Prevención y Resolución de Fallas en Interruptores de Catenaria en Ferrocarriles

Las "fallas de los interruptores de seccionamiento de catenaria" son fallos comunes en las operaciones actuales de suministro de energía de tracción. Estas fallas a menudo resultan de fallos mecánicos del propio interruptor, malfuncionamientos del circuito de control o fallos de la función de control remoto, lo que lleva a un rechazo de funcionamiento o a una operación no deseada del interruptor de seccionamiento. Por lo tanto, este documento discute las fallas comunes de los interruptores de seccionamiento de catenaria durante las operaciones actuales y los métodos de manejo correspondientes después de la ocurrencia de la falla.

1.Fallas Comunes de los Interruptores de Seccionamiento de Catenaria

1.1 Fallas Mecánicas (Alta resistencia de contacto en el circuito del interruptor de seccionamiento, conexiones de conductores deficientes, aisladores de soporte agrietados o explotados)

1.1.1 Como el interruptor de seccionamiento de catenaria es un componente principal de la línea de suministro de energía, una resistencia excesiva en el bucle del circuito de catenaria se manifiesta específicamente de la siguiente manera: cuando un locomotora eléctrica extrae corriente de la línea, los contactos se sobrecalientan y queman debido a una resistencia de contacto excesivamente alta en el circuito, lo que resulta en la pérdida del suministro de energía, apagón de la catenaria, interrupción de las operaciones del tren y accidentes de suministro de energía ferroviaria.

1.1.2 Un mal contacto o rotura de los conductores, abrazaderas de cable quemadas, o un mal contacto entre los conductores y las abrazaderas del interruptor de seccionamiento de catenaria pueden impedir que el suministro de energía de tracción entregue energía a la línea de catenaria, causando también fallos de catenaria e interfiriendo con las operaciones del tren.

1.1.3 Los aisladores de soporte del interruptor de seccionamiento de catenaria, si están contaminados, húmedos o agrietados por un período prolongado, pueden causar descargas debido a una insuficiente aislación al suelo, desencadenando saltos de tensión en la subestación de tracción, apagones de la catenaria e interrupciones en las operaciones del tren.

1.2 Fallos del Circuito de Control
El circuito de control del interruptor de seccionamiento de catenaria incluye componentes como motores, relés y interruptores de alimentación. Las fallas del circuito de control ocurren principalmente en el circuito de control secundario, incluyendo falta de suministro de energía en el circuito secundario, terminales sueltas, fallo interno del motor, y malfuncionamiento del contactor o botones de apertura/cierre, todos los cuales pueden causar fallos en el equipo.

1.3 Fallos de Comunicación Remota

1.3.1 Fallos del Terminal de Monitoreo y Control del Interruptor de Catenaria (RTU). Los fallos comunes del RTU incluyen: 

• Interrupción de la comunicación RTU

• Falso reporte del estado de apertura/cierre del cuerpo del interruptor de catenaria o del interruptor automático;

• Pérdida de suministro de energía externa

1.3.2 Fallos de Cable de Fibra Óptica y Cable de Energía
Fallos comunes incluyen: 

• Ruptura de cable de fibra óptica; 

• Fallo de cable de energía; 

• Fallo del módulo de carga.

2.Métodos de Manejo para las Fallas Comunes de los Interruptores de Seccionamiento de Catenaria

2.1 Métodos de Manejo para las Fallas Mecánicas
Fortalecer la inspección, prueba y patrulla de los interruptores de seccionamiento de catenaria. Realizar limpieza y mantenimiento regular anualmente; para áreas altamente contaminadas, limpiar y mantener cada 3 meses; para áreas poco contaminadas, cada 6 meses. Durante el mantenimiento, centrarse en verificar los pernos en los puntos de conexión superior e inferior y apretarlos usando una llave dinamométrica. El par de apriete de todos los pernos de conexión debe cumplir con los valores especificados en la Tabla 1 para prevenir conexiones sueltas que puedan causar descargas de equipo. 

