地鐵供電系統可靠性和安全性研究分析

郭慶毅

摘要：地鐵中的供電系統是維持地鐵正常運行的基本設施，對供電系統的可靠性與安全性的保持，對于維持地鐵運行工作來說，具有重要的作用，它能確保乘客的生命財產安全，保證地鐵正常運行狀態下的經濟效益。本文分析了地鐵供電系統的內容，在探討了影響地鐵供電系統安全性與可靠性因素的基礎上，提出幾點提高地鐵安全性與可靠性的基本措施，為我國地鐵的運行管理工作提供參考。

Abstract： The power supply system in the subway is the basic facility for maintaining the normal operation of the subway and it is important for the maintenance of the reliability and safety of the power supply system the operation of the subway. It can ensure the safety of passengers' lives and property and the economic benefits under the normal operation of the subway. This paper analyzes the contents of the subway power supply system， puts forward some basic measures to improve the safety and reliability of the subway on the basis of discussing the factors affecting the safety and reliability of the subway power supply system， to provide reference for the operation and management of the subway in China.

關鍵詞：地鐵;供電系統;可靠性;安全性

Key words： subway;power supply system;reliability;safety

中圖分類號：U231+.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）35-0071-02

0? 引言

我國的社會建設進程不斷加快，城市中人口數量逐漸增多，交通壓力因此而不斷擴大。為了滿足人們日常生活中的出行需求，各個城市都越來越重視對地鐵的建設和運行管理工作。其中維持地鐵供電系統的安全性和可靠性，是確保地位穩定運行的重要措施，也是地鐵運行管理中的重要工作內容。要想進一步提高地鐵供電系統的安全和穩定，首先應在明確地鐵供電系統基本內容的基礎上，明確地鐵運行過程中影響供電系統安全與可靠的主要因素。

1? 地鐵供電系統安全性與可靠性的重要意義及其基本內容

隨著人們對交通需求的不斷擴大，地鐵成為人們出行的重要方式，所以在地鐵的日常運行過程中，客流量較大，人員密度高，如果在運行過程中出現安全事故，不僅滿足不了人們的出行需要，還有可能給人們生命財產安全帶來損害。因此，提高地鐵運行過程中的安全性和可靠性至關重要，其中，供電系統在地鐵運行過程中起到重要的作用，供電系統是提高地鐵運行安全性和可靠性的重要內容。因此，采取有效的措施，提高地鐵供電系統的安全性和穩定性，對于提高地鐵的運行效率，保障人們的生命財產安全，以及提高人們的生活質量，都具有重要的意義。

供電系統主要是地鐵中為地鐵運行提供電能和動力的系統，具體來講，地鐵供電系統中主要包含的內容分為五個方面，分別是外部電源、主變電所、牽引供電系統、動力照明供電系統和雜散電流腐蝕防護系統。其中，外部電源主要為地鐵提供外部城市電網電源，由于外部電源供電方式有所差異，所以又分為混合式供電、分散式供電和集中式供電三種;主變電所是處理地鐵供電系統電壓的主要結構，與城市中人們使用的電壓有所差別的是，主變電所中的電壓相對較高，因此，主變電所需要借助變壓器的輔助作用;地鐵運行過程中需要直流1500福特的電壓，但是通過主變電所提供出的電壓主要是35kV/10kV，因此，還需要牽引變電所的作用，將電壓調節至符合地鐵運行需要的電壓大小;供電照明系統的作用至關重要，用以維護地鐵運行過程中的正常照明需求;在地鐵的牽引系統中，常常受到鋼軌回流和絕緣的影響作用，容易引發電流泄露問題，因此應用到了雜散電流腐蝕防護系統，它能有效防止電流泄露問題的發生。

2? 影響地鐵供電系統安全性和可靠性的因素分析

2.1 供電設備老化

各種供電設備共同組成了地鐵的供電系統，所以設備的老化問題對供電系統的安全性影響較大。由于地鐵的運行和管理是一項長期的工作，在一定的年限之后，地鐵供電設備會出現老化問題，如果老化程度嚴重，會影響地鐵供電系統的正常使用，增加了出現故障的幾率，給地鐵的正常運行埋下許多安全隱患。因此，地鐵供電系統中供電設備的老化程度是影響地鐵供電系統安全性和可靠性的主要因素，當地鐵供電設備發生老化以后，必須及時制定有效的解決措施，避免因設備老化而導致故障問題出現，影響地鐵的安全運行[1]。

2.2 外界環境、設備設施和組織管理因素

許多客觀因素也影響地鐵供電系統穩定性的原因，比如外界環境情況、供電設備的質量以及供電系統的管理方式等。在社會的發展過程中，出現了許多先進的地鐵供電系統的供電設備，地鐵在建造的過程中，設備的管理人員所選擇的供電設施的質量情況，先進程度、使用壽命等，都會在地鐵后期運行的過程中影響供電系統的安全性和可靠性。除此之外，一個長期穩定的供電系統需要在科學的管理體系下實現，目前，無論是供電系統管理人員的管理水平，還是管理制度的完善程度，都滿足不了供電系統長期穩定的需求。要想使供電設備、設施、外界環境因素和組織管理方式都能有效的提高地鐵供電系統的安全性和穩定性，需要建立一套完善的評估體系，對地鐵周圍環境、管理方式以及設備設施進行綜合評估，及時發現影響地鐵供電系統正常運行的情況，并采取有效的措施解決，提高地鐵運行系統的安全性和穩定性[2]。

