城市轨道交通可视化自动接地系统分析

城市轨道交通可视化自动接地系统分析

陈剑  ,唐玉 

广州地铁集团有限公司 51000

摘要：可视化自动接地系统（以下称可视化）是用于实现接触网的远方及就地验电接地功能的可视化直流验电接地装置，文章主要对可视化自动接地系统工作原理及对应急模式优化情况进行分析，为现场故障处理提供检查思路及指导经验。

关键词：可视化自动接地；原理分析；优化建议

一、系统总体情况介绍

（一）可视化自动接地系统功能与组成

就可视化自动接地系统组成而言可分为如下三个部分：

硬件：硬件主要由中央管理层、站级管理层级现场设备层组成，其中中央管理层由系统服务系、系统工作站及视屏工作站组成，站级管理层由站级终端、通讯柜组成，站级通讯柜中由通讯管理机、汇聚层交换机、主干网交换机和硬盘录像机组成，现场设备由可视化自动接地柜本体和摄像头两部分组成。

软件：软件主要由防误系统和主控系统组成。

接口：本系统与PSCADA系统的信息交互、综合监控系统主控部分、通信系统中通讯环网、变电系统的电源、隔刀辅助触点均有接口。

（二）可视化自动接地系统网络结构

系统网络模式为光纤单环以太网，现场可视化自动接地本体设备通过光纤与站级通讯柜汇聚层交换相连。站级通讯柜内部通过以太网线相连，站级通讯柜与站级操作终端通过光纤相连，站级通讯柜主干网交换机采用光纤接至各站级通信设备房内的ODF柜，上到通信环网，接至中央管理层服务器内的交换机。

其中每个站级管理层之间通过光纤主干网相连，相邻区间所通过光纤连接至相邻站级管理层通讯柜的主干网交换机后统一接入光纤主干网。

（三）可视化防误逻辑判断原则

可视化防误逻辑判断分为“中央级”和“站级”两种，其中中央级闭锁逻辑基本原则为：

地线最长防护范围不能超过两个越区隔离开关，不能超过三个供电区；接地柜合闸条件基本原则为，其所相连供电臂无来电方向；接地柜无分闸条件。

站级闭锁逻辑基本原则为：

接地柜站级合闸逻辑仅与本供电区上网及越区隔离开关进行连锁；接地柜无分闸条件；车辆段/停车场站级闭锁逻辑与中央级闭锁逻辑相同。

根据以上闭锁原则，在中央级进行正线可视化接地柜合闸操作时，最多需要判断4个站的相关隔离开关状态。

就地级硬件闭锁基本原则：

接地柜通过硬接线获取隔离开关状态，满足硬件条件时允许操作；接地柜通过电压传感器获取接触网实时电压，有电时接地柜闭锁操作；接地柜无合闸条件。

二、系统分析

（一）历史案例

1、可视化通信柜故障

后经检查分析，故障主要原因为：A站通讯管理机到主干网交换机的网线水晶头与通讯机网口2接触不良，导致通讯存在中断。由于A站隔离开关状态与B、C站可视化柜存在逻辑判断关系，故导致B、C站亦无法进行操作。

2、隔离开关故障导致邻站可视化接地柜无法操作

某B站2121刀闸分闸程控执行失败，刀闸显示未定义状态。受此影响，当天A站、C站可视化接地装置操作失败。后经排除隔离开关故障后，可视化刀闸操作正常。

（二）人员应急难度大

1、影响范围大：

由于各站可视化接地装置与隔离开关闭锁站点较多，当某站点出现故障时，势必影响相邻4个站的可视化接地操作。

2、应急时间长：

经统计，当区间所或无专业人员值守的站点出现故障时，在此线路条件下，需站点附近居住人员到位时，赶赴时间需30min以上。

综合以上所述，为了消除在可视化系统接地闭锁关系正确情况下，由于通讯异常造成的无法接地风险，增加可视化应急模式。进入应急模式时，接地柜合闸条件仅与本区上网隔离开关及验电相关，以此提高设备应急能力。

三、系统优化分析

（一）方案概述

可视化系统与接地装置原有的正常操作模式的功能保持不变，在此基础上增加可视化系统与接地装置应急模式的功能。可视化系统区分正常模式和应急模式，这2种模式使用同一张接线图，通过简单软件界面按钮来实现2种模式的灵活切换。

（二）基本功能

1、站级以及中央系统分别具备独立进入应急模式的功能；

2、应急模式下可以选择解除任意单站软闭锁及硬闭锁，不直接解除全线软闭锁；

3、应急模式提供应急逻辑公式配置功能，在应急操作前要进行应急逻辑校核，通过后才进行下一步遥控操作，此时，接地装置和上网刀闸也要安全联锁；

4、在进入应急模式后，可以设定何时（时间段）自动退出应急模式，同时保留按钮点击退出应急模式功能；

5、不管是在正常操作模式还是应急模式，接地装置都保留判断上网隔离开关状态及强制验电闭锁功能。

（三）功能实现方式

1、在系统权限配置界面，可以给相应用户配置应急模式功能；

2、具有该功能权限的用户，可以在相应的图形界面设置系统进入、退出应急模式。在设置进入应急模式的时候，弹出自动退出应急模式配置界面，用户可以配置应急模式的时间段，在超过这个时间段以后，系统还没有手动退出应急模式，则此时系统自动退出应急模式；

3、进入、退出应急模式，系统要记录相应的日志；

4、站级以及OCC系统分别具备独立进入应急模式的功能，具有设置应急模式的用户，在相应的站级图形界面可以进入、退出应急模式。进入应急模式后，图形界面会又明显的警示标志或提示；

5、在系统中为相应的设备增加应急模式逻辑公式的配置功能，在配置界面中实现应急模式逻辑公式的增加、修改、删除、保存等功能；

6、在系统中增加应急模式五防校核接口，在遥控操作前要进行应急逻辑校核，校核通过后才能进行下一步遥控操作。此时，接地装置和上网刀闸也要安全联锁。

四、安全可靠性分析

（一）技术可靠性

1、应急模式下，保留接地柜与本区上网刀闸的闭锁关系，保留接地柜验电功能，确保接地柜在本区上网刀闸分位且验明接触网无电时，方可进行合闸操作，避免带电挂地线情况；

2、在软件上对应急操作进行明确的权限划分，必须具备相应操作资格的人员方可进行应急操作，所有登陆及操作信息均被记录且可追溯；

3、应急模式下，在软件用户界面中设置相应的提醒及警示标示，用以提醒操作人员注意反复确认当前合闸条件是否满足。

（二）管理可靠性

1、培训操作人员

对于各级设备可进入应急模式的人员进行培训，并对培训内容进行考试及成绩备案，具备确认设备安全操作的能力。

2、界定操作条件

进入应急模式前，必须确认相关设备状态，应急模式下对隔离开关状态的确认必须以综合监控为准，符合操作条件方可进行接地柜操作。

3、修订操作规章

应急模式功能正式投入运行前，必须对相关操作规章进行修订，规章内对上述操作资格及条件进行详细明确。

4、完善操作预案

应急模式功能正式投入运行前，须完善可视化系统应急预案。

参考文献

[1]工程机械可视化定制系统的研究与构建[J]

[2]地铁接触网可视化自动挂拆地线系统研究[D]

[3]水利水电工程施工场地总布置可视化动态演示系统研究[J]

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