전철의 전차선 스위치 고장 방지 및 해결

"접촉선 차단기의 고장"은 현재의 전기 철도 공급 운영에서 흔히 발생하는 고장입니다. 이러한 고장은 주로 스위치 자체의 기계적 고장, 제어 회로의 오작동, 또는 원격 제어 기능의 실패로 인해 발생하며, 이로 인해 차단기가 작동하지 않거나 예상치 못한 동작을 수행하게 됩니다. 따라서 본 논문에서는 현재 운영 중인 접촉선 차단기의 일반적인 고장과 고장 발생 후의 대응 방법에 대해 논의합니다.

1. 접촉선 차단기의 일반적인 고장

1.1 기계적 고장 (차단기 회로의 높은 접촉 저항, 불량한 리드 연결, 균열이나 폭발한 지지 절연체)

1.1.1 접촉선 차단기는 전력 공급 선로의 주요 구성 요소로서, 접촉선 회로 내에서 과도한 루프 저항이 나타나면 다음과 같은 구체적인 현상이 발생합니다: 전기 기관차가 선로로부터 전류를 끌어올 때, 회로 내의 과도한 접촉 저항으로 인해 접점이 과열되고 타게 되어, 전력 공급이 중단되고, 접촉선 정전, 열차 운행 중단, 철도 전력 공급 사고가 발생합니다.

1.1.2 접촉선 차단기의 리드 접촉 부족이나 단선, 와이어 클램프의 타버림, 또는 리드와 클램프 사이의 불량한 접촉은 견인 전력 공급이 접촉선 선로에 전력을 공급하지 못하게 하여, 마찬가지로 접촉선 고장을 일으키고 열차 운행에 영향을 미칩니다.

1.1.3 접촉선 차단기의 지지 절연체는 오랜 시간 동안 오염되거나 습기 찬 상태, 또는 균열이 발생하면, 충분한 대지 절연성이 없어 플래시오버가 발생하여 견인 변전소의 트리핑, 접촉선 정전, 열차 운행 중단을 유발할 수 있습니다.

1.2 제어 회로 고장
접촉선 차단기의 제어 회로에는 모터, 계전기, 전원 스위치 등의 구성 요소가 포함됩니다. 제어 회로 고장은 주로 2차 제어 회로에서 발생하며, 2차 회로의 전원 공급 부족, 단자 연결부의 느슨함, 내부 모터 고장, 접촉기 또는 개폐 버튼의 오작동 등이 모두 장비 고장을 초래할 수 있습니다.

1.3 원격 통신 고장

1.3.1 접촉선 스위치 모니터링 및 제어 단말기(RTU)의 고장. 일반적인 RTU 고장은 다음과 같습니다: 

• RTU 통신 중단

• 접촉선 스위치 본체 또는 미니 서킷 브레이커의 개폐 상태의 잘못된 보고;

• 외부 전원 공급의 손실

1.3.2 광케이블 및 전력 케이블 고장
일반적인 고장은 다음과 같습니다: 

• 광섬유 케이블 단절; 

• 전력 케이블 고장; 

• 충전 모듈 고장.

2. 접촉선 차단기의 일반적인 고장 처리 방법

2.1 기계적 고장 처리 방법
접촉선 차단기에 대한 검사, 시험, 순찰을 강화합니다. 연간 정기적으로 청소 및 유지보수를 실시하고, 오염이 심한 지역에서는 3개월마다, 오염이 적은 지역에서는 6개월마다 청소 및 유지보수를 합니다. 유지보수 중에는 상하 연결점의 볼트를 점검하고 토크렌치를 사용하여 조입니다. 모든 연결 볼트의 조임 토크는 표1에 명시된 값에 따라야 하며, 느슨한 연결로 인한 장비 방전을 방지해야 합니다. 

