Zapobieganie i rozwiązywanie problemów z przestawiaczami kontaktnymi w kolejnictwie

"Usterki wyłączników odgromowych sieci trakcyjnej" są powszechnymi awariami w obecnych operacjach zasilania trakcyjnego. Te usterki często wynikają z awarii mechanicznych samego wyłącznika, nieprawidłowości w obwodzie sterującym lub awarii funkcji zdalnego sterowania, co prowadzi do odmowy działania lub niepożądanego działania wyłącznika odgromowego. Dlatego niniejszy artykuł omawia powszechne usterki wyłączników odgromowych sieci trakcyjnej podczas obecnych operacji oraz odpowiednie metody rozwiązywania problemów po wystąpieniu usterki.

1. Powszechne usterki wyłączników odgromowych sieci trakcyjnej

1.1 Usterki mechaniczne (Wysoki opór kontaktu w obwodzie wyłącznika odgromowego, złe połączenia przewodów, pęknięte lub wybuchające izolatory nośne)

1.1.1 Ponieważ wyłącznik odgromowy sieci trakcyjnej jest kluczowym elementem linii zasilającej, nadmierny opór pętli w obwodzie sieci trakcyjnej manifestuje się następująco: gdy elektryczny lokomotywa pobiera prąd z linii, kontakty nagrzewają się i spalają z powodu zbyt wysokiego oporu kontaktu w obwodzie, co prowadzi do utraty zasilania, awarii sieci trakcyjnej, przerwy w ruchu pociągów i wypadków zasilania kolejowego.

1.1.2 Złe połączenie lub zerwanie przewodów, spalone zaciski drutów, czy zły kontakt między przewodami a zaciskami wyłącznika odgromowego sieci trakcyjnej mogą zapobiec dostarczaniu prądu przez system zasilania trakcyjnego do linii sieci trakcyjnej, również powodując awarie sieci trakcyjnej i wpływając na ruch pociągów.

1.1.3 Izolatory nośne wyłącznika odgromowego sieci trakcyjnej, jeśli są zanieczyszczone, wilgotne lub pęknięte przez długi czas, mogą spowodować przebicie z powodu niewystarczającej izolacji do ziemi, co prowadzi do wyłączenia zasiliacza trakcyjnego, awarii sieci trakcyjnej i zakłócenia ruchu pociągów.

1.2 Usterki obwodu sterującego
Obwód sterujący wyłącznika odgromowego sieci trakcyjnej obejmuje komponenty takie jak silniki, relaje i przełączniki zasilania. Usterki obwodu sterującego mają miejsce głównie w obwodzie sterującym wtórnym, w tym brak zasilania w obwodzie wtórnym, luźne zaciski, awaria wewnętrznego silnika, awaria kontaktrów lub przycisków otwierania/zamykania, wszystkie te czynniki mogą spowodować awarię sprzętu.

1.3 Usterki komunikacji zdalnej

1.3.1 Usterki terminala monitorowania i sterowania wyłącznikiem odgromowym sieci trakcyjnej (RTU). Powszechne usterki RTU obejmują:

• Przerwanie komunikacji RTU

• Błędne zgłoszenie stanu otwarcia/zamknięcia ciała wyłącznika odgromowego sieci trakcyjnej lub małego wyłącznika;

• Utracone zasilanie zewnętrzne

1.3.2 Usterki kabli światłowodowych i kabli zasilających
Powszechne usterki obejmują:

• Pęknięcie kabla światłowodowego; 

• Awaria kabla zasilającego; 

• Awaria modułu ładowania.

2. Metody rozwiązywania powszechnych usterki wyłączników odgromowych sieci trakcyjnej

2.1 Metody rozwiązywania usterki mechanicznych
Wzmocnić inspekcję, testowanie i patrolowanie wyłączników odgromowych sieci trakcyjnej. Wykonywać regularną czyszczenie i konserwację rocznie; dla obszarów silnie zanieczyszczonych, czyszczenie i konserwację co 3 miesiące; dla obszarów słabo zanieczyszczonych, co 6 miesięcy. Podczas konserwacji należy skupić się na sprawdzeniu śrub w punktach połączeń górnych i dolnych i zacieśnić je za pomocą klucza momentowego. Moment zaciskający wszystkich śrub połączeń musi być zgodny z wartościami określonymi w Tabeli 1, aby zapobiec luźnym połączeniom, które mogą spowodować rozładowanie sprzętu. 

