Prevenir i resoldre les falles dels interruptors de catenària en el ferrocarril

"Els errors dels interruptors d'isolació de la catenària" són falles comunes en les operacions actuals d'abastament elèctric de tracció. Aquests errors sovint resulten de falles mecàniques de l'interruptor mateix, malfuncionaments del circuit de control o falles de la funció de control remot, que porten a la negativa d'operar o a l'operació no intencionada de l'interruptor d'isolació. Per tant, aquest article discuteix els errors comuns dels interruptors d'isolació de la catenària durant les operacions actuals i els mètodes de gestió corresponents després de la ocurrencia de la falla.

1. Errors Comuns dels Interruptors d'Isolació de la Catenària

1.1 Falles Mecàniques (Resistència de contacte elevada al circuit de l'interruptor d'isolació, connexions defectuoses dels conductors, aïllants de suport rajolats o explotats)

1.1.1 Com que l'interruptor d'isolació de la catenària és un component principal de la línia d'abastament, una resistència de bucle excessiva en el circuit de la catenària es manifesta específicament de la següent manera: quan un tren elèctric pren corrent de la línia, els contactes es calenteixen i ardeixen degut a una resistència de contacte massa elevada al circuit, provocant la pèrdua de l'abastament elèctric, un apagat de la catenària, la interrupció de les operacions del tren i accidents d'abastament elèctric ferroviari.

1.1.2 El contacte deficient o la ruptura dels conductors, els clamps de fil electrificat ardits o el contacte deficient entre els conductors i els clamps de l'interruptor d'isolació de la catenària poden impedir que l'abastament elèctric de tracció faci arribar la corrent a la línia de la catenària, causant també falles de la catenària i afectant les operacions del tren.

1.1.3 Si els aïllants de suport de l'interruptor d'isolació de la catenària estan contaminats, humits o rajolats durant un període llarg, poden causar un flashover degut a una insuficiència d'aïllament respecte a terra, provocant el disjunt de la subestació de tracció, un apagat de la catenària i la interrupció de les operacions del tren.

1.2 Falles del Circuit de Control
El circuit de control de l'interruptor d'isolació de la catenària inclou components com motors, relés i commutadors d'energia. Les falles del circuit de control ocorren principalment en el circuit de control secundari, incloent-hi la falta d'abastament elèctric en el circuit secundari, terminals suaus, falla interna del motor i malfuncionament del contactor o botons d'obertura/tancament, tots ells poden causar la falla de l'equipament.

1.3 Falles de Comunicació Remota

1.3.1 Falles del Terminal de Monitorització i Control de l'Interruptor de la Catenària (RTU). Les falles comunes del RTU inclouen: 

• Interrupció de la comunicació RTU

• Informació falsa sobre l'estat obert/tancat de l'interruptor de la catenària o del minicommutador;

• Pèrdua de l'abastament extern d'energia

1.3.2 Falles del Cable Òptic i del Cable d'Energia
Les falles comunes inclouen: 

• Rompiment del cable de fibra òptica; 

• Falla del cable d'energia; 

• Falla del mòdul de càrrega.

2.Mètodes de Gestió per als Errors Comuns dels Interruptors d'Isolació de la Catenària

2.1 Mètodes de Gestió per a les Falles Mecàniques
Potentciar la inspecció, prova i patrulla dels interruptors d'isolació de la catenària. Realitzar neteja i manteniment regular anualment; per a àrees amb alta contaminació, netejar i mantenir cada 3 mesos; per a àrees amb baixa contaminació, cada 6 mesos. Durant el manteniment, centrar-se en la verificació de les boltes als punts de connexió superior i inferior i apretar-les utilitzant una clau dinamomètrica. El moment d'apretat de totes les boltes de connexió ha de complir amb els valors especificats a la Taula 1 per evitar connexions suaus que puguin causar descàrregues d'equipament. 