Verificar la caída, integridad y distancia de aislamiento de los conductores del interruptor. Para abordar el aumento de la resistencia de contacto que causa sobrecalentamiento, centrarse en medir la resistencia de bucle en las partes de contacto durante las pruebas: cuando la corriente de prueba es de 100A, la resistencia de bucle en el punto de contacto no debe superar los 50μΩ. Inspeccionar los contactos, limpiarlos suavemente con gasolina y un paño, luego aplicar vaselina. Usar una hoja de calibre de 0.05×10mm para verificar la estrechez del contacto entre los dedos de contacto y los contactos. En la práctica, la falta de mantenimiento y pruebas adecuadas han llevado a interruptores de seccionamiento quemados, como se muestra en la Figura 1 a continuación:

2.2 Métodos de manejo para fallas en el circuito de control

Verifique daños en el cableado secundario del circuito de control. Verifique la rotación normal del motor. Inspeccione los contactores, interruptores auxiliares y botones de apertura/cierre en busca de daños. Asegúrese de que los interruptores auxiliares cambien correctamente y tengan un contacto fiable. Verifique las conexiones sueltas del cableado eléctrico, la etiquetado secundario claro y el cableado correcto. Apriete las conexiones de terminales secundarias. En el sistema de transmisión mecánico, inspeccione los eslabones, abrazaderas y cruces por deformaciones o corrosión, y asegúrese de que los hilos no estén dañados. La clave para abordar todas las fallas en el circuito de control es una inspección, limpieza y mantenimiento exhaustivos. Después de completar, opere manualmente y eléctricamente el interruptor tres veces cada uno, abriéndolo y cerrándolo, para garantizar un funcionamiento fiable.

2.3 Métodos de manejo para fallas en la comunicación remota:

2.3.1 Cuando se interrumpe la comunicación RTU, primero verifique el suministro de energía RTU para ver si ha saltado el interruptor. Si no ha saltado, compruebe si los indicadores en el módulo RTU están parpadeando normalmente. Si los indicadores son anormales, compruebe si el terminal de monitoreo RTU se ha bloqueado debido a una operación prolongada. Reinicie el RTU y observe si funciona normalmente. Si aún no funciona normalmente (luces TX/RX de transmisión/recepción no parpadean), es probable que los nodos internos de transmisión/recepción del módulo RTU estén dañados y se requiera reemplazar el terminal de monitoreo RTU para verificar la funcionalidad.

2.3.2 Cuando ocurren informes falsos sobre el estado de apertura/cierre del cuerpo del interruptor catenario o del miniinterruptor, primero verifique si el cuerpo del interruptor y el miniinterruptor están en condiciones normales. Si están correctamente posicionados, compruebe si los bloques de terminales secundarios de señales remotas RTU (KF1/KH1/KC1)/(YX1/YX2) están sueltos. Compruebe si el miniinterruptor puede cerrarse correctamente. Si opera normalmente, su estado es bueno. Normalmente, el miniinterruptor debe estar en posición abierta. Cuando ocurren falsas alarmas, inspeccione los terminales de señal remota RTU (KF2/KH2/KC2)/(YX3/YX4) por sueltez.

2.3.3 En caso de pérdida de alimentación externa, compruebe si la fuente de alimentación entrante (línea de tránsito o subestación) tiene falta de fase o corte de energía. Inspeccione la ruta de enterrado del cable por daños. Use pruebas de continuidad para comprobar si el asentamiento de la fundación ha causado puesta a tierra o cortocircuito del cable de alimentación. También compruebe si el bloque de terminales secundarias RTU (YX15/COM) está suelto.

2.3.4 En caso de fallo del cable de fibra óptica, use un Reflectómetro de Dominio de Tiempo Óptico (OTDR) para inspeccionar si la ruta de enterrado del cable de fibra óptica ha sido dañada. Realice pruebas regulares de atenuación de fibra óptica usando un medidor de potencia óptica. Compruebe los cables de cola dentro de la caja terminal RTU por dobleces o daños, y reemplace los cables de cola periódicamente.

3.Conclusión

Los interruptores de aislamiento catenario ahora se utilizan ampliamente en las operaciones ferroviarias electrificadas y se han convertido en una parte indispensable del suministro de energía de tracción ferroviaria. Cómo prevenir fallas en los interruptores de aislamiento catenario y cómo manejarlas eficazmente después de su ocurrencia—reduciendo así la frecuencia de fallas, minimizando la duración de las interrupciones y mitigando el impacto en el transporte ferroviario—requiere nuestros esfuerzos continuos, aprendizaje mejorado, acumulación de experiencia y dominio de las fallas operativas de los interruptores de aislamiento catenario para garantizar operaciones ferroviarias fluidas.