高铁接触网隔离开关远动监控箱烧损解决方案.docx

1、10.13572/ki.tdyy.2017.04.012高铁接触网隔离开关远动监控箱烧损解决方案张斌（南宁铁路局柳州供电段.助理工程师，广西柳州545007）摘要：本文以贵广高铁客专线灵川AT所接触网隔离开关监控箱烧损情况为例，深入分析了网隔监控箱烧损的原因.并据此提出防止雷电反击网隔监控箱的相应措施和实施方案，最大限度减少雷电对网隔监控设备的损坏。关键词：高铁；远动监控箱；防雷中图分类号：U22425文献标识码：B文章编号：1006-8686（2017）04-039-03旦控箱受富电影的RW220V电源些及电流液向未受电影的网M220V电源段贵广高铁于2014年12月26日全线正式开通运营，

2、该线全线接触网隔离开关均实现了远动远程控制，在接触网线路发生故障时可以通过远动操作接触网隔离开关来实现对故障区段的切除或者越区供电来缩短故障停电时间.最大限度地保证高铁的正常运行。因此，有必要分析和把握接触网隔离开关惯性故障的原因，为解决问题确保高铁安全运营提供保障。1隔离开关远动监控箱烧损情况2015年5月至6月间贵广线出现2次因雷电反击导致接触网隔离开关远动监控箱（以下简称网隔RTU）烧损的情况，分别是5月5日钟山西分区所3101网隔RTU箱烧损和6月13日灵川AT所3101网隔RTU箱烧损。两次烧损较严重的网隔RTU箱均安装在钢支柱上，其余安装在混泥土支柱上的网隔RTU箱主要是防雷器烧损

3、，有损坏的网隔RTU箱其220V电源线是串接在一起的，经现场仔细检查两次烧损的主要原因都是因雷电反击造成。2故障具体原因分析两次网隔RTU箱烧损情况基本一致，在此以灵川AT所的故障详细分析。图1为网隔分布及电流走向。iiiiiminiiniiiiiiiiiiiiiiiHiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiimiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiI电动机构箱图1网隔及220V供电电缆分布下面从2个方面阐述故障具体原因:2.1设备安装处及运行环境灵川AT所所在地在夏季雷电发生比较频繁，且周围较为空旷，周围最高的建筑物就是接触网馈线上网开关所在的供电钢支柱，最易遭受

4、雷击O受损较严重的3101网隔RTU箱直接通过钢条铁道运营技术RailwayOperationTechnology固定在钢支柱上，其余有防雷器受损的RTU箱均安装在混泥土支柱上，普通混泥土支柱高度约比馈线上网的钢支柱低2m,且本体的导电能力远不及钢支柱,在钢支柱受雷击后整个钢支柱成了一个大的泄流导体，这也是导致3101网隔RTU箱烧损严重的原因之一O2.2网隔RTU箱内部结构及供电电源网隔RTU箱内有一个集中接地端子在箱体内右侧下方，隔离开关操作机构及网隔RTU箱内低压器件接地均接于此，之后再通过25平方的接地线接至综合接地，在受雷击后整个钢支柱带电，部分电流串入RTU箱内.简化的电流分布如图

5、2所示。图2泄流时电流分布示意图钢支柱虽已通过扁钢接地，但泄流时整个RTU箱及钢支柱均成为带电体，防雷器的220V电源输入端与接地端间形成大压差，最终导致防雷器被击穿，同时产生的大量热量烧坏周围的导线及部分弱电设备，被击穿时部分电流继续沿220V供电电源线传导，与此电源线串接的一起的设备均受到不同程度损坏。如图1所示，网隔3201.3101共用一路220V电源，AC220V电源线从所内交直流屏开关引出先接到3201网隔RTU箱（操作机构箱电源均是从RTU箱并接的），再从3201网隔RTU箱引到3101网隔RTU箱，部分雷电串入此电源线上后,分别对3201网隔RTU箱内的防雷器和所内交直流屏的防

