地铁中电气设备的应用

地铁中电气设备的应用

候志刚,徐立超,白晓明

中车青岛四方机车车辆股份有限公司   山东省   青岛市  266111

摘要：随着地铁技术的飞速发展，给人们的出行带来了极大的便利，同时也为城市的交通运输枢纽带来了一定的缓解作用。而地铁中配备的电气设备，能够给我们带来一定的舒适性与便捷性。在地铁中电气设备主要指以下部分主要城市轨道交通供电系统（主变电所，牵引变电系统，变配电系统），接触网供电系统，城市轨道交通信号系统（信号机系统，联锁设备系统），城市轨道交通通信系统。这些电气设备为地铁的日常运行带来了极大的便捷，在地铁运行的安全性、舒适性以及稳定性方面都带来了极大的发展优势。现在就以供电系统与信号系统两个层面进行重点阐述。

关键词：地铁；电气设备；红外诊断技术；应用

1前言

在地铁中电气设备主要指以下部分主要城市轨道交通供电系统（主变电所，牵引变电系统，变配电系统），接触网供电系统，城市轨道交通信号系统（信号机系统，联锁设备系统），城市轨道交通通信系统。这些电气设备为地铁的日常运行带来了极大的便捷，在地铁运行的安全性、舒适性以及稳定性方面都带来了极大的发展优势。现在就以供电系统与信号系统两个层面进行重点阐述。

2红外诊断技术

红外线是介于微波和可见光之间的一种电磁波，其波长范围为0.75~10007m，根据波长的不同，可依次分为近红外、中红外、远红外、极远红外。凡物体温度高于绝对零度（-273℃）时，均会对外产生红外辐射，其辐射特性，既辐射特性的大小及波长的分布与物体表面温度有着十分密切的关系。因此，通过目标物体自身的红外辐射的测量，便能够准确的确定它的表面温度。红外热像仪就是根据这一基本原理制成的。热像仪一般由扫描——聚光系统、红外测控器、电子系统和显示系统等部分组成。来自目标物体的红外辐射被扫描——聚光系统所扫描并汇聚在红外探测器上，红外辐射被转换成电信号，经过电子系统进行电子处理后在显示屏上显示温度信号。通过显示屏上测量光标的移动，图像的任何部分都可进行温度的定量测量。

红外诊断技术就是利用红外热像仪对带电电气设备表面的红外辐射进行无接触检测，然后根据检测出的温度、温差或热像图，结合设备的结构原理及运行工况进行综合分析，以判断设备是否存在缺陷。红外诊断技术具有直观、准确、灵敏度高、快速、安全、应用范围广泛等特点，可以查出多种缺陷，是开展设备诊断和状态检修的有效手段。红外诊断手段正在被逐步推广，红外技术不但能诊断出导体接触不良、铁芯漏磁异常等引起的设备过热缺陷，还可以诊断出充油设备缺陷、设备受潮、老化等引起的非过热缺陷。

3红外诊断技术的应用

3.1红外诊断技术在供电设备缺陷诊断中的运用与效果

红外诊断技术在工业发达国家被普遍推广使用，从最初的电气设备和电力线路开始扩大到发电厂等有关方面，红外诊断技术已成为电力设备监测、普查、及时发现隐患、及时抢修、杜绝恶性突发性设备事故的一种先进手段。

3.1.1电力变压器

电力变压器作为供电设备的核心，是变电站的主设备。由于正常运行时，无论负载轻重，变压器自身都存在一定的损耗，通过对变压器各部件的热像检测对比，可有效发现主变套管及外壳漏磁等问题。其中可检测的故障类型有：

（1）高压套管端部连接接触不良（含接头），通常在端部出现局部高温，可能是套管内外部件间的接触不良的隋形。

（2）高压套管（电容型）介损过大（或放电性故障）。

这类故障通常导致套管本体普遍发热，可从相间的比较中得出判断。但现场中可能会受到主变本体的热量散发及高温背景影响，因此需注意调整观察角度和背景。

3.1.2高压断路器

断路器是供电系统设备中数量较多的一类，从发热角度看其故障主要是电接触方面的故障，如触头，接线端头等。相对来说，断路器的检测受到的干扰要少得多。而多数断路器本体简洁，故障易于发现，检测结果的可靠性较好，准确度也较高。现场应用中可检测的的故障类型有：