Comprovar la flacciditat, integritat i distància d'aïllament dels conductors de l'interruptor. Per abordar la resistència de contacte elevada que provoca sobrecalentament, centrar-se en la mesura de la resistència de bucle en les parts de contacte durant les proves: quan la corrent de prova és de 100A, la resistència de bucle al punt de contacte no hauria de superar els 50μΩ. Inspectar els contactes, netejar-los suavement amb gasolina i un drap, i aplicar vaselina. Utilitzar una fusta de proves de 0,05×10mm per comprovar la fitxa del contacte entre els dits de contacte i els contactes. En la pràctica, la manca de manteniment i proves adequades han portat a l'incendi d'interruptors d'isolació, com es mostra a la Figura 1 a continuació:

2.2 Mètodes de gestió per a errors en el circuit de control

Comproveu si hi ha danys en els cables secundaris del circuit de control. Verifiqueu la rotació normal del motor. Inspecteu els contactors, els commutadors auxiliars i els botons d'obertura/tancament per a danys. Assegureu-vos que la commutació dels commutadors auxiliars és correcta i que tenen un contacte fiable. Comproveu si hi ha connexions elèctriques lasses, etiquetatge secundari clar i cablació correcta. Ajusteu les connexions terminals secundàries. En el sistema de transmissió mecànica, inspecteu els canvis, les preses i els creuaments per a deformacions o corrosió, i assegureu-vos que els filferros estan intactes. La clau per abordar tots els errors del circuit de control és una inspecció, neteja i manteniment exhaustius. Després de completar-ho, operi manualment i elèctricament l'interruptor obert i tancat tres cops cadascun per assegurar-se de la seva funció fiable.

2.3 Mètodes de gestió per a errors de comunicació remota:

2.3.1 Quan la comunicació RTU s'interrump, primer comproveu l'alimentació elèctrica de la RTU per veure si el disjuntor s'ha disparat. Si no s'ha disparat, comproveu si els indicadors de la RTU parpellegen normalment. Si els indicadors són anòmals, comproveu si el terminal de monitorització de la RTU s'ha bloquejat degut a una operació prolongada. Reinicieu la RTU i observeu si funciona normalment. Si encara no funciona normalment (els indicadors TX/RX d'emissió/recepció no parpellegen), és probable que els nodes internos d'emissió/recepció del mòdul RTU estiguin danificats i necessiteu reemplaçar el terminal de monitorització de la RTU per verificar-ne la funcionalitat.

2.3.2 Quan es produeixen falses alertes sobre l'estat d'obertura/tancament del cos de l'interruptor de catenària o del mini disjuntor, primer verifiqueu si el cos de l'interruptor i el mini disjuntor estan en condició normal. Si estan posicionats correctament, comproveu si els blocs de terminales secundaris de senyal remota de la RTU (KF1/KH1/KC1)/(YX1/YX2) estan lasses. Comproveu si el mini disjuntor pot tancar correctament. Si funciona normalment, el seu estat és bo. Normalment, el mini disjuntor hauria d'estar en posició oberta. Quan es produeixen falses alarmes, inspeccioneu els terminals de senyal remota de la RTU (KF2/KH2/KC2)/(YX3/YX4) per a llasseïa.

2.3.3 En cas de pèrdua d'alimentació externa, comproveu si la font d'alimentació entrant (línia de pas o subestació) té una falta de fase o un tall d'alimentació. Inspeccioneu la ruta d'enterrament del cable per a danys. Utilitzeu proves de continuïtat per comprovar si el desplaçament de la base ha causat un aterrament o curt-circuit del cable d'alimentació. També comproveu si el bloc de terminales secundàries de la RTU (YX15/COM) està llaç.

2.3.4 En cas de fallida del cable de fibra òptica, utilitzeu un Reflectòmetre Òptic de Domini Temporal (OTDR) per inspeccionar si la ruta enterrada del cable de fibra òptica ha estat danificada. Proveïu regularment l'atenuació de la fibra òptica amb un potenciómetre òptic. Comproveu si els fils finals dins de la caixa terminal de la RTU estan doblegats o danificats, i reemplaceu-los periòdicament.

3.Conclusió

Els interruptors d'isolació de catenària s'utilitzen actualment de manera extensa en les operacions ferroviàries electrificades i han esdevingut una part indispensable del subministrament de tracció elèctrica del ferrocarril. Com prevenir els errors en els interruptors d'isolació de catenària i com gestionar-los eficientment després de la seva ocurrencia—per reduir la freqüència d'errors, minimitzar la durada dels talls i atenuar l'impacte en el transport ferroviari—requereix els nostres esforços contínus, l'aprenentatge reforçat, l'acumulació d'experiència i la maestría en els errors operacionals dels interruptors d'isolació de catenària per assegurar el funcionament suau dels ferrocarrils.