中国铁路上海局集团有限公司 上海 200071
摘要：接触网远动隔离开关，目前普遍采用光纤控制方案，在实际运行中多次出现误动、拒动故障。针对接触网远动隔离开关（简称远动开关，下同）误动和拒动，总公司发布了《接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案》（运供设备函【2015】37号），远动开关操作机构内增加能够远程控制的空气开关（微断开关），分合远动开关时，先合微断开关，分合完毕后断开微断开关，避免了空气开关跳闸后引起的远动开关拒动和控制回路干扰接通电机引起的远动开关误动。微断开关改造后，远动开关误动基本不再发生，但是微断开关又多次出现误合闸故障。
本文对微罗进涛断开关误合闸的原因进行分析，同时提出相应的处置措施。
关键词：接触网；隔离开关；远动控制；微断开关
1.引言
在电气化铁路牵引供电系统中，远动开关作为重要的电气设备，用于枢纽站场、车站、电分相、牵引所亭上网点等处。其作用是连通或切断接触网供电分段，增加供电的灵活性，满足接触网检修和故障处理的需要。其动作的可靠性直接关系到电气化铁路的运行安全。目前远动开关普遍采用光纤控制方案，采用此方案优点很多：光纤通信速度快、传输距离远，能够克服远动开关监控屏至较远的RTU监控终端（安装在远动开关本体处）之间的通信障碍；光纤通信抗电磁干扰能力强；光纤并非导电介质，能够避免雷电波侵入远动开关监控屏。但是，在实际运行中此方案并非尽如人意，多次出现远动开关误动、拒动故障，给电气化铁路运行安全带来不良影响。针对远动开关的误动和拒动，总公司发布了《接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案》（运供设备函【2015】37号），远动开关操作机构内增加能够远程控制的空气开关（微断开关），分合远动开关时，先合微断开关，分合完毕后断开微断开关，避免了空气开关跳闸后引起的远动开关拒动和控制回路干扰接通电机引起的远动开关误动。微断开关改造后，远动开关误动基本不再发生，但是微断开关又多次出现误合闸故障。
2. 微断开关误合闸故障案例
2.1 2017年07月16日14时00分，淮南线某区间上行线分相远动开关3004GK报3004M（3004GK的微断开关）非远动合闸，合肥维管段供电人员现场确认3004M在合位。
2.2 2018年08月18日16时51分，京沪线Ａ分区所下行线分相远动开关3001GK报3001M（3001GK微断开关）合位，供电调度遥控断开了3001M，杭州维管段供电人员现场确认3001M在分位。
2.3 2019年03月16日09时23分，京沪线B分区所下行线分相远动开关3001GK报3001M（3001GK微断开关）合位，供电调度遥控断开了3001M，杭州维管段供电人员现场确认3001M在分位。
3.微断开关误合闸原因分析
以2018年08月18日16时51分京沪线Ａ分区所下行线分相远动开关３００1ＧＫ报3001M误合闸为例，分析微断开关误合闸原因。
3.1 微断开关误合闸处置经过
2018年08月18日16时51分，调度所供电调度台报A分区所3001M合位，16时53分供电调度远动操作断开了3001M。
2018年08月18日17时50分，供电检修人员到达京沪线Ａ分区所，发现远动开关监控屏3001M指示灯为分位，所内综自后台报有交流二路缺相及交流二路停电等报文。
2018年08月19日00时35分，供电检修人员结合天窗检查3001GK本体机构箱内3001M，确认其处于分位，测量3001M电位正常。3001GK本体机构箱、RTU箱密封良好，内部干燥、无水雾，并使用笔记本电脑拷取3001GK本体RTU监控终端报文。
2018年08月19日08：45，供电检修人员查看RTU监控终端报文，与供电调度端报文一致。
3.2 微断开关误合闸原因分析
3.2.1 2018年08月18日16时53分，供电调度遥控3001M分闸，返校正确，执行成功。北京南凯厂家技术人员确认供电调度遥控前3001M处于合位，否则该微断开关遥控分闸不可能执行成功。因此可以确认2018年08月18日16时51分京沪线A分区所3001M误合闸，排除3001M误报合闸信号的可能。
3.2.2 查阅2018年08月18日前3001M的历史报文，未发现其合闸的报文信息，因此可以排除3001M长期处于合位的可能。
3.2.3 3001GK本体机构箱、RTU箱密封良好，内部干燥、无水雾，排除机构箱进水、起雾进而端子短接导致3001M误合闸的可能。
3.2.4 北京南凯厂家技术人员检测3001GK对应的远动开关监控屏RTU，未发现故障时刻（2018年08月18日16时51分）其发出的3001M遥控合闸指令，也未发现故障时刻（2018年08月18日16时51分）其收到的3001M遥控合闸返校指令，可以确定3001M误合闸并非由其远动开关监控屏RTU发出指令造成。
