接触网隔离开关监控系统方案研究

关于高速铁路接触网隔离开关远动控制技术的研究论文（推荐5篇）第一篇：关于高速铁路接触网隔离开关远动控制技术的研究论文引言随着高速铁路的快速发展，供电远动技术逐步成熟，可靠性明显提高，但接触网隔离开关远动控制依然不稳定，特别是供电运行中曾经出现误动、拒动、误显示等现象，成为供电远动系统中最为薄弱的环节。

接触网隔离开关远动现状目前高速铁路接触网隔离开关远动控制主要是光纤控制形式光纤控制形式主要是借鉴数字化变电所理念发展而来，其主要特点：一是减少了穿越户内户外控制电缆的数量，降低了外部原因如雷、电等对所内设备的危害;二是控制信号采用了光缆传输，减少了电磁干扰。

但是，该控制形式同时也带来了一些新问题，主要体现在如下方面：(1)RTU 等电子元件置于户外控制箱内，运行环境差，元器件损坏率增高。

(2)控制回路、逻辑判断等变得复杂，环节增多，导致误显示信号等不确定因素增多。

(3)RTU、操作机构控制板等工作电源与操作电源同路，在电源电压不稳定时，造成各个环节不稳定因素增多。

据不完全统计，自高铁开通以来，出现误动10 多次，拒动30 余次，开关位置误显示100 余次，虽经过多次专项整治，但治标不治本，问题和隐患依然存在，没有从根本上得到解决。

原因分析2.1 接触网隔离开关误动分析针对现场实际情况分析得出，接触网隔离开关误动原因有以下几方面：(1)RTU 与操作机构信号连线受到干扰，从而误触发操作机构自保持回路，导致开关误动作。

经运行发现，干扰信号确实存在，尤其在接触网故障时，干扰信号最强烈。

如：海南东环，发生接触网隔离开关误动后，接触网工区会同相关人员在现场进行测量，停掉外部220 V 电源后，依然在此连接线处测量到40～90 V 电压。

值得注意的是，隔离开关操作机构与 RTU 连线还存在另一隐患，如果220 V 电源火地线接反，RTU 出口继电器可能断的是零线，隐患更大，在恶劣天气下，如果连线绝缘降低或瞬间接地，将直接导致误发操作命令。

接触网开关无线监控分析摘要本文通过对电气化铁路接触网开关无线监控进行了介绍，分析接触网开关无线监控系统构成及特点，并对无线监控系统主站（RTU）与无线受控单元之间通信规约进行了研究。

关键词接触网开关；无线；监控；规约0 引言接触网开关是电气化铁路电力牵引供电的重要设备，它一般安装在站场和区间的接触网需作电分段处，主要作用是保证接触网的故障切除、分段停电检修或改变供电运行方式等。

在枢纽站场存在数量众多、分布范围较广的接触网隔离开关，因此对其实施远动操作及集中监控对于保障接触网正常供电具有极大的实用意义。

1 系统构成及特点1.1系统构成铁路枢纽接触网开关无线监控系统由当地控制计算机、远动通信前置机、无线转发单元、无线受控单元等部分组成。

系统预留有与远动接口，可方便的接入运动系统中。

系统构成如图1所示：其中，远动调度端与远动通信前置机通过有线通道通信，而无线转发单元与无线受控单元则通过无线信道完成信息传输。

当系统处于远动状态时，位于远动调度端的调度员所发出的遥控命令，通过远动通信前置机解析后送入无线转发单元，无线转发单元经无线电台将信息发送至无线受控单元，无线受控单元接收并执行调度端的操作命令，驱动电动操作机构完成操作。

同时无线转发单元把从无线电台接收到的，来自无线受控单元采集的开关状态及机构状态信息，经远动通信前置机发往调度端。

当系统处于当地状态时，当地控制计算机可以直接对管内开关进行遥控操作。

信道为信息传输媒介，本系统采用有线、以太网、RS485与无线相结合的方式进行信息传输。

当地控制计算机与通信前置机之间的通讯采用RS-232口通讯，调度端（CC）与通信前置机之间采用有线、以太网、RS485相结合，通信前置机与近程通讯为无线方式。

1.2接触网开关无线系统特点1）采用LCD显示器显示可控的全部接触网供电示意图，以不同颜色区分当前对象状态（合、分、当地、远动、有电、失电、无响应、不查询）和RRTU状态，直观、方便；2）控制操作可在LCD图形用户界面下使用鼠标点击进行选择和执行操作，简捷、快速；3）设有当地/远动控制键，可直接对管内开关进行操作；4）当前管内各开关的状态信息直接反映在LCD模拟图中，开关位置状态一目了然；5）使用工业控制计算机，系统稳定、可靠；6）支持交、直流电源供电，适应环境宽；7）可选择多种通讯规约模块；保证满足不同远动系统的通信接口。

