提高接触网远动隔离开关监控可靠性的探析

国能朔黄铁路发展有限责任公司 张 锋

随着现代化建设进程不断加快，我国高铁线路不断增加，以此接触网运动隔离开关越发的凸显出重要价值。当下工程项目也对接触网运动隔离开关的监控能力提出了更高的要求，需避免在实际使用过程中出现误动、开关位置显示错误等方面问题。

1 接触网运动隔离开关监控面临的问题

1.1 监控系统控制输出

目前接触网的运动隔离开关监控基本上呈现两种不同形式：一种是机构箱电源输入端安装电动阀未断开关，在没有开关操作时电动微端处于断开的状态中，这样就可保障机构箱中主控制回路没有通电，避免出现误动情况。但在控制回路中安装这样的开关，其隔离开关操作成功率间接受到增加的电动微断所影响，同时在电动微断出现损坏后就会直接影响到接触网的隔离开关本体。因此在机构箱与电动微端都处于正常状态中时才可实现隔离开关的运动操作。日常维护工作发现，微断开关基本都是有电源波动，以此导致对电源降压位置造成一定的损坏或出现内部齿轮卡滞、传动齿轮锈蚀等问题的出现。这样的操作下大大降低了运动隔离开关的运动操作成功效率[1]。这样的未断开关可靠性较低，在当下的设计中始终无法满足高铁线路中的一些恶劣应用环境。

另一种类型是采用电缆直控方式，让现场运动隔离开关仅保留电动机构并控制电源基于就近的原则，让接触网隔离开关控制站提供电源。在没有进行操作时控制电缆中不通电，仅在操作时网开关站才会接通控制回路带能源，这样就可避免出现开关误动问题。在接触网运动隔离开关以及开关站的设计中，都是采用多芯电缆进行连接，同时要求距离较短，因此就会日常使用中经常出现电缆破损所引发的绝缘降低问题，同时出现一定的短路问题。在发生故障后无法很好的锁定准确位置。同时这种连续多芯控制电缆工艺方面有着较高要求，在进行敷设时经常出现一定的故障问题，一旦出现问题就会导致恢复时间消耗较长。同时在对电缆进行接线、校对以及线缆的测试时，也需消耗大量时间成本[2]。

在敷设直控电缆过程中，虽可有效控制拒动问题，但在沿铁路两侧进行敷设电缆过程中会对低压控制电缆造成不利影响。如，一旦在电缆某个位置出现绝缘降低问题，就会导致引发漏电、线缆损坏或接触不良问题，让高压线缆的回路阻值不断增大，这样就会导致电动机动作的过程，其末端电压比空载电压较低，因此无法正常进行运行。这样的开关拒动问题直接影响到了运动操作的可靠性。

1.2 信号采集

使用RTU装置时需采集机构箱当中的节点，同时将合位接点位置信息这2组信号当做最终开关位置的判断依据。而在当下，2组节点都是同时由1组进行导通的，一旦出现补丁态就无法确定开关的真实状态，同时也导致无法对当下的开关动作是否到位进行准确判断，往往需要工作人员来到现场进行检查。

另外，在当下采用的电缆质控方式，使得在一些长距离电压信号的采集上，这种直流信号会在使用过程中各个开关站端的信号接收质量较差。同时在电力机车经过后，使得对外界会产生一定的电磁辐射，特别是在过分相时使电缆中经常会出现一些干扰信号。这时就会导致直流电压出现变位的问题。而在利用交流信号之后也会导致出现类似的问题。对这种问题的处理方法，需及时提升信号回路中的电流、最大程度降低外界的干扰因素，同时也会导致电路一部分元器件出现发热问题。虽然可采用一个合理的电流信号，但在效果方面仅降低了干扰的相关影响[3]。

1.3 通信可靠性分析

在接触网运动隔离开关通信过程中基本上都采用光缆进行通信。这样的通信方式有着传输距离远、延迟低等优势，同时受外界电磁干扰的效果微乎其微。基本上都采用一收一发的光纤组成方式，在光缆或一些RTU内光膜快出现故障时，相关工作人员就需及时来到现场让备用光纤接入其中，而在故障发生时会至少影响到一整天的运动监控，这样的情况对定下的高铁运输造成极为不利的影响。

