Prévention et résolution des pannes de disjoncteurs caténaires dans le rail

Les "défauts des disjoncteurs de caténaire" sont des pannes courantes dans les opérations actuelles d'alimentation en traction. Ces défauts résultent souvent de pannes mécaniques du disjoncteur lui-même, de dysfonctionnements du circuit de commande ou de pannes de la fonction de commande à distance, entraînant un refus de fonctionnement ou un fonctionnement involontaire du disjoncteur. Par conséquent, cet article discute des pannes courantes des disjoncteurs de caténaire lors des opérations actuelles et des méthodes de traitement correspondantes après l'apparition d'une panne.

1. Pannes courantes des disjoncteurs de caténaire

1.1 Pannes mécaniques (Résistance de contact élevée dans le circuit du disjoncteur, mauvaises connexions des conducteurs, supports isolants fissurés ou explosés)

1.1.1 Comme le disjoncteur de caténaire est un composant majeur de la ligne d'alimentation, une résistance excessive dans le circuit de la caténaire se manifeste comme suit : lorsque la locomotive électrique tire du courant de la ligne, les contacts surchauffent et brûlent en raison d'une résistance de contact trop élevée dans le circuit, entraînant une perte d'alimentation, une coupure de la caténaire, une interruption des opérations ferroviaires et des accidents d'alimentation ferroviaire.

1.1.2 Un mauvais contact ou une rupture des conducteurs, des pinces de câble brûlées, ou un mauvais contact entre les conducteurs et les pinces du disjoncteur de caténaire peuvent empêcher l'alimentation en traction de fournir de l'énergie à la ligne de caténaire, causant également des pannes de caténaire et affectant les opérations ferroviaires.

1.1.3 Les supports isolants du disjoncteur de caténaire, s'ils sont contaminés, humides ou fissurés pendant une longue période, peuvent provoquer un flashover en raison d'une isolation insuffisante par rapport au sol, déclenchant un saut de l'installation de traction, une coupure de la caténaire et une perturbation des opérations ferroviaires.

1.2 Pannes du circuit de commande
Le circuit de commande du disjoncteur de caténaire comprend des composants tels que des moteurs, des relais et des interrupteurs de puissance. Les pannes du circuit de commande se produisent principalement dans le circuit de commande secondaire, y compris l'absence d'alimentation dans le circuit secondaire, des bornes lâches, une panne interne du moteur, et un dysfonctionnement du contacteur ou des boutons d'ouverture/fermeture, tous ces éléments pouvant causer une panne de l'équipement.

1.3 Pannes de communication à distance

1.3.1 Pannes du terminal de surveillance et de commande du disjoncteur de caténaire (RTU). Les pannes courantes du RTU incluent :

• Interruption de la communication RTU

• Faux rapports sur l'état d'ouverture/fermeture du corps du disjoncteur de caténaire ou du disjoncteur différentiel;

• Perte de l'alimentation externe

1.3.2 Pannes des câbles optiques et des câbles d'alimentation
Les pannes courantes incluent :

• Coupure de câble fibre optique ; 

• Panne de câble d'alimentation ; 

• Panne du module de charge.

2. Méthodes de traitement des pannes courantes des disjoncteurs de caténaire

2.1 Méthodes de traitement des pannes mécaniques
Renforcer l'inspection, les essais et les patrouilles des disjoncteurs de caténaire. Effectuer un nettoyage et une maintenance réguliers chaque année ; pour les zones fortement polluées, nettoyer et maintenir tous les 3 mois ; pour les zones faiblement polluées, tous les 6 mois. Lors de la maintenance, vérifier soigneusement les boulons aux points de connexion supérieurs et inférieurs et les serrer avec une clé dynamométrique. Le couple de serrage de tous les boulons de connexion doit être conforme aux valeurs spécifiées dans le Tableau 1 pour éviter des connexions lâches qui pourraient causer un décharge de l'équipement. 

