煤炭集運(yùn)站移動接觸網(wǎng)常見問題及解決方法

張 璇

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州鐵道分院，江蘇 常州 213011)

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煤炭集運(yùn)站移動接觸網(wǎng)常見問題及解決方法

張 璇

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州鐵道分院，江蘇 常州 213011)

通過優(yōu)化移動接觸網(wǎng)電氣配套設(shè)備的設(shè)計與安裝方案，解決了同煤集團(tuán)麻家梁煤炭集運(yùn)站移動接觸網(wǎng)施工中遇到的移動小車運(yùn)行不平穩(wěn)、煤炭粉塵污染嚴(yán)重造成斷路器跳閘、移動接觸網(wǎng)控制平臺電氣安全性差等問題。

移動接觸網(wǎng)；斷路器；電氣互鎖；安全控制

近年來，隨著我國鐵路提速、現(xiàn)代化進(jìn)程和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電氣化鐵路建設(shè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展階段，移動接觸網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在煤炭集運(yùn)站得到了推廣應(yīng)用。

煤炭集運(yùn)站受煤炭粉塵污染等環(huán)境因素的影響，移動接觸網(wǎng)在電氣安全、安裝施工等方面需要解決一些實際問題。① 移動接觸網(wǎng)與煤礦裝煤筒倉系統(tǒng)配套使用，如何實現(xiàn)移動接觸網(wǎng)移動小車與筒倉裝車系統(tǒng)配合，保證移動小車準(zhǔn)確運(yùn)行成為一個難題；②煤炭粉塵污染嚴(yán)重，造成移動接觸網(wǎng)絕緣子因閃絡(luò)接地引起斷路器跳閘斷電問題亟待解決；③如何確保移動接觸網(wǎng)控制平臺的電氣安全是保證接觸網(wǎng)正常工作的核心問題。

本文論述了控制移動小車平穩(wěn)運(yùn)行問題、煤炭粉塵污染嚴(yán)重造成斷路器跳閘斷電問題、移動接觸網(wǎng)控制平臺的電氣安全問題及其解決方案。

1 移動小車運(yùn)行不平穩(wěn)解決方案

1.1 移動小車運(yùn)行簡介

圖1所示為移動接觸網(wǎng)工作原理示意圖，移動接觸網(wǎng)系統(tǒng)的控制流程是當(dāng)列車運(yùn)行進(jìn)站時，檢測傳感器1檢測到有電力機(jī)車通過，PLC操作系統(tǒng)檢測到進(jìn)站負(fù)荷開關(guān)處于閉合位置、裝煤溜槽處于升起位置、移動小車處于運(yùn)行位置、出站隔離開關(guān)處于閉合位置時(如果沒有處于以上位置時將自動運(yùn)行到以上位置)，開放火車進(jìn)入信號。當(dāng)電力機(jī)車運(yùn)行到傳感器2的位置，即機(jī)車受電弓脫離移動接觸網(wǎng)時，進(jìn)站負(fù)荷開關(guān)自動斷開，移動小車自動運(yùn)行到移出位；到達(dá)移出位置時解除對裝煤溜槽下降的閉鎖，裝煤溜槽可以工作。當(dāng)電力機(jī)車運(yùn)行到傳感器3的位置時，自動斷開出站隔離開關(guān)，使整個裝煤區(qū)段的接觸網(wǎng)斷電，以保證噴灑防凍液的工作安全進(jìn)行。此時移動網(wǎng)完成了一個工作過程，準(zhǔn)備進(jìn)入下一次程序運(yùn)行[1-2]。

圖1 移動接觸網(wǎng)工作原理示意圖

由于移動接觸網(wǎng)與煤礦裝煤筒倉系統(tǒng)配套使用，因此移動接觸網(wǎng)移動小車是否能夠準(zhǔn)確運(yùn)行是關(guān)鍵。研究表明，移動接觸網(wǎng)兩個移動小車之間的接觸導(dǎo)線張力必須達(dá)到8.5～10 kN才能確保接觸網(wǎng)移動平穩(wěn)。

1.2 移動小車運(yùn)行不平穩(wěn)的解決方法

通過控制兩組硬橫梁相對位置，確保移動接觸網(wǎng)兩個移動小車中心線平行于線路，再通過調(diào)整導(dǎo)線張力來保證接觸導(dǎo)線的平穩(wěn)運(yùn)行。

