地鐵車輛高壓設備互鎖設計

石東海

摘 要：針對孟買1號線地鐵先進、可靠的要求，為其量身設計了一套包含各種互鎖邏輯的控制系統。該系統相對于前期公司引進的國外技術而言更加安全、可靠。目前，孟買1號線作為國內首次整車地鐵出口項目，已得到廣泛好評。

關鍵詞：地鐵；高壓設備；控制系統；互鎖裝置

中圖分類號：U270.38 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.061

國內很多城市的地鐵在運行過程中時常發生受電弓故障。如果得不到及時解決，故障可能會進一步擴大，甚至會把供電網刮斷，造成無法想象的損失。一般而言，如果在系統回路中增加一些互鎖控制，就會大大提升受電弓的安全、可靠性，降低受電弓的故障率，提高地鐵運行的安全性、可靠性和穩定性。下面分別介紹各種互鎖邏輯在地鐵受電弓控制回路中的應用。

1 受電弓與緊急制動電氣互鎖

在地鐵車輛出現緊急情況時，司機會觸發車輛緊急制動，車輛此時會獲得較大的制動力，使列車在最短的時間內停下來。在車輛觸發緊急制動時，如果車輛受電弓還處于升弓狀態，使高壓始終與車輛相連，就會無形中提高故障率。從安全角度考慮，我們會把緊急制動的命名添加到受電弓的降弓回路中，即在司機觸發緊急制動的瞬間，列車會把緊急制動信號傳遞給降弓列車線，這樣會使全列車受電弓在緊急制動時立刻降下，有效抑制故障的出現。具體控制邏輯如圖1所示。

如圖1所示，當司機按下緊急制動按鈕（EMPB），回路從上到下被導通，DC110 V控制電源瞬間存在于整個回路，從而使受電弓降弓列車線被激活，促使整列車的受電弓瞬間降下。通過在受電弓降弓回路中串聯一個緊急制動按鈕的常開觸點，就可實現受電弓與緊急制動互鎖的功能。這種方法既簡單又可靠，已經被廣泛地應用到地鐵車輛的電氣原理設計中。

2 受電弓與車間電源電氣互鎖

當車輛在車庫里維護時，需要接通車間電源。為安全起見，設計時，在受電弓和車間電源控制回路上分別設置了互鎖功能。例如，車輛放置在車庫里，此時受電弓處于落弓狀態，需要接通車間電源進行靜態調試。在接通車間電源后，如果有人誤操作旋轉升弓開關，此時受電弓也不會因此而升起。另一種情況是，當車輛放置在車庫里，正常喚醒車輛并旋轉升弓開關將受電弓升起，車輛正常輸入高壓電源，此時如有人將車間電源插頭插入車輛端，車間電源也不會接入車輛。以上互鎖控制提升了車輛的安全、可靠性。具體原理圖如圖2所示。

3 高壓安全連鎖控制

3.1 BSV受電弓連鎖控制盤

許多地鐵車輛上都設有高壓隔離開關。此設備的主要作用是保護售后服務人員的人身安全，防止誤操作或漏操作。下面將介紹高壓隔離開關的工作原理。

圖3為BSV受電弓連鎖控制盤。如圖3所示，當控制手柄在“ON”位時，受電弓氣路被接通，鑰匙A被鎖定在圖示位置；當受電弓被降下，需要檢修列車時，將控制手柄置于“OFF”位，此時可將鑰匙A旋轉90°拔出。鑰匙A被拔出后，控制手柄被鎖定在“OFF”位，此時受電弓氣路被隔離，無法升弓。維護完畢后，鑰匙A被插入并旋轉至圖示位置，控制手柄才能由“OFF”位轉換至“ON”位。

