[科普中国]-接触网无线远动隔离开关

简介

通过对接触网实际运行情况进行分析，提出应用网络进行接触网隔离开关无线远动倒闸操作，大大减少了接触网发生故障后的停、送电时间，同时有效减少了接触网检修停电倒闸时间，对维护正常的铁路运输秩序起到显著作用。现状分析 如何有效缩短接触网在非正常情况下，或计划停电检修方式下的停、送电时间，是一个十分重要的问题。所以非常有必要对接触网隔离开关实现远动控制1。

实现远动操作方式1.府线远动控制方式 该种方式比较适用于变电所内远动控制，如果要对分散在区间的接触网隔离开关进行操作，则投资十分巨大，很不经济。不足之处:需设置单独的远动通道，工程量大，投资高，施工难度大。且在实际应用中，采用远动操作后，仍需要人工进行确认，以确保操作成功无误。

2.电力载波控制方式 就目前的电力载波技术而言，在铁路供电系统中的应用尚不成熟，技术上还不完善。

3.擞传电台远动控制方式 目前无线数传电台方式较为成熟，用途也很广泛。它采用无线方式传输数据、抗干扰能力强，维护安装方便。然而这种方式需要占用频率资源，且铁路线路很长，不可能采用覆盖全线的大功率电台，只能采用级联接力方式，这样使系统的可靠性、灵活性和可扩展性受到很大限制，投资也很高。所以，上面几种方式都不是最佳选择。

近几年来，愈来愈多的系统采用CIXVIA移动公用通讯平台作为数据通讯的手段。利用该平台传输信息具有覆盖面广、可靠性强、无需单独组网建设、不需专门维护等优点，而且数据传输速率高、抗干扰能力强、系统的可扩展性强，不受地域和距离限制。故决定采用这种方式对接触网隔离开关进行远动操作设计。

系统结构系统由调度中心、无线通道和RTU三部分组成。调度中心的R泪良务器通过Inteme接入方式以点对多点的方式对监控终端RTU进行实时监控。随着应用的推广，也可以采用专线接入DDN数据传输更快，更安全。

无线远动隔离开关监控装置主要由可编程控制器、不间断电源、CDMA周制解调器、输出驱动与输入缓冲、防雷击器件五部分构成。

可编程控制器可编程控制器是一项采用现代微电子技术，适于逻辑控制而又具有良好经济性与紧凑性的新成果，使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。具有强大的通信能力，即可独立运行，又可作为远方终端连成网络来完成分布式控制任务。特别是其动作的可靠性、精确性，是常规继电器或其他非标设备所不可比拟的。可编程控制器的软件编制亦与微机软件编制有着较大区别，除有适合于微机软件开发者较熟悉的助记符输入外，还有为广大工程技术人员所熟悉的梯形图输入方式，直观明了。

本装置采用德国西门子公司生产的sMATxv异200系列可编程控制器，该系列产品有着极高的可靠性、丰富的指令集、丰富的内置集成功能、强大的通信能力和实时性，使之在集散自动化系统中被广泛应用2。

不间断交流稳压电源由于装置工作于无人值守的野外环境，一旦机构操作电源失电或电源发生故障，要求该装置能将现场的情况上传控制中心，使维护人员能及时进行抢修，避免造成更大损失。所以，在装置中设置了1台工业级L1P间断交流稳压电源，一旦断电，它能供本装置工作60 m叫上，保证有足够的时间通知控制中心或有关维护人员进行必要的处理。

调制解调器现代通信技术的发展，特别是移动通信技术的飞速发展，使得许多之前无法完成或需要花费极大成本才能完成的功能，现在实现起来格外轻松和简单。将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的宽带信号作相关处理，把宽带信号转换成原信息数据的窄带信号以实现信息通信

输出驱动和输入缓冲本装置的输出和输入电路均采取两级隔离方式，以提高装置的抗干扰能力和可靠性。输出的前级隔离为可编程控制器PIE:内部继电器，第二级为驱动继电器。本装置采用进口大容量中间继电器作为驱动继电器，能直接驱动带储能的隔离开关操作机构。输入的前级隔离为中间继电器，后级为可编程控制器内部光电输入隔离，这种方式亦将强、弱电部分实现了完全的物理隔离，最大限度保护装置免受外界强电损坏。

防雷器件由于装置是在野外露天环境下工作，所以防雷击措施的好坏直接关系到装置自身的生存能力和可靠性。本装置在电源输入部分和CMMA I X调制解调器天馈线处均加入了防雷器件，一旦发生雷击，可以保护装置不受到任何损害。

监控图像采集由于接触网隔离开关均为室外设备，地处野外，无人监视，这就要求必须要把设备的实际运行状态传回调度端。对于工业控制，尤其是电力监控而言，调度人员需要了解的是异常情况下的状态变化，不用特别关注正常运行时的连续图像。现在许多综合自动化系统采用的实时视频监控，占用了大量的带宽与资源。本系统采用传送有时间信息的静止图片方式，既满足调度人员对现场情况的了解，又避免因传送大量数据而造成带宽不足。其主要特点是在系统中实现了图像抓拍与静止图片传送，大大节约了带宽。

总结网络无线远动隔离开关是为了减少接触网倒闸时间，快速恢复故障设备而提出。系统利用网络，采用Inteme与移动通信技术相结合进行远程数据通讯，具有信息传输速度快、投资低、免维护、可靠性高等优点，有效解决了对电气化铁道枢纽、站场、区间隔离开关进行远动操作、故障报警、操作结果确认等实际问题。

该系统于2007年1月完成贵阳南枢纽8台隔离开关的安装。通过实际应用，各项功能运行状态良好，开关的操作时间连同确认不超过5 m in，完全能够对隔离开关实现无线远动操作和实时状态监控消状态显示和现场实时视频图像。实现接触网隔离开关无线远动操作，大大缩短了设备检修与故障情况下的停电时间，缩小事故范围，确保非正常情况下对铁路运输造成的干扰降到最小，提高运输效率，对保障正常的铁路运输秩序起到显著作用3。