1.2.1 安裝硬橫梁保證中心線平行路面

在橫梁距兩端1 m處掛上鋼絲繩套，鋼絲繩套應(yīng)采用膠皮管包扎，以防止鋼絲繩破壞橫梁鍍鋅層。為保持橫梁平衡，鋼絲繩應(yīng)長度相等，掛的方位應(yīng)對稱。施工流程如下：將鋼絲繩掛在吊鉤的鋼絲繩套內(nèi)，吊起橫梁并緩慢上升，用大繩將橫梁旋轉(zhuǎn)90°。繼續(xù)將橫梁緩慢上升，使橫梁下弦超過柱頂200～300 mm。橫梁緩慢下降，通過4根大繩的配合使橫梁坐落在鋼柱頂端，然后將其通過連接螺栓緊固，如圖2所示。

圖2 硬橫梁結(jié)構(gòu)

1.2.2 利用彈力補(bǔ)償裝置保證導(dǎo)線張力達(dá)標(biāo)

彈力補(bǔ)償裝置的主要作用是將移動接觸線補(bǔ)償張力保持在8.5～10 kN范圍內(nèi)，同時采用超張力保護(hù)裝置。當(dāng)移動接觸網(wǎng)兩端的小車不同步或因故一端小車卡滯且移動接觸網(wǎng)的接觸線張力達(dá)到10.2 kN時，張力保護(hù)裝置立即動作，切斷移動小車動力電源，防止拉斷移動接觸網(wǎng)的接觸線。

2 煤炭粉塵污染引起斷路器跳閘解決方案

移動接觸網(wǎng)由復(fù)合絕緣子、彈力補(bǔ)償裝置、匯流排和移動網(wǎng)支架等組成，如圖3所示。

圖3 移動接觸網(wǎng)組成1.復(fù)合絕緣子；2.彈力補(bǔ)償裝置；3.門形架橫梁；4.移動裝置；5.移動網(wǎng)支架；6.匯流排；7.移動接觸網(wǎng)線

復(fù)合絕緣子的作用是將接觸網(wǎng)導(dǎo)線與移動接觸網(wǎng)支架隔離絕緣，通過增加絕緣子爬距及數(shù)量可解決移動接觸網(wǎng)絕緣子因閃絡(luò)接地引起的斷路器跳閘問題。使筒倉絕緣子及移動接觸網(wǎng)支持絕緣子的爬電距離大于2 400 mm，支柱絕緣子的抗彎矩達(dá)到8 kN。采用3條支柱絕緣子，絕緣子有問題時可以斷開隔離開關(guān)后直接拆卸更換。

3 移動接觸網(wǎng)控制平臺電氣安全性差的解決方案

移動接觸網(wǎng)控制平臺主控制系統(tǒng)采用PLC(可編程控制器)控制系統(tǒng)，利用紅外線傳感器檢測機(jī)車的運(yùn)行位置，實現(xiàn)無人智能化操作。要保證移動接觸網(wǎng)控制平臺安全準(zhǔn)確工作，安全控制設(shè)施必不可少。

3.1 控制平臺的安全措施

移動接觸網(wǎng)控制平臺的控制系統(tǒng)在設(shè)計中應(yīng)用了電氣互鎖、自動檢測等安全措施。

3.1.1 電氣互鎖

移動接觸網(wǎng)控制平臺的整個控制過程應(yīng)用多個電氣互鎖裝置保證設(shè)備的安全。首先移動接觸網(wǎng)必須在煤倉收起時進(jìn)入工作位，這就要求移動接觸網(wǎng)控制箱與煤倉升降互鎖，煤倉升起后移動網(wǎng)才能進(jìn)入，移動網(wǎng)退出后煤倉才能下落；其次移動接觸網(wǎng)必須在斷電后進(jìn)行移動操作，因此移動接觸網(wǎng)驅(qū)動電機(jī)與隔離開關(guān)要求互鎖，隔離開關(guān)處于分?jǐn)辔灰苿咏佑|網(wǎng)驅(qū)動電機(jī)才能通電，隔離開關(guān)處于合閘狀態(tài)時接觸網(wǎng)控制系統(tǒng)不能啟動電機(jī)。同樣，移動接觸網(wǎng)處于移動時不允許隔離開關(guān)進(jìn)行合閘操作，只有當(dāng)接觸網(wǎng)回復(fù)至正常位置后才允許隔離開關(guān)進(jìn)行合閘操作。該系統(tǒng)采用PLC控制，操作簡單，安全可靠，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中任何誤動作或機(jī)電故障都會發(fā)出報警信號，便于操作人員及時排除故障。