2 提升接触网运动隔离开关监控的可靠性措施

2.1 控制部分的优化

在当下较为分散的接触网运动隔离开关而言，可采用光纤通信、RTU装置现场控制，有效发挥出重要的价值。但在这样的使用中也经常会导致线路出现一定的干扰，让控制回路出现接收到一些能够控制脉冲的效果，以此让机构箱当中的控制回路继续导通，另外也使电力机车在运行过程中埋下十分严重的安全隐患。同时，在运行过程的控制指令类软件也会导致对开关的误动作造成影响，例如在一些错误指令的出现后使得需对其开展全面优化。

2.1.1 软件优化

首先需增加指令时间的校验。在接触网运动隔离开关的RTU装置上需安装高精度实时时钟芯片，以此在网开关站发出校时指令时可定时对当下的时间误差进行修正。而遥控开关的操作时可以很好的发出带有着遥控指令的RTU端数据。一旦在时间误差方面超出5min时，就使得出现无效指令并将这些错误代码反馈到了调度端。这种RTU装置的使用可有效提升高精度时间的校验程度，并避免出现过时的指令[4]。另外，也让每次重要信号出现变位后、或一些十分重要的指令存入到装置中，在日后的工作中可对后期的信息进行准确查询，让通信故障不会导致一些重要信息的丢失。

同时，还要增加接触网运动的开关唯一识别码。在遥控开关时不仅可基于各种开关站的标准进行操作，同时还要增加一些唯一标号，以此让不同的运动隔离开关都具备这唯一的身份标志。以此让指令下发时让RTU可接收到唯一的识别码，与自身的记录数据信息进行比较分析，将一些错误的代码实现反馈，帮助调度主站系统进行充分的核查，确保不同开关的唯一性，最大程度避免软件在设置出现错误后造成一定程度的误动。

2.1.2 控制回路的优化

对机构箱控制回路进行的优化处理工作，主要是可有效增加对电流部分的检测，同时也是对当下控制回路中的继电器进行自保系统的优化与调整。在改进后需RTU装置转件的控制，其导通的时间控制在5s以内。在遇到异常情况下其接触器发生吸合，以此断开电源回路。

2.2 信息采集的优化

对信号采集部门的优化处理工作主要是对接触网隔离开关分合位置进行处理，同时由于线路侧振动效果较大，另外受到使用环境温差、潮湿等因素影响，因此会让二次线缆在实际使用过程中出现接触不良问题。另外在遇到外界强电磁干扰情况下，也会导致低压二次回路中出现一定的错误脉冲信号。

因此，在遥信回路中一般都采用光耦的方式进行隔离外部信号的输入。但由于在光耦导电时其电流基本都在7mA上下，因此电流较小，十分容易受到外界因素影响。为进一步保障信号的可靠性，就需增加2个辅助判断方式，让编码信号可对当下的分合进行接点的检测，同时在电流采样过程中对两者的逻辑关系都成为一个全新的依据。而在电流采样时，还要基于上述两者进行逻辑关系方面的验证。

在原本的基础上，对电流检测与编码信号方面的建设创造出一个可靠的数据信息依据，同时进一步完善监控系统的自我诊断功能，以直观判断出系统所存在的问题，并及时对当下的故障问题进行排除。相比较传统单一性的信号检测工作可提供出诸多的判断依据。同时在出现不定态异常情况时，其控制器就可利用K3接触器主动切断供电回路，同时也让信息可及时上传到调度主站当中。

2.3 通信通道优化

在当下的管线通道构建中，一般情况下都是利用一对单模光纤进行数据方面的接受，但往往其中一根光纤只要出现问题都会导致数据通信无法得到有效的建立，同时没有备用的冗余通道。

在主用光纤通道无法进行通信时，该系统中可及时实现自动切换到备用光纤线路中，以此控制系统的稳定性。对传统单通道的故障问题，并不会在这个系统中对运动监控造成直接的影响，同时也为运维人员争取到更多故障处理时间。在启动备用通道后，使得网开关站可对原主用通道进行相应的测试分析，并可持续性的进行错误代码率以及对一些丢包率的统计分析并形成相应的统计报告。这样的处理方式下，是一种对当下系统自我诊断功能的全面优化，有效提升系统的可靠性与稳定性。在日后的运行过程中，及时高效解决各种出现的问题，同时也能够减小故障对系统所带来的影响，避免出现故障扩大的后果。另外，有关人员还需要加强可靠性分析，并在分析中得出准确度较高的结论。

综上，在当下的系统构建中，其控制系统中已增加了2个电流互感器，同时增加了检测信号电路，并对其机构箱控制回路同时增加一部分的辅助监控功能，这样就可在实际的运行中最大程度上提升系统的整体可靠性及信号采集的准确性。