發布時間：2021-12-29所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著地鐵供電系統設備的不斷發展與創新，可視化接地系統逐漸作為替代人工接掛接觸網地線的主流設備。解決了人工掛地線產生的帶電掛地線和漏拆地線、接掛地線效率低、人力成本高三大問題。隨著可視化接地系統運行的時間推移，逐漸出現一些容易造成影響地鐵行車的
摘 要：隨著地鐵供電系統設備的不斷發展與創新，可視化接地系統逐漸作為替代人工接掛接觸網地線的主流設備。解決了人工掛地線產生的帶電掛地線和漏拆地線、接掛地線效率低、人力成本高三大問題。隨著可視化接地系統運行的時間推移，逐漸出現一些容易造成影響地鐵行車的故障及隱患，為了更好的確�？梢暬拥叵到y在地鐵系統中發揮他應有的作用，需要對可視化接地系統在使用中可能出現的故障進行分析，并給出解決方案。
關鍵詞：可視化接地系統;地鐵;網絡結構
近年來，國內軌道交通項目在各個城市發展迅猛，供電系統設備作為軌道交通動力的來源，在其中起著不可或缺的作用。隨著地鐵線路的逐年增加，給城市帶來了先進便捷的交通方式，但同時供電系統設備數量也逐年呈現倍增趨勢，這一現象造成設備維修維護工作必須投入越來越多的維護力量，導致員工隊伍迅速膨脹，人力成本也逐年上升。員工隊伍的年輕化，使安全壓力越來越大。如何在供電設備數量快速增長的同時，能夠有效降低人力成本，提升員工作業安全環境。在優化管理，規范制度的同時，也應從技術角度為降本增效，風險防范做出努力。
可視化接地系統可以很好的解決帶電掛地線和漏拆地線、接掛地線效率低、人力成本高三大問題。但若可視化接地系統設備的可靠性不足，將導致嚴重影響地鐵車輛的日常運營，通過各種方式發現可視化接地系統的隱患，整改不足，提高可視化接地設備的可靠性，是及其重要的一項工作。
1 可視化接地系統工作原理
可視化接地系統是一套可以實現中央級遠程操作掛拆接觸網地線，并能在中央級，車控室通過視頻畫面觀察地線接掛情況的設備。它的設備組成主要如圖 1 有以下模塊：
中央管理層：系統服務器、系統工作站、視頻工作站。
站級管理層：站級可視化操作終端、通信管理機、視頻硬盤錄像機、鑰匙管理機。
間隔設備層：可視化接地裝置本體，可視化接地裝置攝像機。
電力調度操作終端設備通過系統服務器經過通信控制器向正線配置的可視化接地裝置發出掛拆地線指令，可視化接地裝置自動執行接觸網驗電、殘壓放電、接地的步驟。當檢測到接觸網有電時，自動禁止接地刀閘合閘操作。同時配置在柜內的接地刀閘監控攝像機和隧道壁上的隔開監控攝像機不間斷實時將視頻上傳到車控室站級終端和中央級工作站終端，電調和車站作業人員可以通過視頻呈現的方式，確認接地刀閘分合閘狀態。接地裝置上端裝設有 LED 顯示屏，可實時顯示接觸網電壓，起到給軌行區作業人員安全警示作用。
2 可視化接地系統網絡傳輸結構的現狀
目前國內地鐵通用的可視化接地系統傳輸網絡拓撲結構如圖 2 中所示，設備網絡傳輸結構由調度層、網絡層、站級層三級組成。調度層至網絡層經通訊機、交換機至 A 網環網，A 網環網連接至各個站點站級層通訊機設備。站級層包含間隔層設備和站控層設備，設備本體、車站端、調度端三級控制模式，站級層設備通訊機作為站級的控制傳輸中樞，站級遠程控制與調度端遠程控制相互獨立，二者功能互不影響。
可視化接地系統網絡結構僅使用 A 網單通道進行網絡數據傳輸，調度層通訊機通常采用 104 子站協議與綜合監控通信及正線各站可視化接地裝置通訊。調度層進行可視化接地裝置遙控操作，當所處網絡通道發生圖 2 中四處地方其中一處故障點中斷時，中央級將無法監視和控制所有站點的可視化接地裝置。特別是若故障發生于施工結束需要拆除地線，接觸網需要恢復供電時，調度層無法遠程操作可視化接地裝置，導致接觸網地線無法拆除，接觸網無法執行送電操作，必須由人工分散至各個站點現場應急操作將可視化接地裝置分閘，繼而完成接觸網送電。在這種故障情況發生時，反而會大量耗費人力、物力，甚至直接影響地鐵的行車組織，存在較大安全隱患。
3 傳輸網絡結構冗余配置提升對策
正如上文所述，可視化接地系統的網絡傳輸結構為單通道方式，造成通道冗余度低，數據傳輸網絡存在穩定性與可靠性不足的問題，可能導致影響地鐵行車運營的事件發生。
從整體分析，絕大部分地鐵的綜合監控環網一般使用 A、B 雙環網結構通訊至各個站點，根據綜合監控網絡結構的思路，將可視化接地系統改造成雙網通訊模式，形成系統網絡通道的冗余度，提升系統的穩定性與可靠性。
雙網改造后的網絡拓撲如圖 3 所示，于調度層增加一臺 B 網通訊機和 B 網交換機，調度層 A 網交換機分別與 A、B 網通訊機連接，B 網交換機也分別與 A、B 網通訊機連接，A、B 網交換機再連接至綜合監控 A、B 網環網，綜合監控 A、B 網環網連接至各個站點站級層通訊機設備，形成了從可視化接地裝置至站級層變電所內通訊機為單通道數據傳輸，從站級層通訊機至綜合監控 A、B 通信環網，綜合監控 A、B 通信環網至調度層通訊機的數據傳輸均為雙通道傳輸的網絡結構，實現站級層至網絡層以及網絡層至調度層的雙網通信冗余配置。當站級層至調度層數據傳輸通道設備出現故障時，可由另一回網絡傳輸通道實現數據傳輸，不影響可視化接地裝置的遠程操作;當站內設備故障時僅影響本站設備操作，不影響其余車站可視化接地裝置的操作。
4 網絡傳輸結構改造后的驗證方法