스위치 리드의 처짐, 무결성, 절연 거리를 점검합니다. 접촉 저항 증가로 인한 과열 문제를 해결하기 위해, 시험 중에는 접촉 부분의 루프 저항을 측정하는데 집중합니다: 시험 전류가 100A일 때, 접촉점의 루프 저항은 50μΩ를 초과해서는 안 됩니다. 접점을 점검하고 가솔린과 천으로 부드럽게 닦은 후 바셀린을 바릅니다. 0.05×10mm의 캘리퍼를 사용하여 접촉 핀과 접촉 사이의 밀착도를 점검합니다. 실제로 부족한 유지보수와 시험이 타버린 차단기를 초래한 경우가 있으며, 아래 그림 1과 같습니다:

2.2 제어 회로 고장 처리 방법

제어 회로의 2차 배선 손상을 점검하십시오. 모터의 정상적인 회전을 확인하십시오. 접촉기, 보조 스위치, 개폐 버튼의 손상 여부를 점검하십시오. 보조 스위치의 정확한 전환 및 신뢰성 있는 접촉을 확인하십시오. 느슨한 전기 배선 연결, 명확한 2차 라벨링, 그리고 올바른 배선을 확인하십시오. 2차 단자 연결을 조여주십시오. 기계 전송 시스템에서 링크, 클램프, 크로스오버의 변형이나 부식을 점검하고, 스레드가 손상되지 않았는지 확인하십시오. 모든 제어 회로 고장을 해결하는 핵심은 철저한 점검, 청소, 유지 관리입니다. 완료 후 수동 및 전기적으로 스위치를 각각 3회 개폐하여 신뢰성 있는 작동을 확인하십시오.

2.3 원격 통신 고장 처리 방법:

2.3.1 RTU 통신이 중단될 때, 먼저 RTU 전원 공급을 점검하여 차단기가 트립되지 않았는지 확인하십시오. 트립되지 않았다면, RTU 모듈의 표시등이 정상적으로 깜빡이는지 확인하십시오. 표시등이 비정상적이라면, 장시간 동작으로 인해 RTU 모니터링 터미널이 다운되었는지 확인하십시오. RTU를 재시작하고 정상적으로 작동하는지 관찰하십시오. 여전히 정상적으로 작동하지 않는다면 (TX/RX 송수신 지표등이 깜빡이지 않는 경우), RTU 모듈 내부의 송수신 노드가 손상되어 있을 가능성이 있으므로 RTU 모니터링 터미널을 교체하여 기능을 확인하십시오.

2.3.2 콘택트 네트워크 스위치 본체 또는 미니어처 차단기의 개폐 상태에 대한 거짓 보고가 발생할 때, 먼저 스위치 본체와 미니어처 차단기가 정상 상태인지 확인하십시오. 올바르게 위치해 있다면, RTU 원격 신호 2차 단자 블록 (KF1/KH1/KC1)/(YX1/YX2)이 느슨한지 확인하십시오. 미니어처 차단기가 정상적으로 닫힐 수 있는지 확인하십시오. 정상적으로 작동한다면, 그 상태는 양호합니다. 일반적으로 미니어처 차단기는 열린 상태여야 합니다. 거짓 알람이 발생할 때, RTU 원격 신호 단자 (KF2/KH2/KC2)/(YX3/YX4)의 느슨함을 점검하십시오.

2.3.3 외부 전력 손실이 발생할 때, 들어오는 전원 (통과선 또는 변전소)에 상락이나 정전이 없는지 확인하십시오. 케이블 매설 경로의 손상을 점검하십시오. 연속성 테스트를 사용하여 기초 침하로 인해 전력 케이블이 접지되거나 단락되는지 확인하십시오. 또한 RTU 2차 단자 블록 (YX15/COM)이 느슨한지 확인하십시오.

2.3.4 광섬유 케이블 고장이 발생할 때, 광 시간 영역 반사계(OTDR)를 사용하여 매설된 광케이블 경로가 손상되지 않았는지 점검하십시오. 광파워 미터를 사용하여 광섬유 감쇠를 정기적으로 테스트하십시오. RTU 터미널 박스 내부의 꼬리 섬유가 구부러지거나 손상되지 않았는지 확인하고, 꼬리 섬유를 주기적으로 교체하십시오.

3. 결론

콘택트 네트워크 격리 스위치는 이제 전철 운행에서 널리 사용되고 있으며, 철도 견인 전력 공급의 필수적인 부분이 되었습니다. 콘택트 네트워크 격리 스위치의 고장을 어떻게 예방하고, 발생한 후에는 어떻게 효과적으로 처리할 것인지—즉, 고장 빈도를 줄이고 정전 시간을 최소화하며 철도 운송에 미치는 영향을 완화하기 위해서는 우리의 지속적인 노력, 학습 강화, 경험 축적, 그리고 콘택트 네트워크 격리 스위치의 운용 고장에 대한 숙련이 필요합니다. 이를 통해 철도 운행의 원활성을 확보해야 합니다.