高速铁路接触网隔离开关远动控制技术研究摘要：本文探讨了高速铁路接触网隔离开关远动控制技术的研究和应用。

随着高速铁路网络的不断扩张，接触网隔离开关的有效控制和监测变得至关重要。

远动控制技术通过实时监测和远程操作，提高了接触网隔离开关的性能和可靠性，有助于确保铁路系统的安全和运行效率。

本文介绍了远动控制技术的关键特点，包括实时监测、远程操作和故障诊断，以及其在高速铁路系统中的应用。

未来，研究和发展远动控制技术将进一步推动高速铁路系统的现代化和智能化。

关键词：高速铁路；接触网隔离开关；远动控制；实时监测引言：高速铁路作为现代交通系统的重要组成部分，在全球范围内得到了广泛的建设和应用。

然而，随着高速铁路网络的不断扩张，对其安全性和运行效率的要求也越来越高。

在高速铁路系统中，接触网隔离开关是一个关键的电气设备，它在铁路供电系统中发挥着重要作用。

接触网隔离开关的性能和可靠性对整个铁路系统的安全性和可用性至关重要。

传统的接触网隔离开关控制方法存在一些局限性，为了解决这些问题，远动控制技术应运而生。

远动控制技术通过实时监测、远程操作和故障诊断等功能，为接触网隔离开关的管理和维护提供了新的解决方案。

一、接触网隔离开关远动控制技术接触网隔离开关是高速铁路供电系统中的关键设备，用于隔离不同的电缆和接触线以确保电气安全。

传统的接触网隔离开关通常需要由操作人员亲临现场进行操作，这在某些情况下可能存在安全隐患和操作不便之处。

为了提高其性能和可靠性，远动控制技术被引入并广泛应用于高速铁路系统中。

1、基本功能和工作原理接触网隔离开关的基本功能是隔离和连接不同的电缆和接触线，以便进行维护、检修或应急处理。

其工作原理如下：隔离功能：当需要隔离某一段电缆或接触线时，操作人员通过控制开关将相应的隔离开关关闭。

这将切断电流流向该段线路，确保了电气设备的安全维护。

连接功能：当需要重新连接线路时，操作人员通过控制开关将隔离开关打开，使电流能够流向相应的线路，恢复供电[1]。

隔离开关的智能化控制和监测技术研究引言：隔离开关是电力系统中非常重要的设备之一，用于实现电气设备的隔离和切换操作，以保障电力系统的安全运行。

然而，传统的隔离开关一般由人工操作，存在操作不准确、安全隐患以及电气设备的监测难题等问题。

为了解决这些问题，近年来随着智能化技术的迅猛发展，隔离开关的智能化控制和监测技术得到了广泛研究和应用。

一、智能化控制技术1. 远程控制技术隔离开关的远程控制技术是实现智能化控制的重要手段之一。

通过与通信系统的连接，远程控制技术可以实现对隔离开关的控制信号传递和操作。

这样，无论是远程操作还是自动化控制，都能够实现，大大提高了操作的精确性和安全性。

2. 自动化控制技术隔离开关的自动化控制技术可以实现对开关的自动切换、故障检测和操作优化。

如通过设置合理的逻辑关系和参数，使得隔离开关可以自动识别故障并进行切除操作，减少了人工操作的参与，提高了电力系统的可靠性和安全性。

3. 人机交互技术隔离开关的人机交互技术主要包括触摸屏、语音识别等技术的应用。

通过这些技术的应用，可以使得操作人员与隔离开关之间的交互更加方便快捷，减少了误操作的可能性。

二、智能化监测技术1. 状态监测技术隔离开关的状态监测技术主要通过传感器等设备对开关的各项参数进行实时监测，如开关的温度、电流、电压等参数。

通过监测，可以及时发现异常情况，并对隔离开关进行维护和保养，提高了设备的可靠性和寿命。

2. 故障诊断技术隔离开关的故障诊断技术是指通过对隔离开关进行数据分析和处理，判断开关是否存在故障，并提供故障的类型和位置。

这样，就可以及时采取相应的措施进行维修，防止故障扩大。

3. 远程监测技术隔离开关的远程监测技术是指通过与通信系统的连接，实现对隔离开关运行状态的实时监测。

通过此技术，可以在远程地点对隔离开关进行监测和控制，及时发现问题并进行处理，减少了人工巡检的工作量和成本。

结论：隔离开关的智能化控制和监测技术的研究和应用，为电力系统的安全运行提供了重要的支持。

铁路接触网隔离开关无线监控系统介绍一、概述接触网上的开关是电力牵引供电的重要设备之一，它一般安装在站场和区间的接触网分段处，它的主要作用是保证接触网的故障切除、分段停电检修或改变供电运行方式等。

