隔離開關狀態聯控顯示裝置應用

潘衛波

(中鐵電氣化局集團有限公司(城鐵公司) 北京 100036)

近幾年，隨著地鐵的不斷發展，地鐵列車誤入接觸網無電區的事故時有發生，有些地鐵運營公司甚至一年內出現了多起類似事故，輕者造成地鐵列車失電、變電所跳閘，重者燒毀接觸網導線和電氣設備，嚴重危及作業人員和設備的安全。

1 問題分析

1.1 無電區狀態

接觸網通過分段絕緣器的絕緣間隙和絕緣棒，實現接觸網間的電氣分段［1］。當地鐵列車受電弓通過分段絕緣器時，將分段絕緣器導軌連通，對絕緣間隙、絕緣棒形成短路，使無電區接觸網帶電(見圖1)。

圖1 地鐵列車通過分段絕緣器

地鐵列車正常運行狀態為雙受電弓取流，由于兩受電弓間距較遠(約為45 m)［2］，當電力機車通過分段絕緣器由帶電區進入無電區時，將出現約45 m的運行距離，使無電區接觸網帶電，按10 km/h車速計算，無電區接觸網將會出現約16 s的帶電時間，對無電區檢修人員的人身安全構成威脅。

1.2 無電區短路

為保證檢修庫內的作業安全，檢修庫門口設置帶接地刀閘的手動隔離開關(即隔離開關斷開時，其動觸頭處于接地狀態)。如果地鐵列車誤入無電區，將使無電區接觸網帶電并通過隔離開關接地，造成變電所保護裝置跳閘［3］，嚴重的會燒毀設備(見圖2)。

圖2 地鐵列車進入無電區造成短路

1.3 開關狀態確認分析

由于接觸網隔離開關安裝位置受地形和安全高度等條件限制，當地鐵列車通過分段絕緣器時，駕駛人員很難判斷隔離開關的開合狀態以及前方接觸網是否帶電。目前，現有設備不能對地鐵列車誤入無電區進行可靠控制，這是造成此類事故頻發的主要原因。

2 隔離開關

對于以上地鐵列車運行中遇到的問題，亟待研制出用于確認隔離開關的開合狀態或前方接觸網是否帶電的顯示裝置，以避免地鐵列車誤入接觸網無電區的事故發生。

2.1 信號源

結合現場設備的運行情況，本著安全、可靠、適用的原則，把隔離開關的分合狀態和被控接觸網是否失壓作為兩個信號源。把接觸網是否失壓作為信號源，其優點是比較直接，但需要增加一套電壓感應裝置，結構復雜，成本較高。將隔離開關刀閘的分合狀態作為信號源，電動隔離開關可以從其操縱箱里直接取得隔離開關的開合狀態信號;手動隔離開關可以從手動操作機構處添加一套聯動觸點，取得可靠的狀態信息。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。通過對兩種信號源進行對比分析，最終確定把隔離開關的開合狀態作為信號源，實現對接觸網帶電狀態的準確判斷。

2.2 顯示裝置

接觸網能否將處于帶電狀態的信號傳輸到地鐵列車上，是一個十分關鍵的環節。如果直接采用無線發射裝置，不但成本高、結構復雜，并且也容易受感應電影響。若采用顯示燈，則成本較低、結構簡單、可靠性強。考慮到安裝環境和《鐵路技術管理規程》［4］的相關規定，可選擇可靠性較高、節能型的LED顯示燈，并將顯示燈制作成字標形式(見圖3)，以滿足運營需要。

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 結語

在安裝了隔離開關聯控顯示裝置后，地鐵列車駕駛人員可通過帶電顯示燈判斷前方接觸網的帶電狀態，誤入無電區的事故將不再發生，保證了設備和人員的安全。

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

［2］深圳地鐵一期工程建設與管理實踐.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計規范［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［4］鐵道部.鐵路技術管理規程［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量驗收標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.