引言
根据地铁接触网作业安全规程规定:为了保证作业安全, 当作业人员与周围带电的接触网设备的距离小于0.7米时, 应将作业区域内的接触网设备停电, 并在作业区域两端可能来电方向的接触网设备上验电、接挂接地线。传统的做法是由地铁电力调度通过电力监控系统远程停电后, 再下达操作命令给供电设备操作人员进行验电和接挂地线, 之后才允许相关作业人员进入相关区域作业。这种采用人工拆挂接地线的方式具有工作繁重、劳动强度大、工作效率低、安全可靠性差等问题。为了解决上述问题, 杭州地铁联合设备制造厂开发了远程拆挂接地线的可视化接地装置, 并在2、4号线使用。该装置的使用大大减轻了供电人员的劳动强度、压缩了拆挂接地线时间、提高了系统安全可靠性。
一、可视化接地装置系统
(一) 可视化接地装置组成
可视化接地装置主要由现场接地装置、可视化接地监控主机、远程监控主站和通信网络系统四部分组成。现场接地装置安装在轨行区, 主要包括接地闸刀、控制机构、视频装置等。可视化接地监控主机一般安装在变电所控制室, 主要由视频监控主机及通讯单元等组成。车辆段供电车间设一套远程监控主站, 可以实现全线远程接触网的验电和接地线的拆挂。
(二) 通信网络系统组成
可视化接地系统的通信网络采用层间分布式结构, 分为三层网络:底层网络为间隔层设备 (接地装置) , 主要由高压开关、控制器、通信接口等组成;中层网络为站控层设备 (可视化接地监控主机) , 主要由嵌入式控制主机、模拟操作控制盘等组成;上层网络为管理信息系统 (远程监控主站和复视终端) , 主要由系统工作站, 相应的软件和通信接口设备等组成。
(三) 系统功能
接地装置安装于轨道附近, 通过操作装置内接地开关的分、合实现替代人工挂、拆地线的功能。可视化接地监控主机安装于车站变电所控制室, 操作人员可通过该装置实现本站内所有接地装置的分合, 并监视站内每个接地装置的状态信息及视频画面。可视化远程监控主站安装于车辆段供电车间 (或中心) , 操作人员可在监控主站实现远程操作全线及车辆段所有接地装置的分合, 并监视所有接地装置、可视化接地监控主机、通信的状态信息及所有接地装置的视频画面。
二、可视化接地装置的设置原则
杭州地铁在充分分析和讨论的基础上, 确定了以下接地装置的设置原则:
(一) 正线设置原则:
设置在牵引变电所DC1500V电源上网隔离开关处, 且接地电缆从上网隔离开关的下端头 (即与接触网相连的一端) 引接, 这样确保接地装置高压开关在合闸后能够封死来自变电所直流开关的电源, 保证人身安全。
(二) 车辆段 (场) 设置原则:
按照供电分区在每个供电分区的上网隔离开关处设置一台接地装置。为了确保人身安全, 杭州地铁在车辆段 (场) 接触网检修作业中, 采取每周一天全段 (场) 集中停电、集中检修的模式, 这种模式确保只要在每个供电分区装设一台接地装置, 即可满足停电挂地线的要求。
(三) 正线与车辆段 (场) 交界处设置原则:
在车辆段 (场) 和正线接触网分段绝缘器的两侧均设置接地装置, 解决白天车辆段 (场) 检修、正线带电和晚间车辆段带电调试、正线停电检修的矛盾。
(四) 不同线路联络线处设置原则:
在不同线路的线路联络线处接触网分段绝缘器的两侧均设置接地装置, 解决一条线路带电和另一条线路停电检修之间的矛盾。
三、可视化接地装置的运行控制
杭州地铁可视化接地装置的运行控制上沿用了传统人工验电、拆挂地线的流程, 即电力调度下令, 供电部门人员操作的流程, 但在具体实施中, 供电部门操作人员由运行工班值班人员统一执行, 并在命令下发操作等方面进行了优化。
杭州地铁供电部门在每个车辆段 (场) 设有一个运行工班, 其主要任务是车辆段 (场) 的电力调度, 同时兼顾配合车辆检修的拆挂地线。我们利用该工班, 将可视化接地装置的运行控制纳入该运行工班的日常工作中。地铁每天运营结束后, 由控制中心电力调度远程停电, 然后发命令给运行工班值班人员, 其接令后, 通过监控主站完成正线或车辆段 (场) 的远程验电和接挂接地线, 命令完成后向电力调度销令, 实现远程验电和接挂接地线流程。作业结束后, 由控制中心下令给运行工班值班人员, 其接令后, 远程拆除接地线, 并向电力调度销令, 实现拆接地线流程。
当进行一条线全线停电挂地线时, 为了节省下令和销令时间, 提前编写好全线验电挂接地线和全线拆接地线的操作卡片, 操作卡片经审核批准后, 电力调度以操作任务的命令形式下令完成操作卡片, 运行工班值班人员逐一来完成全线验电和全线拆挂地线的操作。事实上, 除非夜间有需要接触网带电的电客车调试等作业, 一般均采取了线路“全停全挂”的模式。
四、应用效果
(一) 可视化接地装置的使用, 大大降低了供电人员验电接地工作的劳动强度。
传统人工验电接地的方式, 操作人员要肩扛4组接地线从变电所搬运至轨行区, 接地线拆除后, 又要将其从轨行区搬回至变电所, 劳动强度较大。
(二) 可视化接地装置的使用, 较大程度减少了施工配合, 从而降低了人力成本。
以杭州地铁2号线东南段为例, 若采用的人工验电接地的方式, 全线停电挂地线至少需要安排6组人, 每组2人, 共计12人来完成该作业。采用可视化接地装置后, 只需运行工班的2人即可完成操作。
(三) 可视化接地装置的使用, 压缩了接触网验电接地的时间, 提高夜间设备检修“天窗”点利用率。
传统人工验电接地的方式, 完成一个站4组接地线的验电接地, 从接到命令到销令, 至少需要1小时左右。而采用可视化接地装置后, 以杭州地铁2号线东南段为例, 完成全线18公里的接触网验电挂地线, 从接令到销令, 18分钟即可完成, 增加了30%的设备检修“天窗”点时间。
(四) 可视化接地装置的使用, 保证操作和作业人员的安全。
根据其他地铁经验, 采用传统人工验电接地的方式, 每年总会发生多起带电挂地线或带地线合闸的误操作事件, 可视化接地装置能完成自动验电后合接地开关, 防止了误操作, 保证了操作和作业人员的安全。
摘要：为了克服地铁供电系统设备检修人工拆挂接地线工作繁重、劳动强度大、工作效率低、安全可靠性差的缺点, 杭州地铁采用了远程拆挂接地线的可视化接地装置。本文主要介绍了可视化接地装置的应用背景、系统组成、设置原则和运行管理, 并对其在杭州地铁的应用效果进行了阐述。
关键词：可视化接地装置,地铁供电系统,设置原则