（1）触头接触不良发热。这是断路器最常见的故障，主要表现在相关金属部位的瓷套发热，可能是动静触头接触不良，中间触头接触不良等故障。

（2）外部引线接头不良。主要是断路器外接线端头的连接不良，这是很普遍的故障之一，故障相进线侧温度达120℃，出线侧温度只有45℃，这是因为安装或检修时的疏忽或工艺不良引起。处理后投运正常。

3.1.3供电系统电缆头

电缆头的发热是一个十分普遍的问题，由于接触过热或工艺不良导致电缆绝缘损坏后发生击穿的，是导致电缆头事故的重要原因。因此，电缆的热像检测实际上就是电缆头的检测。常见故障类型有：

（1）电缆头出线外接头不良，这类故障是由于外部连接线安装时，未紧固产生的，接头过热向电缆头传导，并危及电缆绝缘，若故障发展至十分严重，可使电缆头绝缘击穿而发生事故。

（2）电缆头线鼻子等内连接压接不良，故障发热点在电缆出线末端附近，同样会危及电缆绝缘问题。

3.2地铁电气运行設备监督范围和测试周期

根据我公司地铁供电系统设备的实际情况，建议制定的红外诊断的监督范围和测试周期如下：

3.2.1监督范围：

（1）110kV、35kV及1500V电气设备本体及动、静连接点。

（2）380V电气系统动力中心母线、电缆及电源间隔设备。

3.2.2测试周期：

（1）1lOkV及35kV电气设备每年二至四月份和七至八月份各检测一次，其它电气设备每年七至八月份检测一次，对有缺陷而又无法立刻停运进行处理的电气设备应视具体情况跟踪检测直至缺陷消除。

（2）110kV及35kV刀闸分闸后再次合闸运行后跟踪检测一次。

4地铁中电气设备运营优势

4.1办公自动化，大大降低人力资本的投入

如果按照每个城市地铁运行的数量来计算的话，一号线地铁设有不同的车厢，如果每个车厢都需要进行清扫的话，那么单单是靠人力资本来进行的话，不仅打扫的时间长，而且也會在一定程度上影响自身的工作效率。这一点对于提高工作效率往往会带来一定的影响。如果使用办公自动化电气设备系统打扫的话，往往就会带来一定的优势，这些对于我们的地铁日常运行来说也具备了一定的积极的意义。

4.2电网设备配套的全面性，大大提高电子网络的发展

在公共场合配备网络是时下交通工具的发展趋势之一。在地铁上，旅客们会有几十分钟或者是一个小时的车程，因此在这样的情况下来看的话，在地铁上的时间也就形成了旅客的消费时间，如果有免费的网络使用的话，相信很多人都会通过网络了度过这样的一段时间，这一点对于我们来说也是非常重要的。

4.3智能化设备的便捷性

安全舒适性的便捷操作。通过在地铁中增加电气设备的投资的话，需要达到以下不同的要求：第一同类型产品的不需要重复性使用。就以空调为例，如果在地铁中已经安置了中央空调，那么对于同类型的产品就不要使用了。第二节能性原则。虽然电气产品能够为我们的日常作业带来一定的影响，那么对于我们来说，节能环保型的使用也是时下一个发展的趋势，这一点对于我们来说也是非常重要的。第三简单化处理的效果。任何一项电气设别，以节能，使用简单方便成为时下发展的主流趋势，而配备这样的电气设备也能够给我们带来一个极大的优势。

5结论

电气设备在地铁中的安全性使用所需要达到的要求是多方面的，而对于我们来说，只有经过全方面的考虑，这样才能够给我们的设施设备的使用才能够带来更为便捷性的使用，因此对于我们来说，优化资源优势，加大投资力度，缓解运输压力，积极收回成本投资，这一点才是一个最为有效，经济的电气设备的使用新方式。

参考文献

[1]刘文正.城市轨道交通牵引电气化概论[M].北京：北京交通大学出版社.

[2]王明生.城市轨道交通概论[M].北京：人民交通出版社.