于興華

摘 要：作為現(xiàn)代交通的重要組成部分，地鐵的正常有序運行離不開地鐵的供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的正常運行直接影響著人們的生命財產(chǎn)安全。文章詳細闡述了地鐵供電系統(tǒng)的組成以及常見故障和維修方法，提出了完善的各種故障預防機制，希望及時發(fā)現(xiàn)并排除故障，保證地鐵的安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：地鐵;供電系統(tǒng);故障

中圖分類號：U226.5文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）06-031-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.015

作為主要的交通方式之一，地鐵以其高速、高質量、高安全性等特點，備受公眾青睞。地鐵能夠實現(xiàn)高安全性的原因與支持其運營的安全可靠的供電系統(tǒng)息息相關。快速準確地診斷軌道交通供電系統(tǒng)的故障是確保城市軌道交通安全穩(wěn)定運行的前提。電源系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將直接導致車輛熄火，并可能發(fā)展為嚴重的車輛故障，威脅人們的生命財產(chǎn)安全。

1 地鐵供電方式分類與選擇

1.1 地鐵供電方式綜述

地鐵供電系統(tǒng)比較復雜，通常分為內部電源、外部電源兩種類型。外部電源主要包括分布式電源、集中式電源、混合電源三種類型，內部電源主要包括第三軌電源和懸鏈線電源，每種電源模式都有其優(yōu)點與不足。

1.2 集中供電方式及其選擇

集中供電方式是指在地鐵沿線的合理位置設置變電站，通過變電站的建設完成地鐵系統(tǒng)的供電。其應用優(yōu)勢是統(tǒng)一管理和控制，設備維護更方便，穩(wěn)定性強，抗干擾能力強，故障率低，線路鋪設長度相對較短。因為變壓器和內部電源系統(tǒng)的電源通常處于集中和分布式狀態(tài)，導致其主要缺點是成本高。該方式主要適用于系統(tǒng)電源，通常需要轉換成35kV和10kV，滿足電壓等級后，可以直接應用于地鐵線路電源。這種供電方式不需要輔助變壓器，但是對主變壓器的要求非常嚴格。

1.3 分散供電方式及其選擇

分散供電方式主要是通過科學合理地安裝相關區(qū)域變電站，完成所有地鐵站的供電工作。分散供電方式要在每個區(qū)域變電站中設置雙電源，實現(xiàn)對城市供電網(wǎng)絡的有效利用，總體維護和建設成本較低，但極有可能在電網(wǎng)側造成干擾問題。

1.4 混合供電方式及其選擇

混合供電方式是以集中供電方式為主，以分散供電方式為輔，將二者相融合的供電方式，雖然保留了兩種供電方式的應用優(yōu)勢，但是其復雜性更高，在地鐵供電系統(tǒng)中應用程度相對較低。

1.5 內部供電模式

地鐵系統(tǒng)的內部供電模式主要包括兩種類型，即懸鏈供電和第三軌供電。調查研究顯示，懸鏈供電方法效果更好、安全性更高，在鐵路運輸中得到了廣泛推廣和應用。第三軌供電方法通常會消耗成本，應用程度相對較低。因此，在選擇地鐵供電系統(tǒng)供電方式時，應從建設、維護、管理、成本等多個方面綜合考慮地鐵工程供電系統(tǒng)的總體情況。

2 地鐵供電系統(tǒng)常見故障分析

2.1 零件故障

零件故障是地鐵供電系統(tǒng)中的常見故障之一，主要包括零件脫落和零件松動兩種類型的故障。地鐵在運行過程中不可避免地發(fā)生接觸，分段絕緣涂料的高溫燒蝕很容易導致墊片、螺栓和滑板脫落，影響正常使用并引起故障。零件松動主要指地鐵運營過程中，當交通密度增加時，多余的能量需要釋放到懸架系統(tǒng)中，會對整個懸架系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響[1]。

2.2 接觸線故障

接觸線故障也是常見故障之一。作為剛性網(wǎng)的重要組成部分，接觸線一旦出現(xiàn)問題，不可避免地引發(fā)不利影響。當前的接觸線故障主要包括三種類型。一是燒弧失敗，受電弓位置不平滑，母線變形以及剛性定位夾的不科學設計都可能導致電弧燒毀。二是接觸線磨損，當接觸線磨損達到一定程度時，會影響正常使用并引起故障。通常，接觸線磨損故障大多發(fā)生在錨固接頭、母線接頭和其他零件中。三是接觸線表面放電走線故障，由于地鐵高速運行和有限的靈活性，特殊區(qū)域的參數(shù)可能會發(fā)生很大變化，并受電弓會受到強烈的磨損，導致布線表面上的發(fā)電走線故障。

2.3 受電弓故障

受電弓失效主要是受電弓的磨損引起的。受相關母線和懸鏈線懸掛位置的影響，受電弓和接觸線將不可避免地發(fā)生接觸，受電弓通常會受到集中沖擊造成磨損。如果凹槽滑板的接觸線發(fā)生異常變化，導線被卡住或拉動，將增加受電弓與接觸線接觸的可能性，增加受電弓的作用力，并導致受電弓磨損異常。

