接觸網可視化接地系統應急功能設置的必要性研究

摘 要：可視化接地系統是用于實現接觸網遠方及就地驗電接地功能的可視化直流驗電接地裝置，系統可采集對應隔離開關的位置信號、接觸網電壓信號，通過計算機及相關硬件實現隔離開關狀態判斷及驗電閉鎖。然而，在日常使用過程中，可能存在由于隔離開關信息反饋不正確等原因，造成接地邏輯判斷不通過的情況。現從運營維護的角度出發，討論一種在確保安全的前提下，降低因通信異常等故障帶來的大面積可視化接地刀閘無法合閘影響的實現方案。

關鍵詞：接觸網;可視化接地;應急操作;運營維護

1? ? 可視化接地系統概況

1.1? ? 網絡結構

系統網絡模式為光纖單環以太網，站級管理層之間通過光纖連接成光纖主干網。OCC中央管理層通過交換機接入光纖主干網，區間牽引所通過接入鄰站交換機后統一接入光纖主干網。系統示意圖如圖1所示。

1.2? ? 防誤邏輯判斷原則

可視化防誤邏輯判斷分為中央級和站級兩種，中央級閉鎖邏輯基本原則為：（1）地線最長防護范圍不能超過兩個越區隔離開關，不能超過3個供電區;（2）接地柜合閘時，其所在供電臂所有來電方向的隔離開關均分閘;（3）無分閘條件。

站級閉鎖邏輯基本原則為：（1）接地柜站級合閘邏輯僅與本供電區上網及越區隔離開關進行聯鎖;（2）無分閘條件;（3）車輛段/停車場站級閉鎖邏輯與中央級閉鎖邏輯相同。

根據以上閉鎖原則，在中央級進行正線接地柜合閘操作時，最多需要判斷4個站的隔離開關狀態。

1.3? ? 防誤系統判斷流程

系統防誤模塊中配置了防誤邏輯公式，監控模塊請求操作接地柜設備時，防誤模塊對邏輯公式進行校驗，通過了防誤邏輯校驗才會允許監控模塊進行遙控操作。流程步驟如下：

（1）監控模塊將整票（程控、并控序列）發防誤模塊;

（2）防誤模塊根據設備是否存在、狀態是否一致、防誤邏輯校驗進行判斷，成功則提示校驗成功，不成功則禁止操作;

（3）監控模塊發送單步操作請求;

（4）防誤模塊再次進行邏輯校驗，校驗成功進行下一步操作，不成功則禁止操作;

（5）防誤模塊發送解鎖命令，接地柜進行解鎖;

（6）解鎖成功，防誤模塊通知監控模塊進行遙控操作;

（7）監控模塊進行遙控選擇及執行操作;

（8）接地柜接收到命令后，判斷隔離開關狀態并進行驗電，符合條件進行遙控操作;

（9）遙控成功后，監控模塊、防誤模塊收到變位，不成功則返回提示;

（10）防誤模塊收到變位后，閉鎖;

（11）接地柜實時上傳遙視圖像。

2? ? 優化必要性

2.1? ? 歷史案例

下面就3次因鄰站隔離開關信號問題影響本站可視化接地柜操作的情況進行必要性說明。

2.1.1? ? 站級可視化通信柜故障

2019年1月，中央級執行全線接地操作時，出現3個站點接地刀閘合閘不成功故障，其他站點正常。

后經檢查分析，故障原因為：3站點的中間站管理機到主干網交換機的網線水晶頭與通信機網口接觸不良，導致通信存在中斷。由于該站隔離開關狀態與鄰站存在邏輯判斷關系，故導致多站無法進行操作。

