接触网可视化接地系统在地铁中的应用研究

接触网可视化接地系统在地铁中的应用研究

郑少耿

广州地铁集团有限公司

摘要：文章针对地铁中接触网可视化接地系统的应用，以广州市轨道交通四号线南延段工程为例，介绍了可视化接地系统，分析了接触网可视化接地系统在地铁中的应用，最后阐述了接触网可视化接地系统的应用效果，旨在提高地铁运行安全性。

关键词：接触网可视化接地系统；地铁；城市轨道交通

城市轨道交通与接触网距离的2m以内，执行检修作业时，需要针对接触网展开验电、接挂地线检验，这是比较直接的方法，但是却存在安全性、工作亮度以及耗时等多个方面问题。为了解决上述问题，应用接触网可视化接地系统，有利于提升安全性，节省抢修时间，将事故范围缩小，并且提高检修工作效率。

一．工程概况

广州市轨道交通四号线南延段（金洲至南沙客运港）工程为四号线一部分，位于其南端。线路起始于金洲，终止于南沙客运港，大致沿双山大道、金隆路、环市大道、海港大道和科技大道布设。线路长约12.6km，其中高架长度约0.295km，过渡段约0.178km，地下段12.127km；共设置6座车站，均为地下站，平均站间距约2.1km，最大站间距2.921km，为资讯园站至南沙客运港站区间；最小站间距约为1.38km，为金隆站至广隆站区间；换乘站1座，为南沙客运港站，与规划十五号线换乘。设置停车场一处，位于金隆站附近。设置南沙主变电站一座，位于南沙停车场内。四号线南延线采用直线电机运载系统，车辆初、近、远期均为4节编组，最高运行速度90km/h。供电系统采用110/33kV两级电压制的集中供电方式，牵引供电系统采用直流1500V供电。正线采用接触轨，停车场采用架空柔性接触网。）

二．可视化接地系统概述

1.系统设备结构

系统中主要包含可视化监控主机、可视化接地装置远程监控系统主站、可视化接地装置、光缆及连接电缆、系统软件等诸多元件。其中，可视化接地装置远程监控系统主站内包括监控计算机、监控系统软件等；可视化监控主机内包括工控机、光纤网络设备以及人机接口设备等；可视化接地装置有金属箱体以及接地开关等。

2.系统监控作用

系统控制主要是针对可视化接地装置内接地开关而言，即接地开关的分闸、合闸控制。系统监视则是针对可视化接地装置内接地开关、监控系统网络运行状态而言，主要表现为以下几点：第一，接触轨（网）带电检测是否有信号；第二，接地开关分闸与合闸时所处状态；第三，可视化接地装置故障时的不同信号。

3.系统功能与特征

（1）音响报警

一旦系统出现故障，那么故障信号无论在监控主机中，还是监控主站内都可以发出报警信号，结合当前需求选择投入/撤除，音响可解除以及调节音量。

（2）通信处理

第一，变电所综合自动化系统、综合监控系统实现远程通信；第二，利用光纤环网和OCC、车辆段DCC控制大厅监控主机进行通信，用于监视接地开关。

（3）显示用户画面

第一，针对全线车站、车辆段均可配置可视化接地开关分布示意图，并且限制控制操作与信息；第二，可视化接地装置集中监控系统构成图以及接地装置集中监控系统网络运行图的配置，实时监督系统设备运行情况；第三，报表与统计画面进行配置。

4.数据归档以及统计报表

第一，可以针对系统当前运行状况，归档数据并统计报表，划分信息类别进行储存；第二，存储器容量比较大，事件记录库可以储存超过100条信息，操作记录库可储存超过100条信息，且信息检索与调出非常方便。

5.软件维护与扩展

系统网络内任何一个环节都可以维护、调整监控系统子站。

6.口令

针对系统操作和系统运行影响因素，操作人员可以在系统中输入操作密码，确认之后才能够开始接下来的操作，以免非授权人员操作导致信息泄露。

7.其他功能

具备远程验电、带电显示、闭锁、遥信、遥控、遥视等多种功能。

三.接触网可视化接地系统在地铁中的应用

在车辆段增设可视化自动接地系统，从挂拆地线操作、安全防护设备进行了效果对比，具体如下：

挂拆地线操作方面：

第一，可行性。以往所使用的人工挂拆地线需要经过现场验电、现场挂拆地线以及现场确定这三个环节，车辆段可视化自动接地系统的步骤是远程验电、遥控挂拆地线、远程视频确认，后者操作更加便捷；

第二，安全性。人工挂拆电线的安全性并不高，很容易因为带电挂地线带来危险。车辆段可视化自动接地系统的安全性非常高，一般不会出现安全风险；

第三，工作效率。人工挂拆电线效率较低，施工人员往返现场以及验电操作的时间累积30~50min。车辆段可视化自动接地系统支持远程操作，极大的提高了工作效率。

安全防护设备方面：

第一，可靠性。传统车辆段作业的可靠性较低，验电器缺乏冗余举措，极易出现故障，引发安全问题。可视化自动接地系统的可靠性非常高，一方面具备冗余举措，保证了验电的安全性，另一方面装置使用之前进行了超过1万次的实验，更具稳定性；

第二，安全性。传统车辆段作业的安全性并不高，只是凭借验电器进行验电，难免带有安全风险，不能将信号远传至PSCADA系统。可视化自动接地系统的安全性非常高，装置事先经过冗余措施验电，避免带电接地问题，保证安全。同时，装置也可以向PSCADA系统传统信号，以免出现带地线送点的现象；

第三，技术特点。传统车辆段作业不具备技术特点，可视化自动接地系统可以支持手动与远动等多种措施，以视频确定最终结果，并且具备在线自检功能；

第四，视频记录。传统车辆段作业不具备该功能，可视化自动接地系统能够以视频记录车辆段进入重点区域后的作业情况。

四.接触网可视化接地系统应用效果

1.节省成本，提升作业效率

可视化自动接地系统被应用于地铁中，一方面可以减少验电器、接地棒、绝缘手套、绝缘鞋等设备的使用，这便节省了检验、报修以及采购所消耗的费用，另一方面，负责拆挂地线接触网人员也可以维修接触网设备，保证接触网检维修效率与质量，保障行车安全。

2.减少故障抢修时间

若发现接触网停电拆挂地线故障，采用人工挂拆地线方法，时间可能会达到20~50min，严重浪费时间，并且会对乘客安全造成影响。可视化自动接地系统仅需3min，便可以高效完成停电、验电、接地作业，减少故障抢修时间，快速恢复通车。

结束语

综上所述，接触网可视化接地系统在地铁中应用，有利于减少列车故障，提高运行安全，一旦发生故障快速检修，保证乘客安全，这是今后地铁交通最为主要的发展趋势。

参考文献：

[1]田升平，唐晓岚，万佳文，等.乌鲁木齐地铁活动断层段架空刚性接触网关键技术研究[J].铁道标准设计，2017，（10）：141-145.

[2]徐红，田升平，唐晓岚，等.适应活动断层的地铁架空刚性接触网悬挂结构研究[J].城市轨道交通研究，2017，（8）：45-48，58.

[3]李瑞芳，韩虎，金亮，等.接触网和接触轨两种供电方式下地铁线路耐雷击水平分析与比较[J].城市轨道交通研究，2017，（7）：48-51.