对站场和区间接触网上的开关的操作原来采用人工步行几公里就地操作的方式，这使“天窗”时间得不到充分利用，大大增加了停送电时间，降低了线路的运输能力，因此对接触网开关进行集中监控是非常必要的。

而对这些开关的监控，若采用传统模式的有线控制方式，则存在很多弊端，主要体现在以下几方面：1、由于这些隔离开关的布置都比较分散，需针对每个隔离开关铺设控制及信号电缆，并且有些电缆需要穿越股道，这就大大的增加了工程量及工程造价；2、由于有些开关距离控制室的距离有几公里以上，而几公里的控制及信号电缆上会产生很大的感应电压，致使开关误动和信号误发；而采用无线传输媒介，既实现了对接触网该开关的远程监控，又勿需穿越股道敷设控制与信号电缆，对接触网的故障隔离、查找发挥了重要作用，同时大大减轻了人工操作隔离开关的强度，还由于系统对接触网控制采用无线传输媒介，大幅度降低了工程造价，具有较高的性能价格比，为牵引网科学管理、实时调度、故障查找提供了重要的技术手段。

二、铁路接触网隔离开关无线监控系统构成及功能原理接触网开关监控系统由两部分组成：有线/无线转发装置和无线受控单元。

每套有线/无线转发装置通过一个无线频点可以监控多个无线受控单元，有线/无线转发装置与无线受控单元之间采用问答式通讯协议。

有线/无线转发装置可根据现场的实际情况，灵活安装在牵引变电所、分区亭、开闭所内或者车站内，其功能是进行有线和无线的转换。

它一方面把调度中心通过有线信道发出的下行信息转换成无线电调制信号传递至受控单元，另一方面把通过无线电方式采集的接触网开关状态信息转换成有线信道的调制信号发往调度中心。

根据需要，它还可以利用人机接口设备直接对管内接触网开关设备进行遥控操作。

隔离开关的远程控制和监测技术研究隔离开关是电力系统中必不可少的设备之一，它主要用于在配电系统中隔离与联络电源，以确保电力系统的安全运行。

然而，传统的隔离开关需要人工操作，这不仅增加了工作人员的工作量，还存在安全隐患。

为了解决这些问题，远程控制和监测技术被引入到隔离开关中。

远程控制技术使得隔离开关可以通过远程控制终端进行操作，而无需直接接触设备。

这项技术大大提高了操作的安全性和便利性。

远程控制技术主要依靠无线通信和互联网技术来实现。

通过与开关设备连接的传感器和控制器，用户可以在控制终端上实时监控和控制隔离开关的状态，包括开关的位置、位置指示器、操作力和传感器的状态等。

那么，远程控制技术为隔离开关带来了哪些优势呢？首先，远程控制技术可以实现隔离开关的远程操作，无需人工干预。

这样可以避免电力系统运维人员进入高压区域，减少了工作人员的工作强度，也减少了在操作过程中可能存在的安全风险。

此外，远程控制技术还可以提高开关操作的效率，缩短了操作时间，提高了电力系统的可靠性。

其次，远程控制技术可以实现对隔离开关状态的实时监测。

通过传感器和控制器，用户可以随时了解隔离开关的位置和开关状态。

这种实时监测功能可以帮助运维人员及时发现开关故障或异常，提前进行维护或修复，以避免故障进一步扩大造成更严重的后果。

同时，对隔离开关状态的实时监测也有助于提高电力系统的可视化管理，为运维决策提供可靠的参考依据。

此外，远程控制技术还可以通过记录和分析开关操作数据，为电力系统的运行和维护提供参考依据。

通过收集和分析开关的操作数据，可以帮助运维人员了解开关的使用情况，判断开关的维护周期和维护时间。

这样可以提高设备的利用率，降低维护成本。

隔离开关的远程控制和监测技术给电力系统的运行和维护带来了诸多优势，但也面临一些挑战。

首先，远程控制技术的信号传输需要稳定的网络环境。

对于远程监测和控制功能的实现，需要确保通信网络的稳定性和信号的可靠传输。

如果通信网络不稳定或信号传输受到干扰，可能会导致操作指令的延迟或执行错误，从而影响到电力系统的安全运行。

关于接触网电动隔离开关控制方案优化的探究随着电气化铁路的发展，电动隔离开关(简称隔离开关)被广泛应用于接触网。

20世纪90年代，隔离开关普遍采用电缆控制，由于易受到接触网的电气干扰，控制及信号的可靠性不高，因此，2000年以后，提出光纤控制方案，并在包括高速铁路在内的电气化铁路上广泛使用。