2.1.2? ? 隔離開關故障

2019年4月，由于某站隔離開關分閘程控執行失敗，刀閘顯示未定義狀態。受此影響，當天本站、鄰站可視化接地操作失敗。排除隔離開關故障后，可視化刀閘操作正常。

2.1.3? ? 可視化接地裝置故障

2019年7月，由于某站1#可視化柜失電，系統無法讀取該可視化接地柜各項信息，無法判斷所關聯的隔離開關狀態，導致鄰站可視化邏輯校驗不通過。

2.2? ? 應急難度大

隨著軌道交通的快速發展，越來越多的線路變得距離長、站點多、站間距大，停電作業時，需掛地線站點較多。結合案例經驗，當出現類似故障時，存在以下應急難度：

2.2.1? ? 影響范圍大

由于接地裝置與隔離開關閉鎖邏輯較多，當某站點出現故障時，勢必影響相鄰站點的接地操作。

2.2.2? ? 應急時間長

當區間所或無專業人員值守站點出現故障時，在郊區線路將難以安排人員立即到位處理。

2.2.3? ? 保障人力少

面對大量的掛地線點，若需對其實現駐人保障，將無法滿足其他設備生產需求。

3? ? 實現方案

在保持原有操作模式的基礎上，增加應急功能，使用同一張接線圖，通過軟件界面按鈕實現兩種模式切換。

3.1? ? 基本功能

（1）站級以及OCC系統應可分別獨立進入應急模式;（2）可以選擇解除任意單站軟閉鎖及硬閉鎖;（3）提供應急邏輯公式配置功能;（4）保留判斷上網隔離開關狀態及強制驗電閉鎖功能。

3.2? ? 功能實現方式

（1）在系統權限配置界面，對特定用戶配置應急權限，具有該功能權限的用戶，方可進入、退出應急模式;（2）進入、退出應急模式，系統記錄相應的日志;（3）進入應急模式后，圖形界面有明顯警示標志或提示;（4）在邏輯配置界面中實現應急模式邏輯公式的增加、修改、刪除、保存等功能;（5）在系統中增加應急模式五防校核接口。

3.3? ? 方案風險評估

（1）應急功能不對原有模式做任何改動，兩模式獨立運行，不會相互影響;（2）軟件更新前進行充分測試;（3）使用過程中發現不穩定或不可知的系統缺陷，啟用應急預案，緊急恢復備份系統，確保系統正常運行;（4）升級前，編制詳細的升級說明書。

4? ? 安全可靠性分析

4.1? ? 技術可靠性

（1）應急模式下，保留接地柜與本區上網刀閘的閉鎖關系，保留接地柜驗電功能，確保接地柜在本區上網刀閘分位且驗明接觸網無電時，方可進行合閘操作，避免帶電掛地線;

（2）在軟件上對應急操作進行明確的權限劃分，必須具備相應操作資格的人員方可進行應急操作，所有登陸及操作信息均被記錄且可追溯;

（3）應急模式下，在軟件用戶界面中設置相應的提醒及警示標示，用以提醒操作人員注意反復確認當前合閘條件是否滿足。

4.2? ? 管理可靠性

（1）培訓操作人員。對于各級設備可進行應急操作的人員進行培訓，并對培訓內容進行考試及成績備案，以保證操作人員具備確認設備安全操作的能力。

（2）界定操作條件。進入應急模式前，必須確認相關設備狀態，應急模式下對隔離開關狀態的確認必須以綜合監控為準，符合操作條件方可進行接地柜操作。

（3）修訂操作規章。應急功能正式投入運行前，必須對相關操作規章進行修訂，規章內對上述操作資格及條件進行詳細明確。

（4）完善操作預案。應急功能正式運行前，須完善相關應急預案，主要有兩方面內容：一是在既有預案上增加進入應急模式條件;二是針對進入應急模式后出現的應急情況進行詳細剖析，用以應對應急操作出現異常的情況。

5? ? 結語

本文的論述旨在提高可視化接地系統應急能力，即在確保安全的前提下，縮小因通信異常等故障帶來的大面積可視化接地刀閘無法合閘的影響范圍，提高應急速度，降低影響程度。通過對實現方案進行風險評估及可靠性分析，可將所產生的影響控制在安全范圍內。

[參考文獻]

[1] 胡淵.地鐵接觸網可視化驗電接地系統設計方案研究[J].科學技術創新，2019（19）：100-101.

[2] 張紹靜.接觸網可視化接地系統在軌道交通中適用性探討[J].江西建材，2015（6）：110.

[3] 楊康.地鐵接觸網可視化自動掛拆地線系統研究[D].徐州：中國礦業大學，2016.

收稿日期：2020-03-26

作者簡介：吳超亮（1991—），男，廣東化州人，助理工程師，主要從事城市軌道交通供電系統技術管理工作。