高鐵接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控箱燒損解決方案.docx

1、10.13572/ki.tdyy.2017.04.012高鐵接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控箱燒損解決方案張斌（南寧鐵路局柳州供電段.助理工程師，廣西柳州545007）摘要：本文以貴廣高鐵客專線靈川AT所接觸網(wǎng)隔離開關(guān)監(jiān)控箱燒損情況為例，深入分析了網(wǎng)隔監(jiān)控箱燒損的原因.并據(jù)此提出防止雷電反擊網(wǎng)隔監(jiān)控箱的相應(yīng)措施和實(shí)施方案，最大限度減少雷電對(duì)網(wǎng)隔監(jiān)控設(shè)備的損壞。關(guān)鍵詞：高鐵；遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控箱；防雷中圖分類號(hào)：U22425文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-8686（2017）04-039-03旦控箱受富電影的RW220V電源些及電流液向未受電影的網(wǎng)M220V電源段貴廣高鐵于2014年12月26日全線正式開通運(yùn)營，

2、該線全線接觸網(wǎng)隔離開關(guān)均實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)動(dòng)遠(yuǎn)程控制，在接觸網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí)可以通過遠(yuǎn)動(dòng)操作接觸網(wǎng)隔離開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)段的切除或者越區(qū)供電來縮短故障停電時(shí)間.最大限度地保證高鐵的正常運(yùn)行。因此，有必要分析和把握接觸網(wǎng)隔離開關(guān)慣性故障的原因，為解決問題確保高鐵安全運(yùn)營提供保障。1隔離開關(guān)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控箱燒損情況2015年5月至6月間貴廣線出現(xiàn)2次因雷電反擊導(dǎo)致接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控箱（以下簡(jiǎn)稱網(wǎng)隔RTU）燒損的情況，分別是5月5日鐘山西分區(qū)所3101網(wǎng)隔RTU箱燒損和6月13日靈川AT所3101網(wǎng)隔RTU箱燒損。兩次燒損較嚴(yán)重的網(wǎng)隔RTU箱均安裝在鋼支柱上，其余安裝在混泥土支柱上的網(wǎng)隔RTU箱主要是防雷器燒損

3、，有損壞的網(wǎng)隔RTU箱其220V電源線是串接在一起的，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查兩次燒損的主要原因都是因雷電反擊造成。2故障具體原因分析兩次網(wǎng)隔RTU箱燒損情況基本一致，在此以靈川AT所的故障詳細(xì)分析。圖1為網(wǎng)隔分布及電流走向。iiiiiminiiniiiiiiiiiiiiiiiHiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiimiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiI電動(dòng)機(jī)構(gòu)箱圖1網(wǎng)隔及220V供電電纜分布下面從2個(gè)方面闡述故障具體原因:2.1設(shè)備安裝處及運(yùn)行環(huán)境靈川AT所所在地在夏季雷電發(fā)生比較頻繁，且周圍較為空曠，周圍最高的建筑物就是接觸網(wǎng)饋線上網(wǎng)開關(guān)所在的供電鋼支柱，最易遭受

4、雷擊O受損較嚴(yán)重的3101網(wǎng)隔RTU箱直接通過鋼條鐵道運(yùn)營技術(shù)RailwayOperationTechnology固定在鋼支柱上，其余有防雷器受損的RTU箱均安裝在混泥土支柱上，普通混泥土支柱高度約比饋線上網(wǎng)的鋼支柱低2m,且本體的導(dǎo)電能力遠(yuǎn)不及鋼支柱,在鋼支柱受雷擊后整個(gè)鋼支柱成了一個(gè)大的泄流導(dǎo)體，這也是導(dǎo)致3101網(wǎng)隔RTU箱燒損嚴(yán)重的原因之一O2.2網(wǎng)隔RTU箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)及供電電源網(wǎng)隔RTU箱內(nèi)有一個(gè)集中接地端子在箱體內(nèi)右側(cè)下方，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)及網(wǎng)隔RTU箱內(nèi)低壓器件接地均接于此，之后再通過25平方的接地線接至綜合接地，在受雷擊后整個(gè)鋼支柱帶電，部分電流串入RTU箱內(nèi).簡(jiǎn)化的電流分布如圖

5、2所示。圖2泄流時(shí)電流分布示意圖鋼支柱雖已通過扁鋼接地，但泄流時(shí)整個(gè)RTU箱及鋼支柱均成為帶電體，防雷器的220V電源輸入端與接地端間形成大壓差，最終導(dǎo)致防雷器被擊穿，同時(shí)產(chǎn)生的大量熱量燒壞周圍的導(dǎo)線及部分弱電設(shè)備，被擊穿時(shí)部分電流繼續(xù)沿220V供電電源線傳導(dǎo)，與此電源線串接的一起的設(shè)備均受到不同程度損壞。如圖1所示，網(wǎng)隔3201.3101共用一路220V電源，AC220V電源線從所內(nèi)交直流屏開關(guān)引出先接到3201網(wǎng)隔RTU箱（操作機(jī)構(gòu)箱電源均是從RTU箱并接的），再從3201網(wǎng)隔RTU箱引到3101網(wǎng)隔RTU箱，部分雷電串入此電源線上后,分別對(duì)3201網(wǎng)隔RTU箱內(nèi)的防雷器和所內(nèi)交直流屏的防

