地鐵可視化隔離接地一體化系統研究

劉立華

摘 要：針對傳統接地模式下的地鐵接觸網檢修存在低效率高危險性及傳統方式驗電接地的不足等問題，本文設計了一套接觸網可視化隔離接地一體化系統，可通過隔離接地開關一體化設計，自動化控制操作，實現可靠的驗電、掛拆地線操作，提高供電運行安全生產水平，提高工作效率、降低運行成本，實現安全、高效率、低成本的運營目標，具有成熟產品和技術，能夠滿足系統的要求。

關鍵詞：地鐵;接觸網;隔離接地一體化;可視化;智能驗電功能

引 言

軌道交通的安全運行離不開高質量的檢修，車輛段、停車場檢修作業是保障車輛安全的關鍵環節，雖然目前全國各地鐵運營公司制定了詳細、完善的規章制度與管理措施來保障檢修作業的安全運行，但現行的規章制度完全依靠人來保障執行，需要投入大量的人力資源，效率不高，可靠性也不高。

在檢修地鐵接觸網過程中，在檢修區段兩側需要架設接地線，以保證運營維護人員的人身安全。按照目前大多數地鐵檢修模式，運營維護人員在檢修工作開始之前，需要將庫前帶接地刀閘的隔離開關分閘（隔刀與地刀聯動操作），再將驗電器和接地線人工運送到作業區域，先通過驗電器驗電，確認安全后再人工為接觸網掛上地線，之后才能進行檢修工作，待檢修工作完成之后，再將接地線拆除，整個檢修過程中驗電接地工作將占用非常多的時間，壓縮了有效的檢修施工時長，并且還需要專門的人員進行掛接地線操作，整個接地過程無法監視，存在人為失誤的風險。人工掛地線的弊端主要表現在以下幾個方面：（1）掛地線前，沒有進行強制驗電，存在帶電掛接地線的可能;（2）針對人工掛地線的這些問題，接觸網可視化驗電接地系前，沒有進行強制驗電，存在帶電掛接地線的無法采集，上傳地線的實時狀態，存在帶接地線送電的可能;（3）整個操作過程完全依靠人工，自動化程度低，效率低。

在運用庫、檢修庫各股道設置可視化隔離接地裝置、股道帶電顯示屏，在DCC檢調配置主站設備，實現對庫區隔離刀閘、接地刀閘的視頻監視和遠程控制，同時實現庫區停送電安全聯鎖、兩票及流程管理等功能。系統充分利用了各種檢測手段、計算機邏輯處理、安全聯鎖等控制方法，可有效防止由于工作人員的疏忽、精神疲倦、聯系不周等人為因素造成事故，實現了人機聯控確保安全的目的。

可視化隔離接地一體化系統研究方案

一、系統組成

系統采用集中管理、分散布置的模式，分層、分布式系統結構。系統由管理層、現場設備層、網絡通信層組成 。

1、管理層。管理層設置在車輛段DCC檢調，配置良好人機界面，為DCC檢調工作人員提供庫區接觸網及檢修平臺的監視、控制和管理功能。

車輛段/停車場安全聯鎖管理系統由系統工作站（含手持終端、應用軟件等）、視頻工作站、通信機柜（包含但不限于以下設備：以太網交換機、嵌入式網絡硬盤錄像機、通信管理機、、網絡接口設備等）、解鎖鑰匙管理機、打印機、狀態模擬屏、工作臺以及可視化隔離接地操作管理系統。

2、現場設備層。在運用庫、檢修庫每個股道接觸網電源處裝設可視化隔離接地裝置，實現隔離刀閘、接地刀閘的電控操作和遠程視頻監視，裝置的柜門、操作機構配置安全聯鎖元件，實現手動操作安全聯鎖管理。

3、網絡通信層。網絡通信層實現管理層與現場設備層之間的通信。系統內部各設備之間采用光纖、以太網通信，可視化隔離接地裝置與通信屏之間采用星型網絡連接，根據需要在庫內適當位置增加光纖接口箱或交換機;通訊距離超過100米或者信號干擾嚴重時，采用光纜連接。

