鉄道の架線スイッチ障害の防止と解決

「架線遮断スイッチの故障」は現在の牽引電力供給運転において一般的な故障です。これらの故障は、スイッチ自体の機械的な故障、制御回路の不具合、またはリモート制御機能の障害により引き起こされ、遮断スイッチが動作拒否したり意図しない動作をしたりします。したがって、本論文では、現在の運転における架線遮断スイッチの一般的な故障と、故障発生後の対応方法について議論します。

1.架線遮断スイッチの一般的な故障

1.1 機械的な故障（遮断スイッチ回路の高接触抵抗、リード接続不良、支持絶縁子の亀裂または爆発）

1.1.1 架線遮断スイッチは電力供給線の主要な部品であり、架線回路内のループ抵抗が過大になると具体的には以下のようになります：電気機関車が線路から電流を引き出す際、回路内の接触抵抗が非常に高いため、接触部分が過熱し焼損し、電力供給が失われ、架線停電、列車運行の中断、鉄道電力供給事故につながります。

1.1.2 架線遮断スイッチのリードの接触不良または破断、ワイヤークランプの焼損、またはリードとクランプ間の接触不良により、牽引電力供給が架線線路に電力を供給できず、同様に架線故障が発生し列車運行に影響を与えます。

1.1.3 架線遮断スイッチの支持絶縁子が長期間汚染や湿気、亀裂によって絶縁性能が不足すると、地絡によるフラッシュオーバーが発生し、牽引変電所のトリップ、架線停電、列車運行の中断を引き起こす可能性があります。

1.2 制御回路の故障
架線遮断スイッチの制御回路にはモータ、リレー、電源スイッチなどの部品が含まれています。制御回路の故障は主に二次制御回路で発生し、二次回路の電源供給不足、端子の緩み、内部モータの故障、接触器または開閉ボタンの誤動作などが原因となり設備の故障を引き起こします。

1.3 リモート通信の故障

1.3.1 架線スイッチ監視制御端末（RTU）の故障。一般的なRTUの故障には以下があります：

• RTU通信の中断

• 架線スイッチ本体またはミニチュアサーキットブレーカーの開閉状態の誤報告；

• 外部電源の喪失

1.3.2 光ファイバーケーブルと電力ケーブルの故障
一般的な故障には以下があります：

• 光ファイバーケーブルの断裂；

• 電力ケーブルの故障；

• 充電モジュールの故障。

2.架線遮断スイッチの一般的な故障への対処方法

2.1 機械的な故障への対処方法
架線遮断スイッチの点検、試験、巡回を強化する。年間を通じて定期的な清掃とメンテナンスを行う；汚染が激しい地域では3ヶ月ごとに、汚染が少ない地域では6ヶ月ごとに清掃とメンテナンスを行う。メンテナンス中に上下の接続点のボルトをチェックし、トルクレンチを使用して締結する。すべての接続ボルトの締結トルクは表1に規定された値に準拠しなければならず、緩んだ接続が設備の放電を引き起こさないようにする。

スイッチリードのたるみ、完全性、および絶縁距離を確認する。接触抵抗の増加による過熱に対処するために、試験中に接触部分でのループ抵抗を測定する：試験電流が100Aの場合、接触点のループ抵抗は50μΩを超えてはならない。接触部をガソリンと布で軽く拭き、ペトロラタムを塗布する。0.05×10mmの隙間ゲージを使用して、接触指と接触部の密着度を確認する。実際には、不十分なメンテナンスと試験により、焼損した遮断スイッチが発生しており、下記の図1に示すように見られます：

2.2 制御回路の故障処理方法

制御回路の二次配線に損傷がないか確認します。モーターの正常な回転を確認します。コンタクター、補助スイッチ、開閉ボタンの損傷を点検します。補助スイッチの正しい切り替えと確実な接触を確認します。電気配線接続が緩んでいないか、二次ラベルが明確で、配線が正確であることを確認します。二次端子接続を締め直します。機械伝動システムでは、リンク機構、クランプ、クロスオーバーの変形や腐食がないか点検し、ねじ山が損傷していないことを確認します。すべての制御回路の故障に対処するための鍵は徹底的な点検、清掃、メンテナンスです。完了後、手動および電気的にスイッチを開閉各3回ずつ動作させて、信頼性のある動作を確認します。

2.3 遠隔通信の故障処理方法：

2.3.1 RTU通信が中断された場合、まずRTUの電源をチェックし、ブレーカーが落ちていないか確認します。落ちていなければ、RTUモジュールの表示灯が正常に点滅しているか確認します。表示灯が異常であれば、長時間動作によりRTU監視端末がクラッシュしていないか確認します。RTUを再起動し、正常に動作するか観察します。それでも正常に動作しない場合は（TX/RX送受信表示灯が点滅していない）、RTUモジュール内の送受信ノードが故障している可能性があり、RTU監視端末を交換して機能を確認する必要があります。

2.3.2 接触網スイッチ本体またはミニチュアブレーカーの開閉状態に関する誤報がある場合、まずスイッチ本体とミニチュアブレーカーが正常な状態であるか確認します。正しく位置付けられている場合、RTU遠隔信号二次端子台（KF1/KH1/KC1）/（YX1/YX2）が緩んでいないか確認します。ミニチュアブレーカーが正常に閉じられるか確認します。正常に動作すれば、その状態は良好です。通常、ミニチュアブレーカーは開いているべきです。誤報が発生した場合、RTU遠隔信号端子（KF2/KH2/KC2）/（YX3/YX4）の緩みを確認します。

2.3.3 外部電源喪失の場合、入力電源（通過線または変電所）に相欠けや停電がないか確認します。ケーブル埋設経路の損傷を確認します。導通テストを使用して、基礎沈下により接地またはショートサーキットが発生していないか確認します。また、RTU二次端子台（YX15/COM）が緩んでいないか確認します。

2.3.4 光ファイバーケーブルの故障の場合、光時間領域反射計（OTDR）を使用して埋設光ケーブル経路の損傷を確認します。定期的に光パワーメータを使用して光ファイバーの減衰をテストします。RTU端子箱内の尾線の曲がりや損傷を確認し、定期的に尾線を交換します。

3.結論

接触網分離スイッチは現在、電化鉄道運行において広く使用され、鉄道牽引供給電源の不可欠な部分となっています。接触網分離スイッチの故障をどのように防ぎ、発生した場合に効果的に対処するか—これにより故障頻度を低減し、停電時間を最小限に抑え、鉄道輸送への影響を軽減するためには、継続的な努力、学習の強化、経験の蓄積、そして接触網分離スイッチの運用上の故障の掌握が必要であり、鉄道運行の円滑さを確保します。