6、雷器造成損壞。綜上可知，雷電反擊引起的設(shè)備損壞主要有下面3個(gè)方面原因：1）網(wǎng)隔RTU箱直接固定在鋼支柱上，在支柱有雷電泄流時(shí)將成為一個(gè)大的帶電體.故而引起RTU箱內(nèi)設(shè)備的損壞；2）各個(gè)網(wǎng)隔RTU箱220V供電電源線串接在一起，其中一個(gè)RTU箱電源串入高壓電時(shí)將會(huì)影響到其余RTU監(jiān)控箱及所內(nèi)供電的交直流屏；3）防雷器在RTU箱內(nèi)的位置較靠近智能接口裝置（通訊及數(shù)據(jù)處理單元），且周圍與其它器件空余的空間小，高壓擊穿時(shí)易損壞到旁邊的器件。兩次網(wǎng)隔RTU箱受雷擊損壞的事件中，主要受影響的均為網(wǎng)隔RTU監(jiān)控箱，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱卻未有太大損壞，其中主要有2個(gè)原因：一是接地全部集中在網(wǎng)隔RTU箱得接地端子

7、.再從那個(gè)接地端子接到綜合接地；二是隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部無防雷器。這樣電流會(huì)走最短最容易通過的路徑，故并未對(duì)隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱造成很大損壞。假如將網(wǎng)隔RTU箱內(nèi)的防雷器去掉，則其受雷電反擊的損壞將大大減少.但是卻失去正常的防浪涌等作用。3解決方案：為了解決雷電反擊對(duì)網(wǎng)隔RTU箱的損壞，主要有2方面的途徑：第一是盡量降低設(shè)備受雷擊的概率；第二是避免接觸網(wǎng)鋼支柱受雷擊泄流時(shí)對(duì)網(wǎng)隔RTU箱的損壞。3.1減少設(shè)備受雷擊次數(shù)由于接觸網(wǎng)饋線上網(wǎng)開關(guān)所在的鋼支柱高度較高，為了盡量避免其受雷擊就要在周圍安裝一個(gè)更高的避雷針，對(duì)接觸網(wǎng)隔離開關(guān)所在處形成一個(gè)保護(hù)范圍，減少設(shè)備受雷擊的概率。3.2避免接觸網(wǎng)鋼支柱

8、泄流影響避免鋼支柱泄流時(shí)對(duì)網(wǎng)隔RTU箱損壞的最直接辦法是將網(wǎng)隔RTU箱與鋼支柱絕緣隔離起來，但是網(wǎng)隔RTU箱與隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)二次回路及220V電源線是連接在一起的，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)本體乂與鋼支柱是裝在一起的，無法完全隔離開來。從另一方面說，雷電是從網(wǎng)隔RTU箱外殼引入，再從帶電的外殼反擊穿防雷器，只要隔離好箱體與防雷器等的接地線即可.在箱體內(nèi)單獨(dú)安裝接地銅排（見圖3）,二次設(shè)備接地及防雷器接地均接于此，再通過帶絕緣的接地線此外隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱及網(wǎng)隔RTU箱單獨(dú)單獨(dú)接到綜合接地。圖3接地銅排示意圖再從箱體側(cè)接地線到綜合接地。3.3在防雷器前端增加可遠(yuǎn)動(dòng)操作的空開網(wǎng)隔RTU箱的220V供電電源

9、線是串接的，這樣就會(huì)將單個(gè)網(wǎng)隔監(jiān)控單元的雷志影響擴(kuò)散到其余地方。防雷器防止一般的浪涌沖擊還能及時(shí)泄放，但遇到串入的宙電或其它超高電壓時(shí)將會(huì)瞬間燒毀，由于防雷器前一級(jí)無空開（網(wǎng)隔RTU箱的電氣原理圖如圖4）.這樣在防雷器泄放過大電流時(shí)將直接燒壞，同時(shí)燒壞其周圍器件。AC220V圖4網(wǎng)隔RTU箱的電氣原理圖K1若在防雷器前一級(jí)增加一個(gè)大容雖的空開，且?guī)щ妱?dòng)功能.在受到大電流沖擊時(shí)自動(dòng)跳開，保護(hù)防雷器不被燒壞，在無雷電時(shí)通過遠(yuǎn)動(dòng)操作再將其合上。但這要求電池供電穩(wěn)定和RTU單元的控制器高可靠，若電池電量不足將導(dǎo)致遠(yuǎn)動(dòng)合閘失敗。4結(jié)束語減少和以至消除高鐵接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控故障，除要注意做好防宙措施，還要注重確保網(wǎng)隔RTU箱作用的正常發(fā)揮和提升。因?yàn)榫W(wǎng)隔RTU箱主要對(duì)接觸網(wǎng)上的隔離開關(guān)進(jìn)行操作.因此要求其必須具有較高的可靠性，一是通訊的可靠性高，目前大多采用單通道光纖進(jìn)行監(jiān)控（有備用光纖但未接入設(shè)備），無熱備用，有通訊光纜或光接1故障時(shí)需在天窗點(diǎn)內(nèi)人為進(jìn)行修復(fù)，這樣將大大影響故障處理的時(shí)效，若有熱備用通道將不會(huì)對(duì)設(shè)備監(jiān)控造成影響；