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接触网网上隔离开关故障分析及处理措施

发布日期:2021-10-13   来源:《变频器世界》21-08期   作者:孟祥鹏   浏览次数:223
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【摘   要】:接触网网上隔离开关一次分合闸涉及电气、机械、远动设备多环节参与,网上隔离开关动作过程中电气、机械故障都可能会引起开关的拒动,影响牵引供电可靠性。本文根据接触网网上隔离开关常见性故障,指出了故障形成原因,并给出了消除故障的方法以及防止故障频发的改进措施。

 

关健词:接触网;隔离开关;故障分析;处理措施 

Abstract: A single opening and closing of the isolator on the OCS network involves the participation of multiple links including electrical, mechanical and telematics equipment. The electrical and mechanical faults during the operation of the isolator on the OCS network may cause the switch to refuse operation and affect the reliability of traction power supply. According to the common faults of the isolator switch on the catenary network, this paper points out the causes of the faults, and gives the methods to eliminate the faults and the improvement measures to prevent the frequent failures.

Key words: Eatenary; Isolating switch; Fault analysis; Treatment measures

 

1  概述

随着铁路网不断完善,新线路不断增加,段管内网上隔离开关的数量也在增加。网上隔离开关在牵引供电系统中具有非常重要的位置,按照功能区分有上网点隔离开关其主要作用是:如果牵引变电所馈出线发生故障,使用上网隔离开关可以将故障点和接触线隔离开,保障正常的行车安全,维护铁路运输秩序。分相隔离开关其分布在牵引变电所和分区所附近,其主要作用是将变电所供给两个不同方向的电绝缘,避免相间短路故障。电分段隔离开关分布在接触网线路中,能够最大限度降低停电范围,方便日常检修作业。目前电气化铁路网上隔离开关已经越来越多的采用具有远动功能的控制方式,对网上隔离开关设备的运行可靠性提出了更高的要求。

2012年以来网上隔离开关故障呈现上升的趋势,网上隔离开关一次完整的控制过程中,涉及机电部分、远动部分等多个环节的参与。因此,任何一个环节发生故障都将引起网上隔离开关的拒动、误动、误显示,对牵引供电系统的可靠运行带来隐患。为了能够弄清楚网上隔离开关每个环节出现问题的原因,并采取措施避免因网上隔离开关的动作失败而造成的停电干扰运输次序事故。检修车间通过总结网上隔离开关的故障案例进行分析,并给出了避免网上隔离开关故障的改进措施,确保牵引供电可靠性。

2  常见故障分析

2.1  网开关机械故障

事例1:工区按照年度检修调试计划,进行所亭附近分相4001GK远动调试。当进行合闸试验时,隔离开关拒动。

经过作业人员现场检查发现:4001GK限位开关固定点脱落,限位开关固定点老化,4001GK合闸过程中,限位开关受力,导致固定点脱落,未合闸到位时,合闸回路被切断,最终导致4001GK拒动,使得合闸试验失败。4001GK机构内部控制原理图和受损的限位开关如图1和图2所示。



 

                       

                         图1  控制原理图                           图2  受损的限位开关

案例2:工区按照计划对综自改造完工所亭网开关控制屏3001GK远动调试试验,无论调度端远方、所亭后台、屏控、控制合闸均发生,但是控制屏的合闸位置一直未变位。如图3所示为合闸控制按钮。

 

3  合闸控制按钮

经过调试人员现场检查发现:现场按照信号回路查找,发现合闸的位置接点没有闭合到位。网工区调整合闸机构后,现场通过当地手动合闸试验,合闸位置信号上传,合位信号产生。发生位置信号没有上传的原因是,合闸未到位导致合位信号没有发生。隔离开关内部有一组辅助开关,跟随隔离开关传动轴同步转动,从而带动多组辅助触点动作,当辅助开关转动不到位或者损坏时,将上传错误的位置信号,与实际高压刀口位置不对应。

2.2  网开关电气回路部分故障

事例1:工区接生产调度电话通知,牵引变电所亭附近分相隔离开关同时报RTU外部电源失电和电池放电信号。通过信息的判断多为电源端子松动或者电源路径开挖受损,或者所亭10kV和27.5kV两路电源同时失电产生的现象。供电车间申请临时上道计划后,检修工区检查发现电源端子松动,紧固端子后信息复归,恢复正常。电源端子如图4所示。

 

4  紧固电源端子

 

2.3  网开关控制参与的远动设备多样

接触网远动隔离开关的控制参与的远动设备多样,远动故障种类繁多,接触网远动隔离开关故障类型主要有光缆通道故障、电源电缆故障、RTU板件故障、光电转换器等设备元器件故障、二次配线的接线错误或松动、所内综自及网开关屏内设备故障,主站后台关联与现场不对应等都是造成网上隔离开关故障的常见因素