虽然采用光纤控制方案后控制和信号的可靠性提高，但误动、拒动及信号误显示的问题依然时有发生，有必要对接触网隔离开关的控制方案做进一步研究。

1 传统电缆控制方案1.1 控制原理传统电缆控制方案与牵引变电所内隔离开关的控制方式相同，在铁路沿线设置接触网开关控制站，电源一般采用交流220 V。

由控制站向隔离开关敷设3条电缆，分别为电源电缆、控制电缆和信号电缆，为保证隔离开关的正常分合，电源电缆长期需带电，当控制站发出合闸命令时，控制电缆带电，使隔离开关机构箱内的合闸接触器带电并保持，合闸接触器接点接通电动操作机构箱内的电机回路，使电机正常合闸。

信号回路采集操作机构的辅助接点，发出位置信号。

1.2 存在的问题由于控制电缆和信号电缆沿铁路线敷设，且距离较长，受27.5 kV接触网的影响，控制电缆存在感应电压，如果感应电压过大则操作机构的分(合)闸接触器将动作，从而接通电机回路使操作机构误动。

另外，信号回路受到干扰后，则产生误显示。

2 光纤控制方案2.1 控制原理为解决传统电缆控制方案存在的电气干扰问题，研究采用光纤控制方案。

该方案在铁路沿线隔离开关附近设置接触网开关控制站，在接触网隔离开关处设置监控单元。

控制站与隔离开关间设置1条电源电缆和1条光纤。

当控制站发送合闸命令后，由控制站将命令通过光电转换，并由光纤介质传输至隔离开关的监控单元，监控单元接收到命令后再进行光电转换，控制隔离开关的操作机构。

信号回路采集操作机构的辅助接点，通过光纤传输回控制站，发出位置信号。

2.2 存在的问题光纤控制方案解决了铁路沿线电缆的电气干扰问题，比传统电缆控制方案的可靠性提高了很多。

接触网电动隔离开关控制方案优化的探究一、背景随着电气化铁路的不断发展，接触网电动隔离开关（以下简称隔离开关）作为接触网供电系统中的关键设备，其运行稳定性对铁路安全运行至关重要。

目前，国内外铁路隔离开关控制电路方案众多，其中以机械结构式控制方案为主流，如蜗杆传动、条形杆传动、齿轮传动等。

隔离开关机械控制方案结构简单，具有较高的可靠性和防误操作能力，但其操作速度较慢、操作力矩较大、操作过程中产生较大的电流冲击等问题，难以满足高速列车等要求更高的铁路运营需求。

因此，随着电气化铁路的发展与运营需求的变化，利用现代电气技术，研究适合高速列车运营环境下的隔离开关电动控制方案，成为一项重要的课题。

二、电动隔离开关控制方案隔离开关的电动控制方案，是通过电机驱动隔离开关执行器进行操作，实现快速、精准的开合操作。

目前，国内外关于电动隔离开关控制方案的研究比较多，主要可分为以下几种：（一）微控制器控制方案。

该方案以微控制器为核心，通过编程实现对电机的控制，其具有控制精度高、自动化程度高、操作功能多样化等优点，但同时也存在着电磁干扰、单点故障等问题，可靠性需进一步改进。

（二）嵌入式控制方案。

该方案是将控制器与电机分离，在电机安装位置设置控制器进行控制，其系统实现更加简单，可靠性高，但需要安装许多控制设备，电路复杂，成本相对较高。

（三）直流电机控制方案。

该方案以直流电机为驱动电源，通过变频控制实现对电机的转速、电流的控制，操作灵活性高、控制精度高、响应速度快等优点，但电机转动效率略低，存在电极污染、机械噪音大等问题。

三、基于直流电机控制方案的优化由于直流电机控制方案具有灵活性好、控制精度高等优良特性，此处以直流电机驱动隔离开关执行器进行操作的电动控制方案为例，对其进行优化探究。

