢复，操作命令随时作用导致开关动作。

（3）RTU的地址冲突导致操作开关使另一个开关误动。

（4）接触网隔离开关控制屏操作按钮、PLC误发命令。

4接触网隔离开关拒动原因

（1）隔离开关操作机构箱内空气开关跳闸（如图1）

A1、A2、B1、B2四个开关任意一开关跳闸，都会导致接触网隔离开关拒动。运行中跳闸最多的是B1开关，此现象多发生于接触网故障时段。

（2）电器元件损坏。

（3）传输通道中断。

5接触网隔离开关位置信号误显示原因

（1）运行中发现，牵引变电所综合自动化交换机在主备通道切换时易误发遥信信号，造成调度台误显示。（2）RTU或操作机构线路板受干扰误显示。（3）控制电路元器件损坏。

6解决方案

解决接触网隔离开关误动、拒动、误显示问题的基本指导思想，一是消除干扰，二是强化控制。消除干扰除除标准施工及认真做好接地外，目前无其他好办法，因此，应主要侧重于强化控制。

6.1防止接触网隔离开关误动措施

在现有高铁接触网隔离开关的控制方式下，防止误动的措施主要有3个：一是借鉴直接电缆控制方式的优点，不操作的情况下断开操作电源，实现电机控制回路的双重控制;二是控制命令双端口输出;三是操作电机回路自保持功能的延时释放。

操作机构箱控制电机回路空气开关B1增加远程操作机构，并实现调度的远程操作，不操作时断开此开关，取消A2、B2开关（见图2）。

该开关与控制命令出口接触器串联，起到了电机回路的双重控制作用，大大降低了干扰信号导致误动的概率。

将RTU出口继电器改为双节点，同时断开220V控制命令的火、地线，双端口输出比单端口输出降低了带来的干扰误动概率。

将操作机构箱内自保持继电器的自保持功能定时释放，避免在操作时不动而没有操作时误动。

6.2防止接触网隔离开关拒动措施

如图2所示，在B1开关增加操作机构远动，不仅消除误动，且达到一举两得的作用，取消A2、B2开关，B1开关正常处于分闸状态，不再引起跳闸。

7改造施工工艺流程及处置方法

7.1重点检查位置

（1）作业前检查RTU箱、操作机构箱一次配线接口，查看线材有无虚接、压皮现象。（2）RTU箱体内K3数据传输设备编写程序，并加电测试。（3）机构箱加电测试（直流或交流）并做分、合闸实验。（4）检查中间继电器、端子是否有问题存在（万用表测试）。（5）查看XP2端子5-6、7-8是否已进行短接，中间继电器端子常开节点是否改为常闭节点。

7.2隔离开关分合闸调试方法及处置措施

（1）机构箱安装完成轴承应与传动杆保持垂直状态，分合闸过程中抱箍与传动杆无间隙。如道闸闭合不到位时（动触头与静触头间距1cm时），松开传动杆抱箍，使用摇把手动向分位方向转动6圈-6.5圈不大于7圈，紧固传动杆抱箍，再次进行分、合闸实验。（动、静触头仍无法闭合到位调整方法同上，减少转动圈数即可）。（2）分合闸过程中箱体抖动原因为隔离开关动、静触头摩擦力过大，通过调整动、静触头间隙（两触头间隙不易过大，塞尺无法插入即可，间隙过大易造成拉弧现象烧毁开关）并涂抹导电膏，手动分、合闸实验以及电动分、合闸反复实验，箱体抖动消失。

7.3接触网隔离开关子站调试问题处置方法

（1）机构失电RTU箱内K3指示灯显示错误，机构失电状态下指示灯应“亮”，实际指示灯“熄灭”，原因是中间继电器节点相反，需把中间继电器常开节点改为常闭节点，错误现象消失。（2）隔离开关分位与合位指示灯错误，如隔离开关合位时2号指示灯亮，分位3号指示灯亮，实际相反;原因为机构箱内二次配线错误，应将端子配线互换位置，或者调度段后台信号取反。（3）信息传输无显示，现场调试无错误现象，而开关站内人机触摸屏、调度端显示空白。自检方法①修改K3数据，RX、TX收、发光口用尾纤连接自环测试收、发指示灯，闪烁正常。②开关站内485光纤扩展机TX、RX光口用尾纤连接自环测试收、发指示灯无显示，485管理机光口故障，经检查为RX接收光口堵塞（肉眼无法看到的微小灰尘），使用酒精棉擦拭后通道恢复。（4）操作机构箱内控制空开无动作、无信号传输显示，隔离开关无法操作。原因是通信管理机设备地址错误应为2#，实际是1#（如某开关站共4台开关编号则为1#、2#、3#、4#），修改通信管理机设备地址即可。

7.4接触网隔离开关调度主站调试问题处置方法

隔离开关调试完成后，调度端控制臺监控系统报出开关分合闸错误信息导致开关退出远动状态。原因是调度主站厂家与子站厂家使用同一个数字点位，需调度端修改后台点位使其不占用子站数字点位即可使错误信息恢复正常。

结束语

在大西高速铁路接触网隔离开关远动控制优化改造施工中，施工负责人及作业人员按照上述方案组织施工，安全、顺利、如期完成了大西高速铁路226台接触网隔离开关远动控制优化改造施工，为将来接触网隔离开关远动优化改造施工提供了经验和借鉴。

基于高速铁路上各项设备集成的思想，最初高速铁路上接触网隔离开关操作机构箱及RTU控制箱都集成在一个箱体内，从而导致了现在接触网隔离开关远动控制的误动、拒动、误显示等缺陷，为了避免将来类似问题的再次出现，建议将来在设计上就直接将接触网隔离开关操作机构箱与RTU控制箱分开设置、分开安装，从而实现接触网隔离开关远动控制的可靠性，进而提高运营维护的可靠性。

参考文献

[1]高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准[M].北京：中国铁道出版社，2018