宜万线接触网远动开关防遥信误报的分析研究

宜万线接触网远动开关防遥信误报的分析研究

罗学院

中国铁路武汉局集团有限公司襄阳供电段供电技术科 湖北省武汉市 430072

摘要：随着电气化铁路的高速发展，越来越多的远动设备已陆续投入运行，为铁路安全、优质运行提供了很大帮助。但是由于电气化铁路普遍存在的强电磁干扰以及远动设备运行的恶劣环境，对处于线路上接触网远动隔离开关的遥信信号干扰大，造成遥信误报上传。本文通过对宜万线接触网远动隔离开关遥信误报情况的定性定量分析，采取遥信采集、信号传输，RTU软件升级三个方面抗干扰措施，以消除对接触网远动隔离开关遥信误报现象，保证供电设备的正常运行。

关键词：接触网远动开关；电磁干扰；遥信采取；误报

1宜万线接触网远动开关基本情况

宜万线电气化铁路，设计时间较早，接触网远动隔离开关的设计都是通过1KM至3KM左右的二次控制电缆接入到变电所、分区所或者线路上的RTU上，再通过2M传输网到铁路局供电调度端，以实现远动功能。

宜万线接触网远动隔离开关控制信号电缆较长，并且主要沿铁路线路铺设，极易受到电气化铁路的电磁干扰，由于宜万线接触网远动隔离开关原设计中在遥信采集、信号传输、RTU装置上没有采取有效的抗干扰措施，当电磁干扰信号过强时，就会发生接触网远动隔离开关遥信误报现象。遥信误报情就时有发生（统计见表一所示，5个站点），遥信正确率只有80%左右。

表一： 2016.07-2017.06宜万线接触网远动隔离开关遥信误报数量统计

2宜万线接触网远动隔离开关接线方式

宜
万线接触网远动隔离开关主要采取以下两种设计接线方式（图一、二所示）：

图一 第一种设计方案

图二 第一种设计方案

3.宜万线接触网远动开关误报原因分析

中国电气化铁路采用单相工频交流供电制式，接触网标称电压值为25kV。电力牵引的供电回路采用接触网一钢轨（大地）方式，属于不平衡供电系统，这种不平衡的供电系统，将对周围空间产生电场和磁场，对邻近的弱电设备、油气管道包括电线、电缆等产生干扰影响。电气化铁路电磁干扰的影响主要是通过磁感应耦合、容性耦合和阻性耦合的方式进行。

在宜万线多个变电所、分区所现场对接触网远动隔离开关二次控制电缆进行测量，发现除正常的直流电外，二次控制电缆普遍存在20V-40V不等的交流电，附近有电力机车通过时电压还会上升，个别情况甚至可以达到60V-70V。

3.1控制电缆长，产生电磁干扰

宜万线接触网远动开关控制通过沿线铺设1KM至3KM左右的二次控制铠装电缆（1.5*10）接入到变电所、分区所或者线路上的RTU上，当控制信号电缆传输距离比较远的时候，由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流，可能会导致两个接地点电位不同，此时如果两端接地，屏蔽层就有电流行成，而对信号形成干扰。

3.2接触网远动开关信号采集回路抗干扰性差

宜万线接触网远动隔离开关的遥信接入二次回路（如图三所示），输入电压为DC110V，当输入电压AC 69V 电压时，光电耦合器就启动造成遥信信号上传。

图三

3.3RTU软件设计对遥信未进行干扰判断而启动造成

宜万线接触网远动隔离开关位置信号采集单点确认，未用双接点确认，由于RTU装置上没有采取有效的抗干扰措施，当电磁干扰信号过强时，就会发生接触网远动隔离开关遥信变位误报现象。

4通过检测试验采取以下抗干扰方案

4.1遥信采集抗干扰解决方案

通
过对接触网远动开关遥信采集回路检查试验，采用加装中间继电器，在每一组遥信回路上增加一对辅助接点来隔离电磁干扰的影响，以降低遥信误报出现的概率。更新后的二次回路接线方式（如图四所示）：

图四

中间继电器采用的ABB生产的ABB KC6-31Z型DC110V直流继电器，课题组人员通过试验测试，试验过程施加AC80V以下电压时，中间继电器有抖动声响，但继电器未动作，常开接点不导通，该方案能够起到隔离电磁干扰，降低遥信误报发生的作用。

4.2信号传输抗干扰解决方案

接触网远动隔离开关二次控制电缆一般采用屏蔽电缆，型号为KVVP22-10*1.5，其中3芯为控制回路、电压AC220V；4芯为信号回路，直流电压DC110V；预留3芯。

交流控制回路和直流信号回路之间存在相互干扰现象，根据《GB50217-2018电力工程电缆设计规范》文件规定“3.7.4第4条规定：交流电流和交流电压回路、交流和直流回路、强电和弱电回路不应合用同一根控制电缆”。但由于是施工历史遗留问题，现场更改十分困难，故保持原样。

设计规范要求“当电缆用于干扰严重、鼠害频繁以及有防雷、防爆要求的场所时，采用铠装型双绞屏蔽电缆，电缆外径12.3mm左右。使用时，铠装层两端接地，内屏蔽层一端接地。接地电阻不应大于4Ω。”由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流，会导致两个接地点电位不同，此时如果两端接地，屏蔽层就有电流行成，反而对信号形成干扰，因此这种情况下一般采取一点接地，另一端悬空的办法，能避免此种干扰形成。

同时对不符合规范要求的处所重新进行了接地，对铠装层两端接地，内屏蔽层一端接地。同时试验检查发现，部分接触网接地电阻为4.7Ω，大于4Ω的规范要求。通过加装接地降阻模块的方式对接地电阻进行了调整，达到满足了技术规范要求。

4.3RTU装置遥信防误报软件

通过与国电南京自动化股份有限公司研发部技术人员沟通协调，对宜万线接触网远动隔离开关遥信误报问题进行分析，结合现场实际情况，开发出一套适应于宜万线接触网远动隔离开关运行的防遥信误报软件，在原RTU软件中增设遥信延时功能的方式来降低遥信误报现象，简称软件去抖法。

RTU软件中的遥信延时可以根据现场实际情况在0.01S-99.99S之间调整，经过软件模块的处理，及现场反复调试，寻找既不影响正常遥信上传，也不引起遥信误报的临界值，最终将遥信延时设置在2S，开关遥信状态极少出现抖动突变情况，遥信上传状态良好，能较好地消除强电磁干扰造成的遥信误报现象。

结束语：为解决宜万线接触网远动隔离开关遥信误报问题，通过分析研究，通过采用遥信采集抗干扰、防信号干扰、软件开发技术，实现了消除宜万线接触网远动隔离开关遥信误报造成的影响，提高SCADA系统设备运行的可靠性功能，自2018年10月开始在管内宜万线宜昌东、车溪、高坪、向家湾、高桥坝五处试用，遥信误报现象已经基本消失。后期建议在宜万线所有站点进行改造，消除宜万线接触网开关开关遥信误报现象。

参考文献：

[1] GB50217-2018《电力工程电缆设计标准》.

[2] TB 10009-2005 《铁路电力牵引供电设计规范》

[3] 《接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案技术评审意见》、《接触网电动隔离开关远动控制优化技术方案》 （运供设备函[2015]37号）

[4]《屏蔽电缆接地问题的研究》作者 张斌等 杭州电子科大 2002年