摘要：对高速铁路隧道内接触网隔离开关RTU装置发生的各类故障进行了详细分析，并对接触网隔离开关RTU装置故障问题的处置方案和防范措施进行了探讨。
关键词：高速铁路；隧道内；接触网；隔离开关；RTU装置故障
接触网隔离开关是高速铁路牵引供电回路的重要组成部分，通过远动操作隔离开关，可以快速实现接触网供电臂停电、越区供电、缩小故障范围等功效，是高速铁路牵引供电设备检修、应急抢修及动车组救援不可或缺的关键设备之一。
随着西成高铁的正式开通运营，因地理环境的约束，隧道内新形式、新结构的高铁接触网隔离开关正式投入运行，同时新结构的高铁接触网隔离开关RTU装置远动问题频发，问题的类型也复杂多样，严重影响到供电设备日常检修的生产组织及故障情况下的应急处置。下面以西成高铁为例，对接触网隔离开关RTU装置故障及处置、防范措施进行探讨，并对隔离开关RTU装置的安装及检修方法提出优化建议。
1.隧道内接触网隔离开关组成
隧道内接触网隔离开关由开关本体、操作机构箱、远程控制箱（RTU箱）三大部分组成。其中，开关本体包含开关主刀闸、支持瓷瓶、横向传动杆、连接拐臂、U型抱箍、三角连扳、纵向传动杆等部件（负荷开关另包含铜滑道消弧装置、转向齿轮盒）。操作机构箱内安装有操作电机及控制回路、电源微动开关（下文简称微操）操作面板、二次线端子排柱、加热装置等。RTU箱内主要安装有远程控制单元（IOK板）光缆接续盒、电源及二次接线端子排柱、恒温加热装置等。
图1：隧道内接触网隔离开关整体结构图
2.隧道内接触网隔离开关故障
接触网隔离开关故障包括机械故障和远动故障两大类。其中机械故障主要指开关无法电动分合、及分合闸不到位问题；截至目前西成高铁运营期间未发生隔开机械故障，所以本次仅讨论隔开RTU装置远动故障，远动故障主要指隔离开关及微操误动作、遥控失效、遥信中断、RTU装置单板烧损及误发信息等问题。
2.1隧道内接触网隔离开关远动故障基本情况
接触网隔离开关远动故障主要包括由于隔离开关电源断电、光纤通道中断、远程控制单元模块故障、二次接线松动或破损、以及变电所亭通讯装置故障等引发的隔离开关及微操误动作、遥控失效、遥信中断及误发信息等问题。
西成客专自开通以来，在段管内的接触网隔离开关远动信息涉及14台网隔，其中通信状态异常信息8台网隔、RTU失电信息2台网隔、开关不定态信息4台网隔，共计烧损RTU板18块，整流模块1个。具体如下：
2.1.1通信状态异常8台：东梁变电所网开关站3001、3002、3003、3004；麻河分区所网开关站3731、3001；阿房宫AT分区所网开关站3013、3004。
2.1.2 RTU失电信息2台：阿房宫AT分区所网开关站4002、东流水分区所网开关站3002。
2.1.3开关不定态信息4台：麻河分区所网开关站3004、3741；十岔沟AT所网开关站3006；新场街AT所网开关站4004开关不定态。
2.2隧道内接触网隔离开关远动故障排查
西成客专接触网隔离开关远动信息均为隧道洞室的网隔通信状态异常，多为动车组经过时造成的 RTU板烧损。
2.2.1隧道网隔接地情况：
2.2.1.1隧道洞室网隔14台：东梁牵引变电所8台网隔分别安装于6个隧道洞室，分相隔离开关4台分别位于4个洞室，3#、4#馈线上网点分别位于2个洞室。麻河分区所分相隔离开关4台，分别位于4个隧道洞室。
2.2.1.2隧道洞室接地情况：东梁变电所、麻河分区所、东流水分区所隧道洞室两个接地端子，西安/成都方向侧引接RTU箱、机构箱接地，成都/西安方向引接高压电缆外护套接地，对联调联试期间洞室内一个接地端子测量不合格的将电缆外护套、箱体接地均接至良好的接地端子。
2.2.1.3 RTU箱接地情况：箱体通过接地线与隧道洞室的接地极相连，箱内接地铜牌引接3根地线，分别为防浪涌保护器、网开关测控终端、电池充电模块的地线。
2.2.2隧道网隔二次线接线情况：
机构箱、RTU箱接线松动：现场检查网隔现场二次接线有松动现象，2台RTU失电信息均为接线松动引起，已完成将全部网隔二次接线紧固。
2.2.3隧道网隔电源质量情况：
对东梁3003加装电能质量监测仪，监测该隧道洞室的两个接地端子电流，监测RTU箱内电源模块接地端子的电流，监测RTU箱内接地铜排对洞室接地线的电压。
2.3隧道内接触网隔离开关远动故障原因分析
2.3.1接触网隔离开关从电力箱变引接的AV220V电源正常，电压无明显变化。
2.3.2从故障的RTU板分析，干扰引入板卡后，电路板与地相连接的敏感器件均因电压过大而烧坏。此处相关芯片正常为3.3V供电，最大工作电压为7V，芯片的ESD（静电防护）电压为2000V，当外部干扰时间极短（ns级别）时，只要不超过2000V，不会对芯片产生损坏。但是如果干扰持续时间过长，只要超过7V的最大额定电压范围，也会对芯片造成击穿而损坏。
2.3.3隧道洞室内接地有高压电缆外护套接地与机构箱、RTU箱接地共同引接至一个接地端子，从外部干扰来源上多了一个可能的方向。
3.隧道内接触网隔离开关故障整治措施
3.1 隧道内接地端子不良的重新焊接钢筋，恢复两个单独的接地端子，一个引接电缆外护套的接地，另一个引接机构箱、RTU箱的接地。
3.2 对隧道内网隔机构箱、RTU箱二次接线紧固。
3.3网隔RTU装置厂家对网开关RTU装置进行改进，对RTU装置进行绝缘处理，加装绝缘板，更换塑料螺丝，拆除接地。
3.4 升级网隔RTU装置内部程序，调整内部消抖延时，过滤电磁干扰带来的影响，降低网隔异常信号的误发情况。
4.结束语
通过对高速铁路隧道内隔开RTU装置故障的处理与分析，探讨和总结了接触网隧道隔离开关在设计、施工及运营检修中存在的不足，提出了完善、改进建议。提高施工安装工艺标准、零部件的质量、完善和优化设备检修方法，能够有效提升接触网隔离开关的运行质量，保证高速铁路牵引供电生产组织及应急处置的有序进行。
参考文献：
[1]于万聚．高速电气化铁路接触网 [M]．成都：西南交通大学出版社，2003．
[2]高速铁路接触网运行维修规则[J].北京：中国铁道出版社，2016
[3]接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案.中国铁路总公司运输局，2015
[4]程波.牵引变电所综合自动化.中国铁道出版社，2008
论文作者:周鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/14
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