地鐵鋼軌電位限制裝置電壓保護異常動作分析及解決方案

劉宇

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家越來越重視城市軌道交通的安全運行，所以對地鐵鋼軌電位限制裝置電壓保護異常動作的分析至關重要。為提升地鐵鋼軌電位限制裝置的運行效率，要根據(jù)實際情況了解電壓保護頻繁動作對線路安全運行的影響，明確相關設計規(guī)范，了解其工作原理。因此，論文針對地鐵鋼軌電位限制裝置電壓保護異常動作進行簡要分析，并提出合理化建議。

【Abstract】With the rapid development of China's economy， the country pays more and more attention to the safe operation of urban rail transit， so it is very important to analyze the abnormal voltage protection action of over-voltage protection device for metro rail. In order to improve the operation efficiency of over-voltage protection device for metro rail， it is necessary to understand the impact of frequent voltage protection action on the safe operation of the line according to the actual situation， clarify the relevant design specifications， and understand its working principle. Therefore， this paper briefly analyzes the abnormal voltage protection action of over-voltage protection device for metro rail， and puts forward reasonable suggestions.

【關鍵詞】地鐵鋼軌;電位限制裝置;電壓保護異常動作;解決方案

【Keywords】metro rail; over-voltage protection device; abnormal voltage protection action; solutions

【中圖分類號】U231+.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）07-0166-02

1 引言

隨著城市化進程的不斷加快，城市交通愈加受到關注和重視，尤其是地鐵交通。該種類別的交通已經(jīng)成為城市中居住者出行的最便捷的方式，因此，該種交通工具的安全性極其重要。城市軌道牽引系統(tǒng)中，電能主要來源于牽引供電系統(tǒng)，所出現(xiàn)的牽引電流是經(jīng)過鋼軌回流其他地方，但電流的流經(jīng)區(qū)域需要應用相關材料做好絕緣處理，避免泄漏到其他區(qū)域從而造成人員傷亡。在地鐵交通系統(tǒng)運行中，一旦鋼軌的電位過高，會對乘客人身安全產(chǎn)生威脅。因此，對地鐵鋼軌電位限制裝置的某一段電壓保護頻繁動作原因綜合分析勢在必行，可進一步地減少不利影響。

2 電位限制裝置電壓保護異常動作概述

在地鐵軌道交通牽引回流系統(tǒng)中，鋼軌的電位限制裝置一般都會被安裝在鋼軌與變電接地網(wǎng)銜接位置，一旦其電壓保護出現(xiàn)異常動作，則可以快速地了解異常動作的位置，做好相應的電壓保護動作記錄。當鋼軌電位測量值大于電壓保護動作閾值時，其會持續(xù)一段時間，確保該段時間的電壓保護接觸器呈現(xiàn)閉合狀態(tài)，此時，要將鋼軌與其他材料共同做好連接處理工作，確保鋼軌電位處于國家所規(guī)定的范圍內(nèi)，工作人員的人身安全有保證。在電位限制裝置中，接觸器閉合后要預先設定自動斷開時間，避免高位電壓值下的接觸器出現(xiàn)頻繁性動作，增大雜散電流的泄漏概率，致使金屬管線出現(xiàn)嚴重損壞。故在某一段時間電壓保護過后，短路裝置的閉鎖化情況會變得很嚴重，此時則需要人工手動做好復位，降低雜散電流的腐蝕性、危害性，否則電位限制裝置所采集到的數(shù)據(jù)精確性不高，電位限制裝置下的人工復位效率降低。部分已經(jīng)在運營的地鐵鋼軌普遍存在電位異?，F(xiàn)象，電壓保護動作異常增多，每天出現(xiàn)近千次已經(jīng)十分常見。因此，在合理降低鋼軌電位的基礎上，還需要做好地鐵鋼軌電位限制裝置的動作保護工作，尋找解決電壓保護頻繁問題的方式方法，減少出現(xiàn)大量雜散電流。

3 原因分析

3.1 機車參數(shù)異常

在進行相關數(shù)據(jù)的測試分析時，必須繪制某地區(qū)地鐵線路中牽引變電所提供的電流曲線，以自身所繪制的曲線明確采集城市軌道之間的站間距，利用互聯(lián)網(wǎng)終端計算出不同地鐵站之間的車速，根據(jù)實際路況做好預先制動動作，為地鐵車輛的加速和減速工作奠定基礎，避免車輛加速中牽引電流的突然性增大。若是牽引電流波動值高，變化率根本無法由人工計算，鋼軌回流數(shù)據(jù)情況的獲取以及精準化會受到質(zhì)疑，機車牽引負荷全過程只能等待更先進的儀器繪制，故還需要繪制鋼軌回流實測信號圖，使得回流實測信號變化波動變小。機車在運行過程中，會經(jīng)常存在牽引變動以及制動等工況的頻繁切換情況，機車的位置隨時都在改變，會隨著電流的運動方向不斷變化，致使牽引電流以及回流軌道中的電流的大小和方向不斷變化中，回流電流所引起的鋼軌電位變動不具有暫時性變化特性。從曲線地鐵鋼軌電位限制裝置的動作保護的數(shù)據(jù)可知，鋼軌電位實測信號中的直流電流成分以及低頻交流特性差異性大，很難驗證鋼軌電位信號是否存有電流變化值。在預先進行模擬分析時，所采用的數(shù)據(jù)基本上都是采用理想化狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行分析的，實際的地鐵在運行過程中都會出現(xiàn)較多的意外情況，并不可能會按照理想的狀態(tài)運行，故現(xiàn)場機車參數(shù)一般來說是不合理的。

