Prevenção e Resolução de Falhas no Disjuntor da Catenária em Vias Férreas

"Falhas nos disjuntores de seccionamento da catenária" são falhas comuns nas operações atuais de fornecimento de energia de tração. Essas falhas frequentemente resultam de falhas mecânicas do próprio disjuntor, malfuncionamentos do circuito de controle ou falhas na função de controle remoto, levando ao recusa de operação ou operação não intencional do disjuntor de seccionamento. Portanto, este artigo discute as falhas comuns dos disjuntores de seccionamento da catenária durante as operações atuais e os métodos de tratamento correspondentes após a ocorrência das falhas.

1. Falhas Comuns dos Disjuntores de Seccionamento da Catenária

1.1 Falhas Mecânicas (Alta resistência de contato no circuito do disjuntor de seccionamento, conexões de cabos deficientes, isoladores de suporte rachados ou explodidos)

1.1.1 Como o disjuntor de seccionamento da catenária é um componente principal da linha de alimentação, uma resistência excessiva no circuito da catenária manifesta-se especificamente da seguinte forma: quando a locomotiva elétrica retira corrente da linha, os contatos superaquecem e queimam devido à alta resistência de contato no circuito, resultando em perda de fornecimento de energia, interrupção de energia na catenária, interrupção das operações do trem e acidentes de fornecimento de energia ferroviária.

1.1.2 Contato deficiente ou quebra de cabos, grampo de fio queimado, ou contato deficiente entre cabos e grampos do disjuntor de seccionamento da catenária podem impedir que o fornecimento de energia de tração entregue energia à linha de catenária, causando falhas na catenária e afetando as operações do trem.

1.1.3 Os isoladores de suporte do disjuntor de seccionamento da catenária, se contaminados, úmidos ou rachados por um longo período, podem causar flashover devido à insuficiência de isolamento para o solo, desencadeando o disparo da subestação de tração, interrupção de energia na catenária e interrupção das operações do trem.

1.2 Falhas no Circuito de Controle
O circuito de controle do disjuntor de seccionamento da catenária inclui componentes como motores, relés e interruptores de energia. As falhas no circuito de controle ocorrem principalmente no circuito de controle secundário, incluindo falta de fornecimento de energia no circuito secundário, terminais soltos, falha interna do motor e malfuncionamento do contato ou botões de abertura/fechamento, todos os quais podem causar falha no equipamento.

1.3 Falhas de Comunicação Remota

1.3.1 Falhas no Terminal de Monitoramento e Controle do Disjuntor de Seccionamento da Catenária (RTU). As falhas comuns do RTU incluem: 

• Interrupção de comunicação do RTU

• Falso relatório do status de abertura/fechamento do corpo do disjuntor de seccionamento da catenária ou disjuntor de circuito miniatura;

• Perda de fornecimento de energia externa

1.3.2 Falhas de Cabo Óptico e Cabo de Energia
Falhas comuns incluem: 

• Ruptura do cabo de fibra óptica; 

• Falha do cabo de energia; 

• Falha do módulo de carregamento.

2. Métodos de Tratamento para Falhas Comuns dos Disjuntores de Seccionamento da Catenária

2.1 Métodos de Tratamento para Falhas Mecânicas
Fortaleça a inspeção, teste e patrulhamento dos disjuntores de seccionamento da catenária. Realize limpeza e manutenção anualmente; para áreas fortemente poluídas, limpe e mantenha a cada 3 meses; para áreas levemente poluídas, a cada 6 meses. Durante a manutenção, concentre-se na verificação dos parafusos nos pontos de conexão superior e inferior e aperte-os usando uma chave de torque. O torque de aperto de todos os parafusos de conexão deve estar de acordo com os valores especificados na Tabela 1 para evitar conexões soltas que possam causar descargas no equipamento. 

