地鐵環境與設備監控系統交直流串擾問題研究

任川 孫源 陳宏濤

摘 要：本文主要針對地鐵環境與設備監控系統外部接口電路交直流串擾問題進行研究，根據交直流串擾問題產生的原因，形成不同的解決措施與方案。

關鍵詞：交直流串電；危害；解決方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.118

1 環境與設備系統概述

地鐵環境與設備監控系統（以下簡稱BAS系統）是通訊、計算機、工業控制、軟件技術、網絡等技術相結合的系統，其主要功能是對全線車站及地下區間隧道的通風空調系統設備、給排水設備、垂直電梯與自動扶梯、車站及區間照明、應急電源、電熱風幕、安全門、人防門等進行全面、有效的自動化監控及管理，并對設備運行狀態和啟停、環境參數檢測及節能管理、進行程序監控，確保設備處于高效、節能、可靠的最佳運行狀態，創造一個舒適的地下環境；在火災等災害或阻塞事故狀態下，啟動預設的緊急或災害模式，更好的協調車站設備的運行，充分發揮各種設備應有的作用，保證乘客的安全和設備的正常運行，改善地鐵環境的舒適度，提高地鐵自動化運行的水平，起到安全、可靠、節能的作用。

2 故障現象

BAS系統與通風系統、照明系統、給排水系統等接口一般采用硬接線方式連接，BAS系統現場級I/O模塊通過硬接線采集現場開關量輸入信號。接口調試過程中通常BAS系統專業需要對方接口專業提供無源干節點，并保證節點獨立，與其它系統隔離，保證AC220V或AC380V不能直接接入I/O模塊，若需要接入則須由接口方經中間繼電器進行轉接。如果單個設備有多個開關量信號需要送出，開關量信號公共點需要在就地環接，BAS系統開關量輸入信號、開關量輸出信號分別只提供一個公共點。

現場工程實施中，雙方接口接線端子位置一般為設備本地就地控制箱內。接口方提供的接線端子若未做好強弱電隔離，后期運營中一旦誤將AC220V控制線纜接入反饋信號端子，將會造成PLC監控點位燒毀，造成設備不可監控，影響BAS系統穩定運行，此故障現象為“串”。

除此之外，對于BAS系統對風機、風閥、照明、水泵等設備監控時，若接口端子處電磁干擾過大或反饋線纜離強電設備較近。接線端子處就會產生干擾電壓AC10～50V，設備啟動后會上升至70V～120V，使設備正常工作狀態產生誤報警，遠程無法對設備正常監視，此故障現場為“擾”。

3 原因分析

（1）雙方接口端子處沒有將控制信號與反饋信號端子進行獨立設置，一旦備絕緣老化或人員誤接線等原因將導致220v單項交流電壓串入低壓線路中從而導致設備的損壞。

（2）反饋線纜與強電線纜施工過程中采用同一橋架走線，雖橋架中有蓋板隔離，但實際運營中發現仍會出現干擾現象。

（3）控制柜內反饋線纜與強電設備安裝距離若過近，會產生電磁干擾，影響設備遠程正常監視。

4 解決方案

目前，國內地鐵行業交直流串擾方面，尚無有效成熟的應對措施。現階段能夠采用的，且最有效的應對辦法就是依靠現場工作人員的經驗來避免交直流串擾的發生，接下來就交直流串擾現象和原因分析同時結合地鐵設備維護經驗，提出以下幾種方法來解決交直流串擾問題：

方法一：

對于對于強弱電安裝距離過近等引起的交直流感應電壓干擾問題，可以采用在反饋信號線中并聯對地電容的方法來解決，利用電容隔直通交的特性抑制交流電壓的產生，及可將反饋線公共端接電阻一端，電阻另一端接地。

此方法對感應電可起到降壓作用，因為電容容抗，會使其有分壓效果。同時電容有充放電的作用，當電壓波形往下時，電容會放電。此方法為簡單的降壓措施，施工簡單，成本低，但負荷性差，安全性低，電容需要定期進行更換。

方法二：

對于信號反饋線中串入交流電問題，可以采用壓敏電阻與保險管和二極管的方法來最大程度的保護PLC設備不被串接進來的交流電燒毀。

上圖電路采用壓敏電阻來保護電路，如果J1輸入點電壓高于額定電壓，rv電阻會瞬間變小，當電流超過FU的額定電流FU熔斷從而保護J2所接的設備不被串接進來的高壓交流電所損壞。

5 結語

通過本文對地鐵BAS系統交直流串電擾問題原因分析，作者結合自身多年地鐵維護工作經驗，總結幾點可實施的改造解決方案，提升BAS系統的可靠性、安全性，對城市軌道交通環境與設備維修維護人員在設備檢修維修過程中方便快速的完成故障排除修復給予一定的幫助，保障地鐵安全穩定運行。

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