3.2 電壓保護裝置的電流值波動大

在地鐵鋼軌電位限制裝置異常動作分析中，需要結合實測信號情況做好綜合分析，在設備的變化情況中了解其硬件設備是否存在損壞，提高邏輯判斷環(huán)節(jié)的合理化水平，使判斷環(huán)節(jié)合規(guī)。電壓保護頻繁動作常常是由于內(nèi)部鋼軌電位信號不穩(wěn)定所致，一旦鋼軌電位數(shù)值高于規(guī)定值，計算機會出現(xiàn)損壞，設施設備的判斷結果精準性會欠缺，導致直流鋼軌電位不能達動作閾值。電位信號采集裝置采集的數(shù)據(jù)屬于真實性材料，將其直接輸入數(shù)據(jù)端中可直接計算出當時的電壓值，綜合判斷直流鋼軌電位值。實測鋼軌電位值信號中有低頻電流，所采集到數(shù)據(jù)的最終取值會偏低，但測鋼軌電位值會遠遠大于電壓保護動作值。若是直接將未經(jīng)信號處理的實測鋼軌電位信號作為動作判斷信號，很容易導致地鐵鋼軌電位限制裝置的電壓保護頻繁動作經(jīng)常發(fā)生，帶來較多的不利影響。部分地區(qū)的鋼軌電壓保護電流值的波動值一旦出現(xiàn)大幅度的變化，改進舉措亦需要變更。

4 解決舉措

4.1 基礎改進舉措

在解決地鐵鋼軌電位限制裝置電壓保護異常動作中，需要對該段電壓保護異常動作的原因進行重點分析，了解測鋼軌的電壓信號變化情況，將電位限制電壓保護值變化情況詳細記錄，查找出現(xiàn)該種情況的原因所在，并將該種情況上報給相關人員，最終得出報告。在保持現(xiàn)有電位限制裝置硬件的基礎上，可適當?shù)卦鎏硪恍┬盘柼幚砟K，完善鋼軌電壓信號處理模式，處理好電壓保護異常動作情況。除此之外，要根據(jù)信號采集裝置實時了解裝置運行情況，將信號采集裝置所采集到的數(shù)據(jù)做好模擬分析，直接傳輸?shù)竭壿嬇袛嗄K中，等待結果出現(xiàn)。為進一步減少電位限制裝置動作頻繁，要提高電壓保護質(zhì)量和運行效率。在異常動作分析中，應當做好多線路數(shù)據(jù)裝置處理工作，了解地鐵鋼軌的運行原理。在基礎措施設定中，需要定期做好地鐵鋼軌電位限制工作，增進管理者以及一線運營者對相關工作的了解度與熟知度，定期或者不定期做好工作人員培訓，確保人員不會出現(xiàn)不規(guī)范操作，避免整個地鐵列車出現(xiàn)更大的人員傷亡。

4.2 仿真驗證工作

在分析地鐵鋼軌電位限制裝置電壓保護異常動作中，需要根據(jù)對應的數(shù)據(jù)做好仿真驗證工作，確保改進數(shù)據(jù)的真實性和有效性。本文主要選取烏魯木齊市的地鐵一號線某一段時間內(nèi)鋼軌電壓變動情況作為實測信號取值范圍，每隔0.1s做一次信號采集，確保數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析模塊中，取代已經(jīng)經(jīng)過處理的鋼軌電位信號，將裝置的電壓保護異常變化情況作為判斷標準。對改進后的地鐵鋼軌電位限制裝置動作判斷信號進行綜合比對可知，經(jīng)過長期的信號處理環(huán)節(jié)的信號幅度值相比之前波動有所減小，鋼軌電位信號幅度值大約在每2s就會增大，因此，大概率會觸發(fā)地鐵鋼軌電位限制裝置的電壓保護效果，導致地鐵鋼軌電位限制裝置的電壓保護動作出現(xiàn)異常，故減少實際電壓保護動作次數(shù)，緩解雜散電流檢測過程中的嚴重腐蝕情況勢在必行。在仿真驗證工作中，要定期或者不定期對所采集到的數(shù)據(jù)進行更新，及時采用新的數(shù)據(jù)并做好管控，確保所有的數(shù)據(jù)都是有效且合規(guī)的。

5 結語

綜上所述，現(xiàn)階段國家相關部門越來越重視地鐵鋼軌電位限制裝置電壓保護異常動作。為了提升地鐵鋼軌電位限制裝置的運行效率，要根據(jù)實際情況具體問題具體分析，明確工作原理以及鋼軌電位的變化影響因素，將直流分量疊加中的交流分量變化值做好完善處理，對交流分量以及機車狀況變化情況做好密切分析，定期提取實測鋼軌信號中的直流分量，將其作為電壓保護裝置動作的基本判斷依據(jù)，避免改進措施出現(xiàn)電壓誤保護動作，提升對電路線路安全運營以及雜散電流防護質(zhì)量。

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