另外，BSV不僅能對受電弓進行氣路隔離，還能在電氣回路中進行二次隔離，工作原理如圖4所示。

當圖3中的手柄被鎖定在“OFF”位時，BSV的常開觸點將處于閉合狀態。此時，圖3中的回路將被導通，DC110 V控制電源將存在于整個回路，即受電弓降弓列車線被激活，整列車的受電弓同時被降下。當BSV從“ON”位轉換到“OFF”時，無形之中使受電弓在氣路和電路上獲得了雙重隔離，這就保證了檢修車輛時的安全性。

3.2 接地隔離開關

接地隔離開關連鎖控制如圖5所示。維護車輛時，將鑰匙A從BSV設備中拔出后插入到接地隔離開關設備中，并旋轉90°。此時可將操作手柄轉到“接地”位，然后將鑰匙B旋轉90°拔出，則操作手柄被鎖定在“接地”位，同時鑰匙A將被鎖定，不能被拔出。當設備維護完畢后，將鑰匙B插入并旋轉90°回到原位，此時操作手柄可以由“接地”位轉到“受電弓”位，然后將鑰匙A旋轉90°拔出，并放回BSV受電弓連鎖控制盤，此時接地隔離開關將鎖定在“受電弓”位不能轉動。

3.3 連鎖控制鑰匙箱

連鎖控制鑰匙箱連鎖控制如圖6所示。在維護車輛時，只有將鑰匙B從接地隔離開關中拔出后插入到連鎖控制鑰匙箱（圖5）中，并旋轉90°，其他鑰匙（key）才能被旋轉90°并拔出，從而開啟高壓設備柜門進行維護。只有所有鑰匙（key）被放回并旋轉至原位，鑰匙B才能旋轉90°并拔出。

3.4 連鎖控制過程

連鎖控制邏輯如圖7所示。

連鎖控制過程為：①正常工作時，BSV受電弓連鎖控制盤和接地隔離開關處于工作位，鑰匙A鎖定在BSV受電弓連鎖控制盤，并且鑰匙B鎖定在接地隔離開關，不能被取出；②正常斷開真空斷路器，降弓；③將BSV受電弓連鎖控制盤控制手柄轉至“OFF”位，受電弓氣路和電路被隔離，然后將鑰匙A旋轉90°拔出，使BSV受電弓連鎖控制盤控制手柄鎖定在“OFF”位；④將鑰匙A插入接地隔離開關并旋轉90°，將操作手柄轉至“接地”位，此時真空斷路器兩端被短接并接地，然后將鑰匙B旋轉90°并拔出，鑰匙A將鎖定在接地隔離開關不能被拔出，并且接地隔離開關將鎖定在“接地”位；⑤將鑰匙B插入連鎖控制鑰匙箱并旋轉90°，此時柜門鑰匙（key）可以被旋轉90°并取出，當至少一個柜門鑰匙（key）未回到原位，鑰匙B將被鎖定不能拔出；⑥通過柜門鑰匙（key）打開高壓設備來維護車輛；⑦車輛維護完畢后，把所有柜門鑰匙（key）放回連鎖控制鑰匙箱并旋轉至正常位，然后將鑰匙B旋轉90°并拔出，此時所有柜門鑰匙（key）將鎖定在連鎖控制鑰匙箱不能拔出；⑧將鑰匙B放回接地隔離開關并旋轉至正常位，然后將接地隔離開關由“接地”位轉至“受電弓”位，此時可將鑰匙A旋轉90°并拔出，同時鑰匙B將鎖定在接地隔離開關不能被拔出。⑨將鑰匙A放回BSV受電弓連鎖控制盤并旋轉至正常位，然后將BSV受電弓連鎖控制盤手柄由“OFF”位轉至“ON”位，此時鑰匙A被鎖定不能被拔出，同時受電弓氣路和電路被接通，列車可以正常運行。

4 結束語

綜上所述，在地鐵車輛設計過程中增加以上互鎖功能可以大大提高車輛運行的安全、可靠性。目前這些互鎖功能已經被廣泛運用到各個地鐵項目中，并一致得到廣大業主的好評。

〔編輯：王霞〕