6、雷器造成损坏。综上可知，雷电反击引起的设备损坏主要有下面3个方面原因：1）网隔RTU箱直接固定在钢支柱上，在支柱有雷电泄流时将成为一个大的带电体.故而引起RTU箱内设备的损坏；2）各个网隔RTU箱220V供电电源线串接在一起，其中一个RTU箱电源串入高压电时将会影响到其余RTU监控箱及所内供电的交直流屏；3）防雷器在RTU箱内的位置较靠近智能接口装置（通讯及数据处理单元），且周围与其它器件空余的空间小，高压击穿时易损坏到旁边的器件。两次网隔RTU箱受雷击损坏的事件中，主要受影响的均为网隔RTU监控箱，隔离开关操作机构箱却未有太大损坏，其中主要有2个原因：一是接地全部集中在网隔RTU箱得接地端子

7、.再从那个接地端子接到综合接地；二是隔离开关操作机构箱内部无防雷器。这样电流会走最短最容易通过的路径，故并未对隔离开关操作机构箱造成很大损坏。假如将网隔RTU箱内的防雷器去掉，则其受雷电反击的损坏将大大减少.但是却失去正常的防浪涌等作用。3解决方案：为了解决雷电反击对网隔RTU箱的损坏，主要有2方面的途径：第一是尽量降低设备受雷击的概率；第二是避免接触网钢支柱受雷击泄流时对网隔RTU箱的损坏。3.1减少设备受雷击次数由于接触网馈线上网开关所在的钢支柱高度较高，为了尽量避免其受雷击就要在周围安装一个更高的避雷针，对接触网隔离开关所在处形成一个保护范围，减少设备受雷击的概率。3.2避免接触网钢支柱

8、泄流影响避免钢支柱泄流时对网隔RTU箱损坏的最直接办法是将网隔RTU箱与钢支柱绝缘隔离起来，但是网隔RTU箱与隔离开关操作机构二次回路及220V电源线是连接在一起的，隔离开关操作机构本体乂与钢支柱是装在一起的，无法完全隔离开来。从另一方面说，雷电是从网隔RTU箱外壳引入，再从带电的外壳反击穿防雷器，只要隔离好箱体与防雷器等的接地线即可.在箱体内单独安装接地铜排（见图3）,二次设备接地及防雷器接地均接于此，再通过带绝缘的接地线此外隔离开关操作机构箱及网隔RTU箱单独单独接到综合接地。图3接地铜排示意图再从箱体侧接地线到综合接地。3.3在防雷器前端增加可远动操作的空开网隔RTU箱的220V供电电源

9、线是串接的，这样就会将单个网隔监控单元的雷志影响扩散到其余地方。防雷器防止一般的浪涌冲击还能及时泄放，但遇到串入的宙电或其它超高电压时将会瞬间烧毁，由于防雷器前一级无空开（网隔RTU箱的电气原理图如图4）.这样在防雷器泄放过大电流时将直接烧坏，同时烧坏其周围器件。AC220V图4网隔RTU箱的电气原理图K1若在防雷器前一级增加一个大容虽的空开，且带电动功能.在受到大电流冲击时自动跳开，保护防雷器不被烧坏，在无雷电时通过远动操作再将其合上。但这要求电池供电稳定和RTU单元的控制器高可靠，若电池电量不足将导致远动合闸失败。4结束语减少和以至消除高铁接触网隔离开关远动监控故障，除要注意做好防宙措施，还要注重确保网隔RTU箱作用的正常发挥和提升。因为网隔RTU箱主要对接触网上的隔离开关进行操作.因此要求其必须具有较高的可靠性，一是通讯的可靠性高，目前大多采用单通道光纤进行监控（有备用光纤但未接入设备），无热备用，有通讯光缆或光接1故障时需在天窗点内人为进行修复，这样将大大影响故障处理的时效，若有热备用通道将不会对设备监控造成影响；