3.1.2 自動檢測

兩小車在移動過程中不同步造成接觸導(dǎo)線張力超過額定值的10%時，張力傳感器即給PLC發(fā)出切斷電機(jī)主電源的指令；兩小車移動時如果任何一個出現(xiàn)卡滯，電機(jī)過載保護(hù)就會切斷主控接觸器電源，使兩臺移動小車同時失電停車；為了防止傳感器出現(xiàn)故障或意外動作還設(shè)置了合理的延時，可以判斷傳感器工作是否正常，提高了智能化控制操作的可靠性[3-4]。

3.2 移動接觸器控制平臺及設(shè)備安裝

3.2.1 隔離開關(guān)安裝

開關(guān)托架安裝應(yīng)呈水平狀態(tài)，允許偏差0～+10 mm，隔離開關(guān)分開后應(yīng)保證閘刀朝向田野側(cè)。電動操作機(jī)構(gòu)安裝在托架距地面1.1 m處，且角鋼水平，螺桿密貼支柱，施工允許偏差為±100 mm。隔離開關(guān)合閘時刀閘應(yīng)水平，兩刀閘中心吻合，允許偏差不大于5 mm，止釘間隙一般為1～3 mm，分閘時刀閘角度90°，允許偏差0°～+1°。電動隔離開關(guān)安裝后要保證手動和電動操作配合良好，兩種操作方法均應(yīng)保證隔離開關(guān)開合到位，符合技術(shù)要求。

3.2.2 分段絕緣器安裝

分段絕緣器安裝后，其絕緣滑道安裝負(fù)馳度為70 mm。安裝到位的分段絕緣器，其四根吊弦應(yīng)拉緊，如果用一個彈簧秤掛在靠近消弧角處的銅滑道上向上提120 N(對于短滑道)或90～100 N時(對于長滑道)其四根吊弦不應(yīng)發(fā)生松動，如果發(fā)生松動應(yīng)逐步向上調(diào)整到更高的高度；用水平尺通過四個緊線器，把分段絕緣器的結(jié)構(gòu)平面調(diào)整到與軌面平行，詳細(xì)調(diào)整兩根長滑道，使其下表面距絕緣滑道下表面保持2～5 mm(在測量點(diǎn)處量取)的距離，兩根短滑道下表面與兩根長滑道下表面的對應(yīng)點(diǎn)在同一高度。

3.2.3 PLC控制平臺安裝

將移動接觸網(wǎng)控制平臺安裝到煤礦集運(yùn)站控制室，安裝信號檢測裝置，鋪設(shè)電氣控制系統(tǒng)的電源線、控制線、信號線線路。通過控制電纜、信號電纜、電源電纜等將控制平臺和移動接觸網(wǎng)兩側(cè)電動隔離開關(guān)、移動接觸網(wǎng)小車連接好，確保連接正確。

4 結(jié)束語

增加彈力補(bǔ)償裝置保證了移動小車的平穩(wěn)運(yùn)行；增加絕緣子數(shù)量及其絕緣爬距提升了移動接觸網(wǎng)運(yùn)行期間的可靠性及維護(hù)便捷性，改善了移動接觸網(wǎng)的絕緣性能；增加移動接觸網(wǎng)控制平臺的電氣安全性、完善檢測安全裝置及軟件設(shè)計，保證了移動接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行。

[1] 李自力.PLC控制在移動接觸網(wǎng)中的應(yīng)用[J].山西建筑，2012(32)：142-144.

[2] 鄭建庭.裝煤漏斗倉柔性移動接觸網(wǎng)原理及組成與安裝[J].山西建筑，2012(28)：153-155.

[3] 仇昌春，樊淳寧，陳飛衛(wèi).接觸網(wǎng)智能防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2013(6)：38-41.

[4] 唐華林，劉宇涵，張淏喆，等.基于AHP的大型綜合超市防盜指標(biāo)體系的研究[J].森林工程，2015，30(3)：151-154.

(責(zé)任編輯 王琦)

Common Problems with the Moveable Catenaries of inCoal Freight Stations and Solutions

ZHANG Xuan

(Changzhou Railway Branch Jiangsu Union Technical Institute，Changzhou Jiangsu 213011，China)

Through the optimization of the design and installation scheme for the supporting electric equipment of moveable catenaries，the problems with unsmooth operation of mobile trolleys，circuit breaker tripping caused by serious coal dust pollution and poor electric safety of the movable catenary control platform that were encountered in the movable catenary construction of Majialiang Coal Freight Station of Datong Coal Mine Group have been solved.

movable catenary；circuit breaker；electric interlocking；safety control

2017-04-06

張 璇(1984-)，女，山西運(yùn)城人，講師，碩士，研究方向為機(jī)電控制工程，E-mail：xiaozhangxuan@163.com。

TU761

A

2095-2953(2017)08-0045-030