Sprawdzić obwisłość, integralność i odległość izolacyjną przewodów wyłącznika. Aby rozwiązać problem zwiększonego oporu kontaktu powodującego nagrzewanie, należy skupić się na pomiarze oporu pętli w częściach kontaktowych podczas testowania: gdy prąd testowy wynosi 100A, opór pętli w punkcie kontaktu nie powinien przekraczać 50μΩ. Sprawdzić kontakty, delikatnie wyczyścić je benzyną i szmatką, a następnie nałożyć smar petrolatowy. Użyć czujnika 0,05×10mm do sprawdzenia szczelności kontaktu między palcami kontaktowymi a kontaktami. W praktyce, niewystarczająca konserwacja i testowanie doprowadziły do spalenia wyłączników odgromowych, jak pokazano na Rysunku 1 poniżej:

2.2 Metody rozwiązywania problemów z obwodami sterującymi

Sprawdź uszkodzenia przewodów wtórnych w obwodzie sterującym. Sprawdź prawidłowe obroty silnika. Przebadać kontaktory, przełączniki pomocnicze i przyciski otwierania/zamykania pod kątem uszkodzeń. Upewnij się, że przełączniki pomocnicze są poprawnie przełączane i mają pewne kontakty. Sprawdź luźne połączenia elektryczne, czytelne etykiety wtórne i poprawne połączenia. Zacieśnić połączenia terminali wtórnych. W systemie mechanicznym przekazywania sprawdzić wiązania, klamry i przejścia na deformacje lub korozję oraz upewnić się, że nitki są nienaruszone. Kluczem do rozwiązania wszystkich problemów z obwodami sterującymi jest dokładne badanie, czyszczenie i konserwacja. Po ukończeniu ręcznie i elektrycznie operować przełącznikiem trzy razy na otwarcie i zamknięcie, aby upewnić się, że działa on niezawodnie.

2.3 Metody rozwiązywania problemów z komunikacją zdalną:

2.3.1 Gdy komunikacja RTU zostaje przerwana, najpierw sprawdź zasilanie RTU, aby zobaczyć, czy wyłącznik został uruchomiony. Jeśli nie, sprawdź, czy diody na module RTU migały normalnie. Jeśli diody działają nieprawidłowo, sprawdź, czy terminal monitorowania RTU zawiesił się ze względu na długotrwałą pracę. Uruchom ponownie RTU i obserwuj, czy działa on normalnie. Jeśli nadal nie działa normalnie (diody TX/RX transmitujące/odbierające nie migały), prawdopodobnie wewnętrzne węzły transmitujące/odbierające modułu RTU są uszkodzone i wymagają wymiany terminala monitorowania RTU, aby zweryfikować funkcjonalność.

2.3.2 Gdy wystąpią fałszywe zgłoszenia dotyczące stanu otwarcia/zamknięcia ciała przełącznika sieciowego lub automatu biegłego, najpierw sprawdź, czy ciało przełącznika i automat biegły są w dobrym stanie. Jeśli są poprawnie ustawione, sprawdź, czy bloki terminali sygnałów zdalnych RTU (KF1/KH1/KC1)/(YX1/YX2) są luźne. Sprawdź, czy automat biegły może być poprawnie zamknięty. Jeśli działa normalnie, jego stan jest dobry. Normalnie automat biegły powinien być w pozycji otwartej. Gdy wystąpią fałszywe alarmy, sprawdzić luźność terminali sygnałów zdalnych RTU (KF2/KH2/KC2)/(YX3/YX4).

2.3.3 W przypadku utraty zasilania zewnętrznego, sprawdzić, czy źródło zasilania przychodzącego (linia przez linie lub podstacja) ma braki faz lub awarię zasilania. Sprawdzić trasę pochówku kabla na obecność uszkodzeń. Użyć testu ciągłości, aby sprawdzić, czy osadzenie fundamentu spowodowało ziemne lub zwarcie kabla zasilającego. Sprawdzić również, czy blok terminali wtórnych RTU (YX15/COM) jest luźny.

2.3.4 W przypadku awarii kabla światłowodowego, użyć Optycznego Rejestru Czasu Domenu (OTDR) do sprawdzenia, czy ścieżka pochówku kabla światłowodowego została uszkodzona. Regularnie testować straty światłowodowe za pomocą miernika mocy optycznej. Sprawdzić włókna końcowe w skrzynce terminalowej RTU pod kątem zagięć lub uszkodzeń i regularnie wymieniać włókna końcowe.

3.Podsumowanie

Przełączniki odseparowania sieci nawodnej są teraz szeroko stosowane w operacjach kolejowych z elektrownią i stały się nieodłącznym elementem zasilania napędowego kolejnictwa. Jak zapobiec awariom przełączników odseparowania sieci nawodnej i jak efektywnie je rozwiązać po ich wystąpieniu — aby zmniejszyć częstotliwość awarii, minimalizować czas przerw w zasilaniu i ograniczyć wpływ na transport kolejowy — wymaga naszych ciągłych wysiłków, wzmocnienia nauki, gromadzenia doświadczeń i opanowania błędów operacyjnych przełączników odseparowania sieci nawodnej, aby zapewnić płynne działania kolejowe.