二、系統功能

1、管理層。1） 設備監視控制：實現庫區電氣設備監視控制功能，能查看庫區接觸網及檢修平臺工作情況，包括隔離刀閘、接地刀閘位置狀態、告警信息、視頻信息、接觸網電壓值，可對隔離接地裝置進行遙控操作。2） 檢修作業安全聯鎖：實現車輛段檢修作業中包括列車出入庫、接觸網停送電、接觸網接地操作、登臺檢修及撤離等作業過程的安全聯鎖管理，確保檢修人員的人身安全和車輛設備安全。3） 操作防誤閉鎖：系統實現用庫內電動隔離刀閘、電動接地刀閘的遙控操作、就地電動/手動操作;無論遙控還是手動操作，操作過程均須具有防誤操作功能，保障作業人員和設備安全。4） 操作回路硬接地閉鎖：正常運行時，現場裝置分合閘操作回路處于失電狀態，無法直接操作;準備操作時，先由系統進行邏輯條件判斷，判斷通過后方才允許其操作回路帶電，保證遙控操作安全，防止誤操作。5） 視頻監視：實現對庫內隔離刀閘、接地刀閘的視頻監視，通過巡檢聯動、模擬聯動、操作聯動、告警聯動等聯動監視功能和自動識別隔離刀閘位置、接地刀閘位置等視頻智能分析功能提供完善的安全防護。6） 兩票流程管理：系統實現工作票、操作票的電子化開票、圖形開票、邏輯判斷、操作設備與兩票邏輯關聯等功能，使操作設備與計劃任務保持一致性，并可以打印相應的表單和票據。7） 程序化遙控操作：實現對庫區隔離接地裝置的并行操作、一鍵順控操作等程序化操作，具有條件嚴謹、直觀可見的操作前后邏輯條件判斷。8） 狀態模擬屏：通過狀態模擬屏直觀顯示接觸網帶電狀態和檢修平臺工況等信息，包括股道的示意圖，相關設備比如隔離刀閘、接地刀閘、股道帶電等信息。9） 唯一操作權管理：DCC檢調遙控操作、庫區電動/手動操作和其它調度遙控操作之間具備唯一操作權管控功能。10） 接口預留：系統預留與綜合監控系統、智能運維平臺的接口。11） 系統故障或異常，具備急操作功能，并有保障應急操作安全的技術手段。

2、現場設備。1） 可視化隔離接地一體化裝置：完成車輛段運用庫、檢修庫接觸網電動隔離刀閘和接地刀閘功能。2） 設備控制：裝置可實現DCC調度、現場以及其它調度的多級倒閘操作及監控;能支持遙控、就地電動、就地手動等多種操作方式。 3） 操作安全保障：裝置具有刀閘地刀電氣聯鎖、驗電接地聯鎖、柜門身份識別、操作機構強制閉鎖、遙控閉鎖等防誤操作功能，防止現場走錯位置或誤操作。4） 自動驗放電：在接地時，裝置自動進行驗電操作，驗明接觸網殘壓大于既定值時，自動執行放電操作，放電成功后能自動接地。5） 遠程可視化：裝置內置攝像機，實現隔離刀閘、接地刀閘視頻畫面遠方監視，并具有聯動推送操作設備視頻畫面和設備狀態視頻智能分析識別功能。6） 裝置信息采集監視：裝置應具備完善的二次設計，能夠采集并遠傳隔離刀閘狀態、接地刀閘狀態、接觸網帶電狀態及遠方/就地切換按鈕狀態。7） 高亮度LED顯示：裝置具有引出式LED顯示屏，用于直觀顯示接觸網帶電狀態。

小 結

地鐵接觸網可視化隔離接地一體化系統能夠有效解決過去人工接觸網接地操作中存在的安全問題，結合可視化的防誤閉鎖理念、隔離開關和接地開關一體化設計思路，且這種系統的自動化程度高，在安全保障方面能夠很好的避免傳統人為操作模式下的安全問題，可以兩級以上給接觸網送電、驗電接地操作，保證人員和設備安全的情況下，盡量減少工作人員的工作量，縮短工作時間，提高工作效率，減少人力成本，為地鐵及相關企業帶來很好的經濟和社會效益。

參考文獻

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