Vérifier le flèche, l'intégrité et la distance d'isolation des conducteurs du disjoncteur. Pour remédier à une résistance de contact élevée causant une surchauffe, mesurer la résistance de boucle aux parties de contact lors des essais : lorsque le courant d'essai est de 100A, la résistance de boucle au point de contact ne doit pas dépasser 50μΩ. Inspecter les contacts, les essuyer doucement avec de l'essence et un chiffon, puis appliquer de la vaseline. Utiliser un calibre de 0,05×10mm pour vérifier la tension du contact entre les doigts de contact et les contacts. En pratique, un entretien et des tests insuffisants ont conduit à des disjoncteurs brûlés, comme illustré dans la Figure 1 ci-dessous :

2.2 Méthodes de gestion des pannes du circuit de commande

Vérifiez les dommages éventuels sur le câblage secondaire du circuit de commande. Vérifiez la rotation normale du moteur. Inspectez les contacteurs, les interrupteurs auxiliaires et les boutons d'ouverture/fermeture pour détecter tout dommage. Assurez-vous que l'interrupteur auxiliaire bascule correctement et que le contact est fiable. Vérifiez les connexions électriques lâches, assurez-vous que l'étiquetage secondaire est clair et que le câblage est correct. Serrez les connexions des bornes secondaires. Dans le système de transmission mécanique, inspectez les liaisons, les pinces et les croisements pour déceler toute déformation ou corrosion, et assurez-vous que les filetages ne sont pas endommagés. La clé pour résoudre toutes les pannes du circuit de commande réside dans une inspection, un nettoyage et une maintenance approfondis. Après avoir terminé, actionnez manuellement et électriquement l'interrupteur trois fois en ouverture et en fermeture pour vous assurer qu'il fonctionne de manière fiable.

2.3 Méthodes de gestion des pannes de communication à distance:

2.3.1 Lorsque la communication RTU est interrompue, vérifiez d'abord l'alimentation de l'RTU pour voir si le disjoncteur a sauté. S'il n'a pas sauté, vérifiez si les voyants de module RTU clignotent normalement. Si les voyants sont anormaux, vérifiez si le terminal de surveillance RTU a planté suite à une utilisation prolongée. Redémarrez l'RTU et observez s'il fonctionne normalement. S'il ne fonctionne toujours pas normalement (voyants TX/RX d'émission/réception ne clignotent pas), il est probable que les nœuds d'émission/réception internes du module RTU soient endommagés et nécessitent le remplacement du terminal de surveillance RTU pour vérifier son bon fonctionnement.

2.3.2 En cas de fausses alarmes concernant l'état d'ouverture/fermeture du corps de l'interrupteur de caténaire ou du disjoncteur miniature, vérifiez d'abord si le corps de l'interrupteur et le disjoncteur miniature sont en état normal. S'ils sont correctement positionnés, vérifiez si les blocs de terminaux secondaires de signalisation à distance de l'RTU (KF1/KH1/KC1)/(YX1/YX2) sont lâches. Vérifiez si le disjoncteur miniature peut se fermer correctement. S'il fonctionne normalement, son état est bon. Normalement, le disjoncteur miniature doit être en position ouverte. En cas de fausses alarmes, inspectez les terminaux de signalisation à distance de l'RTU (KF2/KH2/KC2)/(YX3/YX4) pour détecter toute lâcheté.

2.3.3 En cas de perte de l'alimentation externe, vérifiez si la source d'alimentation entrante (ligne directe ou sous-station) présente une panne de phase ou une coupure de courant. Inspectez le parcours d'enterrage du câble pour détecter tout dommage. Utilisez un test de continuité pour vérifier si un affaissement du sol a causé un raccordement à la terre ou un court-circuit du câble d'alimentation. Vérifiez également si le bloc de terminaux secondaires de l'RTU (YX15/COM) est lâche.

2.3.4 En cas de panne de câble optique, utilisez un réflectomètre optique à domaine temporel (OTDR) pour inspecter si le parcours d'enterrage du câble optique a été endommagé. Testez régulièrement l'atténuation de la fibre optique avec un mètre de puissance optique. Vérifiez les fibres de queue à l'intérieur de la boîte terminale de l'RTU pour détecter toute courbure ou dommage, et remplacez les fibres de queue périodiquement.

3.Conclusion

Les interrupteurs de sectionnement de caténaire sont maintenant largement utilisés dans l'exploitation des chemins de fer électrifiés et sont devenus une partie indispensable de l'alimentation en traction ferroviaire. Comment prévenir les pannes des interrupteurs de sectionnement de caténaire et comment les gérer efficacement après leur survenue - afin de réduire la fréquence des pannes, minimiser la durée des interruptions et atténuer l'impact sur le transport ferroviaire - nécessite nos efforts continus, l'amélioration de notre apprentissage, l'accumulation d'expérience et la maîtrise des pannes opérationnelles des interrupteurs de sectionnement de caténaire pour assurer un fonctionnement fluide des chemins de fer.