4.1 中央管理層驗證
中央級全線順控測試及中央級 A、B 網切換測試，具體測試流程如下：
(1)對全站可視化接地裝置進行一次順控合、分閘測試，操作結束后隨意抽取三個站可視化接地裝置進行單點遙控合、分閘操作。
(2) 斷開 A 網交換機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→分閘操作，應操作成功。
(3)合上 A 網交換機電源空開，斷開 B 網交換機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→ 分閘操作，應操作成功。
(4)合上 B 網交換機電源空開，斷開 A 網通訊管理機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→分閘操作，應操作成功。
(5)合上 A 網通訊管理機電源空開，斷開 B 網通訊管理機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→分閘操作，應操作成功。
(6) 斷開 A 網交換機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→分閘操作，應操作成功。
(7)合上 A 網交換機電源空開，合上 B 網通訊管理機電源空開，斷開 B 網交換機電源空開，斷開 A 網通訊管理機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→ 分閘操作，應操作成功。
(8)合上 B 網交換機電源空開，合上 A 網通訊管理機電源空開，3 分鐘后由電調對全線可視化接地裝置進行一次全線順控合閘→分閘操作，操作結束后隨意抽取三個站可視化接地裝置進行單點遙控合、分閘操作，均應操作成功。(9)中央管理層雙網功能測試結束、人員出清。
4.2 站級管理層驗證
站級遙控測試及站級 A、B 網切換測試，詳細測試步驟如下：
(1)電力調度對全線路單站可視化接地裝置進行依次分合閘操作，應操作成功。
(2)車站斷開通訊機 A 網網線，約 1min 后電力調度對單站可視化接地裝置進行依次分合閘操作，應操作成功。
(3)車站斷開通訊機 B 網網線，連接 A 網網線，約 1min 后電力調度對單站可視化接地裝置進行依次分合閘操作，應操作成功。
(4)依次對全線各個車站重復(2)、(3)步驟執行測試，應操作成功。
(5)站級管理層雙網功能測試結束、人員出清。
5 應急措施及預案
5.1 在進行站級通訊管理機安裝時誤碰運行中的 PSCADA 工況機，造成 PSCADA 工況機死機、重啟等問題，導致單站 PSCADA 系統無法監控、操作本站設備。
應急措施：施工負責人應立即組織停止工作，現場進行排查，檢查 PSCADA 工況機、交換機電源等設備，保證設備恢復正常運行。如若 PSCADA 設備無法恢復正常運行，應安排專人進行值守保障。
5.2 中央級 A、B 網通訊管理機升級過程中數據文件配置錯誤，造成中央級通訊管理機與站級通訊管理機通道未建立或電調無法進行全線可視化接地柜操作。
應急措施：若在施工結束前 30 分鐘無法正常完成測試，施工負責人應立即組織設備廠家將通訊管理機數據文件還原至改造前狀態。
5.3 在完成中央級通訊管理機數據更新后電調對全線接地柜進行遙控分合閘測試出現異常。
應急措施：
(1)若程序更新后出現異�；虺霈F可視化接地柜無法分閘的情況，施工結束前 30 分鐘仍無法恢復，電力調度應根據對應的現場應急處置方案要求，立即組織線上應急變電人員、接觸網人員出動至各牽引變電所就地操作分可視化接地柜。
(2)設備廠家拷貝裝置日志文件，對新的數據文件進行深入分析，查找異常原因，找到異常原因并整改測試正常后，征得地鐵公司同意后再開展下一步改造工作。
5.4 在進行 A、B 網通道切換測試時出現切換不成功的情況。應急措施：設備廠家拷貝中央級通訊管理機裝置日志文件，檢查異常原因，在原因未查明并解決前設備廠家每晚安排人員進行保障。原因查明后，征得地鐵公司同意后再開展下一步改造工作。
5.5 改造結束運行一段時間后系統出現異常。
應急措施：
原有站級通訊管理機保持在原安裝位置并保持上電狀態，僅將通訊網線隔離，便于異常時，原有站級通訊管理機可直接投入使用，待系統連續運行 1 個月穩定后再進行拆除。
若系統出現較大異常，一方面重新將原有站級通訊管理機投入運行，將現有通訊管理機從系統中隔離;另一方面，將中央級通訊管理機數據配置文件恢復至改造前版本，在異常原因未查明并得到解決前禁止將改造后的系統投入運行。
6 結論
針對地鐵行業現行可視化接地系統網絡結構冗余度不足，導致影響地鐵運營的隱患，設計了上述雙網改造的方案，此改造方案已在廈門地鐵 2 號線完成實施并投入運行，整體效果較好，目前未出現上述同類型故障。實踐證明，本文使用的方法安全有效，能較好的實現可視化接地系統所帶來的經濟、安全、高效的效益。——論文作者：馬 濤
參考文獻
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[2]孫春桂.安全管理系統在廈門地鐵中的應用[J].中國新技術新產品,2019(21):141-142.
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