2.4  装置存在问题

接触网控制屏和RTU控制箱等设备通风不良,牵引所控制室采用密封设计,安装在网开关控制屏的装置存在运行过热问题,虽然有空调,但是由于控制内完全封闭,在夏季散热问题仍然突出,多发生通信不通、装置死机现象。RTU控制箱安装在铁路两旁的支柱上,列车经过时产生的震动影响RTU装置的正常运行。

3  处理措施

通过网上隔离开关的故障分析统计,可以得出:导致网上隔离开关故障的主要有四大因素:机械故障、电气回路故障、远动设备、装置问题。

3.1  机械故障处理措施

机械故障多是由于一次主刀口位置不对应,跟随隔离开关传动轴同步转动的辅助开关转动不到位或者损坏时,将上传错误的位置信号,与实际高压刀口不对应。导致后台位置信号判断错误。

会同供电车间在进行隔离开关的年度检修调试时,严格按照调试步骤进行开关的分合闸试验,接触网隔离开关刀闸分合闸卡滞,检调步骤:根据刀闸偏离的方向,将刀闸静触头底座向反的方向固定螺栓解开加一片垫片~电动分合闸试验~动、静触头涂润滑油~再次电动分合闸试验。

网上隔离开关的机械故障多是在安装调试时未按安装尺寸参数及工艺进行所致。今后的网格改造和新线路网格验收时,要严格按照验收标准进行开关的分合试验,确保每一组信号上传到位。

3.2  电气回路故障处理措施

1)车间2019年4月,结合供电车间网上隔离开关的调试计划开展变电所网开关控制屏的检查,重点对电源端子,信号接点端子紧固。同时道上进行隔离开关机构箱的电气部分,端子排紧固以及元件清扫、接头紧固。对有损坏器件进行更换。图5位机构箱电气回路检查。图6在电源端子紧固。

         

         图5  机构箱电气回路检查                                图6  电源端子紧固

2)针对网开关通讯装置经常因为死机的原因导致通道不通,可以在网上隔离开关电源改为带有电动操作的开关,主站可以远动操作电源实现设备的重启。

3)生产调度平衡好电力停电和牵引所亭27.5kV所用变检修的计划,避免因10kV和27.5kV所用变同时检修导致交流电源停电,影响设备通讯。

3.3  远动设备故障处理措施

针对远动故障问题,车间技术骨干开会研究讨论总结。图7列举近几年由于RTU外来电源失电导致通讯中断的远动故障。

 

7  RTU通讯故障统计

1)2019年7月起车间组织RTU厂家逐步排查,重点对电源模块和RTU装置的性能检测。不留死角做到心中有数。

2)针对光纤受力原因导致通讯中断,车间重点对网上隔离开关RTU控制箱内光纤接头受力部分排查,使用绑扎带固定好,避免光纤接头受力。如图8所示。车间制定倒排计划,排查网格改造后的光纤固定情况,对需要整改的问题立即整改,不留任何一处缺陷,闭环管理。

 

 

8  光纤固定

3)针对出所的电源电缆和光纤路径,按照要求布置好电缆和光缆标桩,方便后期因电源故障查找。

3.4  装置问题处理措施

1)针对接触网开关控制屏、RTU等设备通风不良状况,接触网开关控制屏采取控制屏后柜门半掩制度,增加控制屏通风。线路上RTU装置结合天窗点内停电时间检修调试计划进行装置的重启。

 

9  接触网开关控制盘通风

2)检修人员可以与RTU装置厂家联系进行沟通,在主站端能够发出重启指令,增加装置能够实现自动重启功能。节支降耗,同时提高劳动效率。

通过日常故障处理网开关故障经验,总结出处理网隔故障的流程图如图10所示。

 

 

10  网开关处理流程图

 

4  结论

本文通过对现场发生过的网上隔离开关的案例分析,充分了解了网上隔离开关动作过程中可能出现的各种故障原因分析,并给出了处理措施。在作业过程中我们认真把握好检修工作中的每一道工艺、质量关,不断提高检修质量,从而降低网上隔离开关的故障率,确保牵引供电安全。

 

参考文献:

[1] 王帅. 高压隔离开关常见缺陷分析及改进措施[J].硅谷,2010年第14期.

[2] 陈宏伟,王光临. GW4-126型户外隔离开关的常见缺陷分析及改进措施[J]. 高压电器,2004年第02.

[5] 中国铁道出版社. 高速铁路牵引变电所运行检修规程[Z]. 2015,北京.

[3] 顾红友. 隔离开关拒绝分、合闸原因分析与对策[J]. 通讯世界,2017.

[4] 李继光,户外高压隔离开关常见故障原因及处理措施[J]. 电工电气,2011.

[5] 中国铁道出版社. 高速铁路牵引变电所运行检修规程[Z]. 2015年,北京.

 

作者简介:

孟祥鹏

祥鹏,男,徐州供电段工程师  硕士研究生学历,主要从事牵引变电方面工作

 

 
 
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