3.2.5 3001M误合闸前后，供电调度端多次报3001RTU失电信号产生/消失，供电检修人员联系电力工区确认当时相应的10kV贯通线发生线路故障，京沪线A分区所交直流屏交流二路电源（10KV所用变馈出）多次缺相及停电，导致其交流一路（27.5KV所用变馈出）、二路电源多次切换，该时间段内多次报出3001RTU失电信号产生/消失。
南京国铁电气有限责任公司技术人员对27.5KV所用变馈出电压进行电能质量测试（抽测），发现其电压谐波含量高、波形畸变严重，相电压（正弦波形时相电压有效值为220V，最大值为311V）最大值达到了434V，如图1所示。
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图1 27.5KV所用变馈出相电压波形图
而3001GK本体RTU监控终端为北京南凯自动化系统工程有限公司生产的NK5730，额定输入交流电压220V/380V（相电压/线电压，有效值），额定输入交流电压过载能力为2倍额定电压440V/760V（相电压/线电压），由于434V接近于440V，特定工况下27.5KV所用变馈出相电压瞬时值超过440V成为可能。27.5KV所用变运行（交直流屏交流一路电源运行）时，京沪线、衢九线多台远动开关本体RTU监控终端烧损，可以间接证明上述观点。
3001GK本体RTU监控终端中，3001GK控制回路采用双接点控制，误动的可能性较小。但是3001M控制回路采用单接点控制，本体RTU极限过载或损坏时，3001M误合闸的可能性较大。
3.2.6 综上所述，京沪线A分区所3001M误合闸原因为：故障时刻（2018年08月18日16时51分）前后，3001GK本体RTU监控终端输入电压的上级电源频繁在27.5KV所用变馈出电源和10KV所用变馈出电源之间切换，故障时刻3001GK本体RTU监控终端输入电压极限过载，造成3001M控制回路中的单接点导通，导致3001M误合闸。
4.微断开关误合闸的处置措施
解决微断开关误合闸的基本指导思想：一是消除干扰；二是强化控制，即使干扰存在也不会误动作；三是加强运行管理。
4.1 提高27.5KV所用变电能质量
受交直交型电力机车和高速动车组运行影响，27.5KV所用变馈出电压谐波含量高，波形畸变严重，谐波过电压严重影响RTU监控终端稳定运行。通过在27.5KV所用变馈出侧（0.22KV侧）安装谐波抑制装置的方式，提高其电能质量。
4.2 提高RTU监控终端过载能力
交直流屏一路进线电源引接至27.5KV所用变，27.5KV所用变谐波过电压严重影响RTU监控终端稳定运行，RTU监控终端应该具备更高的过载能力，保障设备工作的可靠性。
4.3 改接RTU监控终端进线电源
交直流屏新增逆变电源装置，RTU监控终端进线电源改接至逆变电源装置馈线回路，提高RTU监控终端进线电源电能质量，保障RTU监控终端稳定运行。
4.4 改进交直流屏进线电源
目前既有运行电气化铁路，大部分交直流屏一路进线电源引接至27.5KV所用变，二路进线电源引接至10KV所用变。通过大修或更新改造工程，将交直流屏两路进线电源全部引接至10KV所用变（一台所用变引接至10KV一贯线路，另一台所用变引接至10KV综贯线路），提高RTU监控终端进线电源电能质量。目前新建高铁线路交直流屏两路进线电源全部引接至10KV所用变。
4.5 微断开关控制回路出口继电器采用双端口输出
既有RTU监控终端至微断开关电操机构的控制命令是通过单端口（接点）接通控制回路的。有条件时可采用双端口（接点），分别加于控制回路中微断开关电操机构接触器两侧，只有两个端口（接点）同时导通才能使接触器带电，启动控制回路。控制回路双端口（接点）输出比单端口（接点）输出降低了干扰带来的误合闸概率。
4.6 加强微断开关巡视和保养工作
供电工区在远动开关的巡视或保养过程中，要重点检查操作机构箱和RTU监控终端箱的密封情况，内部应干燥、无水雾。密封不严时会造成进水，起雾，导致接点潮湿短接，甚至引起微断开关误合闸。同时也要检查操作机构箱内的加热回路是否工作正常，加热回路能消除机构箱部分水雾。
5.结束语
微断开关在普速、高速铁路中大量改造并投入使用，如何预防微断开关误合闸故障的发生，需要我们不断加强学习，总结经验教训，掌握运行管理要求，这样才能确保电气化铁路的运行安全。
参考文献
[1]李焱.高速铁路接触网隔离开关运动控制技术的研究[J].电气化铁道，2015（2）：1-3.
[2]刘占通.接触网隔离开关监控系统常见故障分析[J].科技资讯，2017（9）：61-62.