Verifique a flacidez, integridade e distância de isolamento dos cabos do disjuntor. Para lidar com o aumento da resistência de contato causando superaquecimento, concentre-se na medição da resistência de loop nas partes de contato durante o teste: quando a corrente de teste é de 100A, a resistência de loop no ponto de contato não deve exceder 50μΩ. Inspeção dos contatos, limpe-os suavemente com gasolina e um pano, então aplique vaselina. Use uma lâmina de paquímetro de 0,05×10mm para verificar a firmeza do contato entre os dedos de contato e os contatos. Na prática, a manutenção e testes inadequados têm levado a disjuntores de seccionamento queimados, conforme mostrado na Figura 1 abaixo:

2.2 Métodos de Tratamento para Falhas no Circuito de Controle

Verifique danos nos fios secundários do circuito de controle. Verifique a rotação normal do motor. Inspeccione contatos, interruptores auxiliares e botões de abertura/fechamento para danos. Assegure-se de que o comutação dos interruptores auxiliares seja correta e que tenham contato confiável. Verifique conexões soltas nos fios elétricos, etiquetagem secundária clara e fiação correta. Ajuste as conexões dos terminais secundários. No sistema de transmissão mecânica, inspeccione os acoplamentos, suportes e cruzamentos para deformação ou corrosão, e assegure-se de que as rosas não estejam danificadas. A chave para resolver todas as falhas no circuito de controle é uma inspeção completa, limpeza e manutenção. Após a conclusão, opere manualmente e eletricamente o interruptor três vezes cada, abrindo e fechando, para garantir o funcionamento confiável.

2.3 Métodos de Tratamento para Falhas de Comunicação Remota:

2.3.1 Quando a comunicação RTU é interrompida, primeiro verifique a alimentação da RTU para verificar se o disjuntor foi acionado. Se não for acionado, verifique se as luzes indicadoras do módulo RTU estão piscando normalmente. Se as luzes indicadoras estiverem anormais, verifique se o terminal de monitoramento RTU travou devido à operação prolongada. Reinicie a RTU e observe se opera normalmente. Se ainda não operar normalmente (luzes TX/RX de transmissão/recepção não piscam), os nós de transmissão/recepção internos do módulo RTU provavelmente estão danificados e requerem a substituição do terminal de monitoramento RTU para verificar a funcionalidade.

2.3.2 Quando ocorrem relatórios falsos sobre o estado de abertura/fechamento do corpo do interruptor catenário ou do disjuntor miniatura, primeiro verifique se o corpo do interruptor e o disjuntor miniatura estão em condições normais. Se estiverem posicionados corretamente, verifique se os terminais secundários de sinal remoto RTU (KF1/KH1/KC1)/(YX1/YX2) estão soltos. Verifique se o disjuntor miniatura pode fechar corretamente. Se operar normalmente, seu estado é bom. Normalmente, o disjuntor miniatura deve estar na posição aberta. Quando ocorrerem alarmes falsos, inspeccione os terminais de sinal remoto RTU (KF2/KH2/KC2)/(YX3/YX4) para soltura.

2.3.3 Em caso de perda de energia externa, verifique se a fonte de alimentação (linha de passagem ou subestação) tem falta de fase ou interrupção de energia. Inspeccione a rota de enterramento do cabo para danos. Use teste de continuidade para verificar se o assentamento da fundação causou aterramento ou curto-circuito do cabo de energia. Também verifique se o bloco de terminais secundário RTU (YX15/COM) está solto.

2.3.4 Em caso de falha no cabo de fibra óptica, use um Refletômetro de Domínio de Tempo Óptico (OTDR) para inspecionar se a rota de enterramento do cabo de fibra óptica foi danificada. Teste regularmente a atenuação da fibra óptica usando um medidor de potência óptica. Verifique os fibras de extremidade dentro da caixa terminal RTU para curvatura ou dano, e substitua as fibras de extremidade periodicamente.

3.Conclusão

Os interruptores de isolamento catenário são agora amplamente utilizados nas operações ferroviárias eletrocutadas e tornaram-se uma parte indispensável do fornecimento de energia de tração ferroviária. Como prevenir falhas nos interruptores de isolamento catenário e como lidar com elas efetivamente após a ocorrência—reduzindo a frequência de falhas, minimizando a duração das interrupções e mitigando o impacto no transporte ferroviário—requer nossos esforços contínuos, aprendizado aprimorado, acumulação de experiência e domínio das falhas operacionais dos interruptores de isolamento catenário para garantir a operação suave das ferrovias.