2.3 維修和檢修工作

當供電系統出現問題時，及時制定行之有效的維修方案，能有效避免問題的惡化，提高地鐵供電系統的運行效率。并且，完善的維修管理方案還能有效降低地鐵供電系統的管理費用。由于地鐵的檢修工作需要耗費企業的大量資金，所以一些企業在實際工作中，降低了對地鐵檢修工作的頻率，這樣雖然在短期內減少了企業中資金的消耗，但是容易導致地鐵供電系統出現各種問題，而相關人員又不能給予及時的發現，影響檢修工作效率，甚至造成問題的惡化，容易給企業帶來更大的資金損失，也給乘坐地鐵的人們帶來人身安全隱患。因此，企業不能因為檢修工作的資金消耗量大而降低檢修工作頻率，否則不僅影響地鐵供電系統的安全性和穩定性，還會影響地鐵的正常運行，當問題加劇時，維修工作已經不能彌補，增加了企業的資金消耗，也威脅著人們的生命財產安全。（圖1）

3? 提高地鐵供電系統安全性和穩定性的方法探討

3.1 提高地鐵供電系統安全性的主要方法

根據影響地鐵供電系統安全性與可靠性的主要因素，制定有針對性的提高地鐵供電系統安全性和可靠性的方法，能有效減少地鐵供電系統故障的發生率，提高地鐵運行效率。首先，研究與分析能提高地鐵供電系統安全性的主要方法，較為常用的地鐵供電系統安全性分析方法是綜合評判法，就是對地鐵中影響供電系統安全性的各種因素進行綜合評價，將所有的影響因素歸納在一起，構成影響地鐵供電系統安全性的集合，這個集合通常用大寫的字母U表示，將各種影響因素用小寫字母u表示，可以表示成U={u1，u2，u3，u4，u5，…，un}，在這個集合中，每個構成集合的un都是一個影響安全性的因素，根據這個集合可以進一步制作出評價地鐵供電系統安全性的集合：V={v1，v2，v3，v4，v5}，在V的集合中，每一個構成都代表著一個地鐵供電系統安全性程度，絕對安全用v1表示，很安全用v2表示，安全用v3表示，較為安全用v4表示……運用敏感性分析來擬合形成權重，或者通過專家評判、歷史數據等方式。在分析方法中，因素矩陣是重要的部分，主要用數理統計或貼近度的方式，來判斷矩陣的隸屬[3]。

3.2 提高地鐵供電系統可靠性的主要方法

在提高地鐵供電系統可靠性的措施中，主要有三種方法，分別是故障樹分析發、可靠框圖法和故障模式后果法。其中重點研究可靠框圖法，它是研究供電系統中各種因素之間相關關系的重要方法，為了表示地鐵供電系統中的各種結構，采用結構模型的可靠性框圖方式，這樣得到了地鐵供電系統的可靠性框圖，這是進一步研究與分析地鐵供電系統可靠性的重要依據。可靠性框圖法也是分析與提高地鐵供電系統可靠性的最常用方法之一，目前，人們運用可靠性框圖法分析地鐵供電系統的可靠性有許多方式，例如并聯、串聯等。當地鐵供電系統中各個單元都出現故障時，最終引發可靠性問題出現的形式是并聯機構。如果從提高供電系統可靠性的角度上分析，地鐵供電系統中的集中供電使用了電廠高壓線路，這種方式的防護性較高，相比于普通供電方式來說，發生故障的幾率也很低，并且集中供電與城市其他電路的連接較少，因此也不容易受到其他電路的干擾作用。即使在發生故障時，例如出現主變電所解列的情況，也可以采用一定的方式是讓其他正常的主變電所傳遞電力，這樣不會降低地鐵供電系統的可靠性。但是與集中供電相比，分散供電連接了城市中許多其他電路，所以容易受到干擾，并且一旦發生故障，需要應用到周圍其他開閉所進行補償供電，對地鐵的正常運行產生了影響，降低了地鐵供電系統的可靠性。

4? 結束語

綜上所述，提高地鐵供電系統的安全性和可靠性對于滿足人們的出行需求、保障人們的生命財產安全都具有重要的作用。在地鐵的實際運行過程中，供電系統的安全性和可靠性主要受設備老化、組織管理、檢修與維修工作等因素的影響，為了進一步提高地鐵供電系統的安全性和可靠性，分別對提高地鐵供電系統安全性、可靠性的方法進行了研究與分析，綜合所有措施，共同保障地鐵供電系統的安全與可靠，確保地鐵的正常運行。

參考文獻：

[1]陳小立.地鐵供電系統的可靠性與安全性分析[J].自動化應用，2018（06）：145-146，148.

[2]孫梓博.地鐵供電系統可靠性和安全性分析方法研究[J].城市建設理論研究（電子版），2017（18）：11.

[3]王學武.地鐵供電系統可靠性和安全性分析方法研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2017（04）：97-98.