（一）硬件优化1. 选用高效能直流电机。

直流电机控制方案中，电机直接影响着执行器的转动效率和响应速度。

因此，选用高效能、低能耗的直流电机是提高控制系统性能的重要措施。

关于CAN总线的接触网隔离开关监控系统的设计探究目前国内铁道机务段使用接触网隔离开关进行电分段, 一部分机务段对隔离开关的动作仍是手动操作, 不仅效率低, 而且操作员的安全隐患系数非常大;另一部分采用微机监控方式, 采用RS232/485和无线通信方式, 然而RS232/485 的通信距离无法达到要求, 无线通信又对现场的辐射、电场及磁场的要求比较苛刻。

考虑到机务段工作环境比较恶劣, 笔者提出构建一种新的监控系统, 该系统采用具有强纠错能力、高性价比的CAN总线通信方法, 并在接触网上设有2.5万伏的高压。

为了保障在机车顶部作业工作人员的安全, 系统采用了一人操作一人监护且均需要刷卡的互锁机制, 采用可供选择的联机验证模式和独立操作模式, 符合铁道部《电气化铁路有关人员电气安全规则》第24 条所给出的接触网隔离开关操作的规定。

随着嵌入式系统应用的发展, 各现场总线的应用日益广泛, 其中控制器局域网(controlareanetwork, CAN)总线以结构简单、低成本、高可靠性、实时性和抗干扰能力强等优点在工业现场控制等众多领域得到了广泛应用。

CAN能有效支持具有很高安全等级的分布实时控制, 已被列入ISO国际标准, 称为ISO11898。

CAN协议是建立在国际标准组织的开放系统互联模型基础上的, 不过其模型只有3层, 即OSI底层的物理层、数据链路层和应用层。

由于其结构层次少, 因而有利于系统中实时控制信号的传送。

1 系统总体方案设计整个系统包括以AVR128单片机为主控制器的下位机监控装置、CAN通信模块和上位机监控系统3个部分。

下位机监控装置包括液晶面板、键盘、语音、时钟、射频卡、电机控制、信号机控制、CAN总线智能节点等模块, 以及一些开关量输入输出等;CAN通信模块包括CAN 总线程序设计、CAN-RS232转换器和CAN总线应用层协议设计等;上位机包括RS232通信、监控界面以及数据库等。

隔离开关无线监控系统在铁路枢纽应用的探究引言电气化铁道枢纽站场接触网隔离开关是电力牵引的重要设备之一，其主要作用是保证接触网的故障切除、缩短故障范围，分段停电检修或改变供电方式等。

随着我国电气化改造速度的加快，越来越多的铁路枢纽改造成电气化并进行了站场的扩建，接触网隔离开关的数量也随之增多。

由于接触网隔离开关布置分散，如完全采用有线通道传输控制信号，需穿越大量股道敷设电缆，施工难度大，工程造价非常昂贵，如完全采用无线信道进行双向数据传输，则由于铁路线路长，要求无线传输设备有足够大的功率和足够高的天线，因此使通讯网络造价高昂。

而采用有线/无线相结合的方式，干线数据传输使用既有有线信道，而在站内用无线传输数据，即在车站或变电所(开闭所，分区亭)等地设置有线/无线数据转发装置，进行有线/无线数据转换，在技术和经济上有明显优势，具有很高的性价比。

以京沪上海枢纽电气化改造为例，仅京沪线相关枢纽站场共设计接触网隔离开关7 台，均需远动控制，分布在南翔编组场、南翔机务段、黄翔联络线10 km 的范围内。

如采用传统的有线远动控制方式，控制电缆需在10 km 的范围内穿越编组场众多的股道，且枢纽地下管线复杂，极不利于电缆沟开挖和电缆铺设。

因此该枢纽地区接触网隔离开关采用无线控制技术，实现开关的远方操作。

本文就该无线控制系统实现的原理、组网调试关键点、与传统有线控制技术的经济性对比等方面论述了枢纽地区接触网隔离开关无线控制的应用技术。

1 系统原理接触网隔离开关无线监控系统由2 部分组成，即无线监控盘、无线受控单元1.1 无线监控盘无线监控盘由工业控制计算机、有线/无线转发装置、无线收发信机、天馈系统、盘体等构成。

通过有线/无线转发装置，实时监控接触网隔离开关的运行状态。

无线监控盘作为二级监控主站完成当地对接触网隔离开关的控制和监视，提供良好的人机操作界面，完成有线/无线数据的转换以及和综合自动化系统的远动接口。

无线监控盘安装在变电所、分区所、开闭所或车站。