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接触网隔离开关的常见故障探讨

来源:《工业科技》第44卷 第4期

作者:袁锐

关键词:接触网;隔离开关;远动控制;检修;电力复合脂 ; 导电膏;接头发热;防腐蚀;防发热;降电阻;抗氧化;20年免维护

摘要

接触网隔离开关是高铁接触网供电系统广泛使用的一种电气设备。因其在户外运行,受环境和气候影响;同时随着运行年限的增长,设备磨损老化,可发生操作机构和远动系统等问题故障。通过对宁杭高铁线开通以来该设备问题故障以及检修的经验总结,探讨性的分析了国内隔离开关厂家的薄弱环节及普遍问题,结合实际地提出了检修的具体方法,并对新型远动控制隔离开关的改进提出了建议。

1.隔离开关的功能介绍和分类

隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,在电路中起隔离作用,与断路器相比,隔离开关没有封闭灭弧吹弧装置,所以是禁止带负荷操作刀闸的,在高铁上普遍起到投入或切除线路作用的是高压断路器。当一个区段内的高铁主导电回路投入或者切除,跳闸后重新送电之时,都必须先进行断路器的开通和闭合,再进行隔离开关的刀闸开合。

隔离开关按照装设地点可分为户内和户外;按电压等级分为低压、高压,按极数分为单极、双极和三级;按支柱数量可分单柱式、双柱式、三柱式;按有无接地可分为有接地和无接地;按操动机构可分为手动式、电动式、气动式、液压式。

2.宁杭高铁隔离开关故障情况

宁杭高铁自开通以来隔离开关陆续出现过许多问题,现将主要出现问题归类如下。

(1) 隔离开关刀闸分合不到位问题。故障案例:2014 年12 月4 日,宁杭高铁665,666 供电单元,检修人员在检修隔开时发现为xx 站10# 单极隔离开关分合闸不到位,在经过远动调试后确认RTU 远动操作机构无异常,现场进行了隔离开关加涂导电膏处理后修复故障。

(2)隔离开关隔开电机故障。故障案例:2015 年1月13 日,宁杭高铁651,652 供电单元,检修人员在检修隔开时发现xx 站9# 常闭单极隔离开关无法操作,在经过检查后发现为隔离开关电机故障,在厂家检查更换电机后修复故障。

(3)RTU 远动通信故障。故障案例:2013 年12 月11 日,宁杭高铁663,664 供电单元,工区接到电调电话通知xx-xx 区间牵引所上网隔开远动操作失败,经检查发现RTU 远动箱光缆头通信中断,在厂家检查更换光缆头后故障修复。

(4)隔离开关不定态问题。故障案列:2014 年4 月10 日,宁杭高铁651,652 供电单元,检修人员在进行xxx-xx 区间牵引所上网隔开远动调试时发现隔离开关分合不定态,调度所无法显示隔离开关状态,经过更换通信光缆后问题得以解决。

3.隔离开关故障原因分析

综上所述:截止到2015年2月,宁杭高铁线上共有42 把隔离开关出现如上类似的问题。通过对以上各种典型性问题进行分析。

3.1 第一类问题

主要是机构问题,常常引起隔离开关分合不到位或是隔开当地位无法操作

3.2 第二类问题

主要是远动控制RTU 通信故障。

4.处理方法与建议

(1)对于隔离开关常出现的第一类机构问题,结合目前实际,建议采用对转动部分加注润滑脂,对刀闸及动静触头加涂导电膏的方式。对于个别转动连杆已经出现弯曲或者卡滞的情况,建议更换为不锈钢转动连杆,或者采用热镀锌处理。

(2)对于隔离开关常出现的第二类远动问题,建议对通信光缆进行全面普查,组织专人对各个地段光缆进行检测,加装故障测距装置,能够在主控屏上就显示出准确的光缆中断位置,提高接触网隔离开关远动性能的可靠性;采用单独光缆检修井,使设备抗干扰性强、能满足恶劣的工业污染环境及AT 供电运行环境的要求、能实现采集信号的远距离传输、具备防雷电及过电压的功能。更换电容量更大的UPS,减少充电次数。在条件成熟之时,结合既有经验,根据现行技术要求,对现有RTU 远动系统进行全面升级,在此提出应用4GLTE网络进行接触网隔离开关无线远动操作的建议,将现有有线远动隔离开关纳入到无线远动控制体系中去,应用4G-LTE 网络的接触网隔离开关无线远动系统由三部分组成,主要有调度中心、无线通道和RTU控制部分,结构如图1 所示:

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图1 接触网隔离开关远动无线方式结构图

隔离开关远动无线方式监控装置主要由可编程控制器(PLC)、UPS 不间断电源、4G-LTE 调制解调器、输出驱动与输入缓冲、防雷击器件5 部分构成。该系统的特点能够克服前述接触网远动隔离开关存在的问题。