3 地鐵供電系統(tǒng)的預防措施分析

3.1 完善零件故障預防機制

要完善零件故障的預防機制，加強零件故障的預防。相關維護人員要按照規(guī)范和標準，對地鐵供電系統(tǒng)中的部件進行檢查和維修，達到早預防、早發(fā)現(xiàn)、早處理的目的，確保地鐵的正常運行。要加強對零件脫落的檢修，在預防和定期處理地鐵運行中掉落部件的同時，適當加大對墊片、螺栓、滑板等部件的檢查和維修，以確保該部件的正常運行。同時，有關部門要提高維修人員的安全意識，加強檢查巡查，及時發(fā)現(xiàn)松動部位，在零件擰緊過程中要特別注意接頭位置處的零件擰緊過程，及時更換滑動零件，以確保安全運行。

3.2 完善接觸線故障預防機制

要完善接觸線故障預防機制，相關人員可以從避免電弧灼傷、減少接觸線磨損、避免接觸線表面放電痕跡開始，全面改善接觸線故障預防機制，為地鐵的正常運行提供保障。

3.3 加強受電弓故障的監(jiān)測和預防

要加強受電弓故障的監(jiān)測和預防，選擇高質量的受電弓零件，從根本上提高受電弓的耐磨性，確保受電弓的正常使用。在受電弓的選擇中，可以根據(jù)地鐵工程的實際情況，計算受電弓的各種參數(shù)，使受電弓盡可能地滿足地鐵發(fā)展的需要。加強對凹槽和滑板等零件的檢測，有關人員應定期檢查溝槽和滑板等零件，以免異常拉扯或卡死，減少受電弓與接觸線接觸的可能性，減少受電弓的磨損，以提高整體質量[2]。

4 地鐵供電故障的應急處理

4.1 創(chuàng)建緊急指揮中心

接觸網(wǎng)停電后，現(xiàn)場負責人應及時了解情況，與控制中心取得聯(lián)系，加強信息反饋，通過多方協(xié)作確認故障信息，并向值班人員報告在確保信息正確之后。故障排除過程中，控制中心主要負責早期緊急指揮，根據(jù)現(xiàn)場情況制定計劃，將其提交給現(xiàn)場應急總部，以合理安排專業(yè)人員。在現(xiàn)場指揮期間，應根據(jù)弓網(wǎng)故障的實際情況采取適當?shù)慕M織計劃。

4.2 應急響應

安全是順利發(fā)展故障處理能力的必要先決條件。部門收到故障信息后，要立即任命技術專家，按照計劃組織工作，縮短應急救援的響應時間。如果故障發(fā)生在停車場，要選擇最接近故障點的道路，然后將救援車輛開到那個地方。如果干線上發(fā)生故障，應將救援車輛開到附近的車站，以方便救援。救援前應做好充分準備，包括材料、救援設備、人員等，救援人員要加強自我防護，并在安全環(huán)境中開展救援行動。

4.3 應急處理

控制中心是故障排除過程中的核心部門。電力調度員結合故障信息，初步了解故障區(qū)域和具體故障類型，及時與交通調度人員進行溝通，并由機長進行減弓操作。在判斷故障之后，功率分配器嘗試傳輸功率。如果成功，它將通知交通調度，并再次抬高地鐵的船首以維持單邊供電。如果由于地鐵故障而造成的接觸網(wǎng)斷電，應及時通知火車調度員，并將與故障相對應的地鐵引導回停車場進行綜合檢查。如果在輸電過程中出現(xiàn)永久性故障，則要斷開主變電站隔離開關。如果無法正常供電，要斷開跳閘的變電站的隔離開關，嘗試發(fā)送跳閘的開關。如果沒有異常并且測試成功，則意味著接觸網(wǎng)中存在故障可以解決。

4.4 故障排除

接觸網(wǎng)供電故障的處理應遵循“先連接再恢復”的原則，有必要根據(jù)受損結構或設施的實際情況采取處置措施，為正式的緊急維修工作創(chuàng)造安全的環(huán)境。現(xiàn)場負責人組織人員派遣，以便可以將事故現(xiàn)場的人員迅速撤離到安全區(qū)域。專業(yè)的救援隊進入現(xiàn)場，按照計劃進行救援工作?，F(xiàn)場人員需要準確劃定緊急維修區(qū)域并設置控制線，與緊急維修操作無關的任何人均不得進入現(xiàn)場。為了提高救援效率，各專業(yè)救援隊在做好自身工作的同時，應加強合作與協(xié)調，開辟信息交流渠道，縮短應急搶修時間，恢復正常運行[3]。

4.5 行車指揮

發(fā)生事故后，交通調度員應立即作出反應，制定交通調整計劃，并報告給值班調度員批準。在整個交通指揮工作中，確保乘客安全是首要工作目標，通過各種手段減少不良影響，避免因處理不當引起事故再次發(fā)生。

5 結語

軌道交通是人們出行的重要交通工具之一，其故障定位效應直接影響人們的正常出行和人身安全。有關人員可以結合實際情況進行選擇，以免因選擇錯誤而影響正常使用。一般而言，相關人員可以從改善零件故障的預防機制，改善接觸線故障的預防機制，加強受電弓故障的監(jiān)測和預防等方面提高質量，為地鐵的安全運行提供保障。

參考文獻

[1] 艾東兵.城市軌道交通剛性接觸網(wǎng)拉出值優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2018，21（7）：50-53，57.

[2] 鐘人正.地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)常見故障和防范措施解析[J].工程建設與設計，2018（14）：72-73.

[3] 戴麗君.城市軌道交通供電系統(tǒng)電纜故障在線定位技術研究[J].城市軌道交通研究，2019，22（12）：35-38.