潘衛(wèi)波

(中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司(城鐵公司) 北京 100036)

近幾年，隨著地鐵的不斷發(fā)展，地鐵列車誤入接觸網(wǎng)無電區(qū)的事故時(shí)有發(fā)生，有些地鐵運(yùn)營公司甚至一年內(nèi)出現(xiàn)了多起類似事故，輕者造成地鐵列車失電、變電所跳閘，重者燒毀接觸網(wǎng)導(dǎo)線和電氣設(shè)備，嚴(yán)重危及作業(yè)人員和設(shè)備的安全。

1 問題分析

1.1 無電區(qū)狀態(tài)

接觸網(wǎng)通過分段絕緣器的絕緣間隙和絕緣棒，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)間的電氣分段［1］。當(dāng)?shù)罔F列車受電弓通過分段絕緣器時(shí)，將分段絕緣器導(dǎo)軌連通，對絕緣間隙、絕緣棒形成短路，使無電區(qū)接觸網(wǎng)帶電(見圖1)。

圖1 地鐵列車通過分段絕緣器

地鐵列車正常運(yùn)行狀態(tài)為雙受電弓取流，由于兩受電弓間距較遠(yuǎn)(約為45 m)［2］，當(dāng)電力機(jī)車通過分段絕緣器由帶電區(qū)進(jìn)入無電區(qū)時(shí)，將出現(xiàn)約45 m的運(yùn)行距離，使無電區(qū)接觸網(wǎng)帶電，按10 km/h車速計(jì)算，無電區(qū)接觸網(wǎng)將會(huì)出現(xiàn)約16 s的帶電時(shí)間，對無電區(qū)檢修人員的人身安全構(gòu)成威脅。

1.2 無電區(qū)短路

為保證檢修庫內(nèi)的作業(yè)安全，檢修庫門口設(shè)置帶接地刀閘的手動(dòng)隔離開關(guān)(即隔離開關(guān)斷開時(shí)，其動(dòng)觸頭處于接地狀態(tài))。如果地鐵列車誤入無電區(qū)，將使無電區(qū)接觸網(wǎng)帶電并通過隔離開關(guān)接地，造成變電所保護(hù)裝置跳閘［3］，嚴(yán)重的會(huì)燒毀設(shè)備(見圖2)。

圖2 地鐵列車進(jìn)入無電區(qū)造成短路

1.3 開關(guān)狀態(tài)確認(rèn)分析

由于接觸網(wǎng)隔離開關(guān)安裝位置受地形和安全高度等條件限制，當(dāng)?shù)罔F列車通過分段絕緣器時(shí)，駕駛?cè)藛T很難判斷隔離開關(guān)的開合狀態(tài)以及前方接觸網(wǎng)是否帶電。目前，現(xiàn)有設(shè)備不能對地鐵列車誤入無電區(qū)進(jìn)行可靠控制，這是造成此類事故頻發(fā)的主要原因。

2 隔離開關(guān)

對于以上地鐵列車運(yùn)行中遇到的問題，亟待研制出用于確認(rèn)隔離開關(guān)的開合狀態(tài)或前方接觸網(wǎng)是否帶電的顯示裝置，以避免地鐵列車誤入接觸網(wǎng)無電區(qū)的事故發(fā)生。

2.1 信號源

結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況，本著安全、可靠、適用的原則，把隔離開關(guān)的分合狀態(tài)和被控接觸網(wǎng)是否失壓作為兩個(gè)信號源。把接觸網(wǎng)是否失壓作為信號源，其優(yōu)點(diǎn)是比較直接，但需要增加一套電壓感應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。將隔離開關(guān)刀閘的分合狀態(tài)作為信號源，電動(dòng)隔離開關(guān)可以從其操縱箱里直接取得隔離開關(guān)的開合狀態(tài)信號;手動(dòng)隔離開關(guān)可以從手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)處添加一套聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)，取得可靠的狀態(tài)信息。這種方式雖然為間接攝取信號，但信號攝取相對比較簡單，且可靠性強(qiáng)。通過對兩種信號源進(jìn)行對比分析，最終確定把隔離開關(guān)的開合狀態(tài)作為信號源，實(shí)現(xiàn)對接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。

2.2 顯示裝置

接觸網(wǎng)能否將處于帶電狀態(tài)的信號傳輸?shù)降罔F列車上，是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。如果直接采用無線發(fā)射裝置，不但成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且也容易受感應(yīng)電影響。若采用顯示燈，則成本較低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強(qiáng)?？紤]到安裝環(huán)境和《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》［4］的相關(guān)規(guī)定，可選擇可靠性較高、節(jié)能型的LED顯示燈，并將顯示燈制作成字標(biāo)形式(見圖3)，以滿足運(yùn)營需要。

圖3 帶電顯示燈

2.3 供電回路

在供電回路上選擇雙電源供電和自投裝置，采用常用的380/220 V電源模式，供電電纜采用絕緣電阻不小于5 MΩ的銅芯聚乙烯絕緣控制電纜［5］，保證了供電和顯示的可靠性。

圖4 3股道顯示裝置電路

3 結(jié)語

在安裝了隔離開關(guān)聯(lián)控顯示裝置后，地鐵列車駕駛?cè)藛T可通過帶電顯示燈判斷前方接觸網(wǎng)的帶電狀態(tài)，誤入無電區(qū)的事故將不再發(fā)生，保證了設(shè)備和人員的安全。

［1］朱申，謝奕波.接觸網(wǎng)［M］.北京:中國鐵道出版社，2009:71-78.

［2］深圳地鐵一期工程建設(shè)與管理實(shí)踐.北京:人民交通出版社，2007:672-673.

［3］TB 10009—2005鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［4］鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［5］TB 10421—2003鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.