城市轨道交通供电系统风险分析与防范研究

城市轨道交通供电系统风险分析与防范研究

史莹

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司   陕西省西安市   710016

摘要：城市轨道交通供电系统作为其基础设施之一，承担着向列车提供稳定可靠电力的重要任务。然而，由于供电系统的复杂性和特殊性，其存在一系列的潜在风险，可能会对轨道交通的正常运营和乘客的安全产生重大影响。因此，对城市轨道交通供电系统的风险进行深入分析和研究，是确保供电系统的可靠性和安全性的关键所在。企业通过识别和评估风险，可以采取相应的管理措施，减少事故的发生，提高供电系统的运行效率和稳定性。

关键词：轨道交通；供电系统；风险分析；防范

1供电系统风险分析

1.1触电

1）地铁是以电能为牵引动力的城市公共交通运输方式，车辆为电动车组，工程涉及的电气设备种类多、数量多，电压等级不同（高、低、交、直、强、弱）、线路长，容量大；各种高低压变配电装置、动力设备、照明设备、控制电器、电气线路等。如果设计、制造、安装未按有关标准、规范执行；缺少接地、接零保护及剩余电流保护等安全保护措施或保护措施失灵；缺少安全管理，未实施严格的规章制度和操作规程，使运行和维护不当；或因环境条件恶劣（潮湿、腐蚀、振动、高低温等）；或设备自然老化及意外原因遭到破坏与损伤，导致带电部位裸露，当人体不慎触及或过分靠近带电部位及异常情况的跨步电压等，有可能发生电击、电灼伤的触电事故。特别是在检查、检修作业中发生触电事故概率较大。

2）牵引供电接触网有直流电压，正常情况下，对周围的金属结构物会产生静电感应和过电压，若防护措施不当或损坏，当人体不慎触及带电金属结构物，可能发生触电事故。架空接触网检修、维护中易发生触电事故，还易发生高处坠落、车辆伤害事故。

3）日常有带电检修作业，若检修人员违犯操作规程、未佩戴有效的劳动防护用品或使用的工器具绝缘电阻不符合要求，均可能导致检修人员触电。

4）触电事故的特点：事故多因缺乏安全用电知识或不遵守安全操作规程，违章作业所致；低压（220V～380V）触电事故多发。

1.2火灾、爆炸

1）电气系统的设备、装置、线路因短路、过载、接地、接触不良等故障，会产生电气火花、电弧或者过热，若控制、隔离等防护措施设置不当或失效，均可引起电气火灾。当有瞬时超强短路、过载电流流过时，还会使导线（含母线、开关、触头等）过热，因金属迅速气化而引起爆炸。

2）瓷绝缘由于破损、裂纹及表面严重污秽，其表面绝缘电阻大幅度下降，在空气潮湿或过电压情况下发生电晕、击穿，会使电气设备的瓷绝缘爆裂。

3）由于电缆防护层和绝缘层是由可燃物组成的，若电缆选型、购置、安装不符合工艺规范和安全性要求，或使用中长时间过负荷运行、散热不良，或受外力破坏短路击穿，或因动火作业等外部火源靠近，都会引起电缆着火。由于电气火灾有沿着线路迅速蔓延的特点，如不及时扑灭，会导致事故扩大。

4）不良的自然条件（风、雨、雪、高低温）和工作环境（小动物进入、导电性粉尘、燃爆物堆放、振动、外力破坏等）也可能造成电气设备和线路的绝缘破坏，引发火灾或爆炸事故。

1.3高处坠落及物体打击

供电系统高处维护检修作业时，若梯、凳、台等的防护措施不符合规范要求，监护不到位，作业人员未佩戴安全带时，有发生高处坠落的危险；也有高处作业人员携带的工具、物品失手坠落，伤及地面人员的物体打击危险。

1.4电磁辐射

城市轨道交通的供电系统中包括接触网、电缆线路、变电站等电气设备，这些设备在运行过程中会产生电磁场，尤其是高压电缆和变电站等设备，其辐射水平通常较高。供电系统中的电磁辐射对周围的电子设备产生干扰，电磁干扰会导致设备性能下降，严重的会影响到城市交通系统的正常运行。

1.5中毒窒息

35kV侧开关柜配置SF6断路器。SF6气体相对空气密度为5.11kg/m3，一旦泄漏并积存于室内空间下部，若通风不好，当SF6浓度超标、空气中含氧量低于18%时，人员就有缺氧窒息危险。另外SF6本身虽无毒，但在电弧的高温作用下会分解出或反应生成一些有毒的低氟化物，或与所含微量水分反应产生氟化氢等有强烈腐蚀性的剧毒物质，一旦泄漏会导致人员中毒，尤其当屋内检修SF6断路器时，若不按规程规定进行或处理不当，其危险更大。另外，电缆绝缘层着火分解出来的有毒气体也能产生使人中毒窒息危险。由于地下相对密闭，危害性更大。

2城市轨道交通供电系统风险防范研究

2.1完善供电系统安全管理制度为了确保城市轨道交通供电

系统的安全运行,需要建立一套规范、完备的安全管理制度,通过制定详细的安全操作规程,明确各岗位的职责和操作要求,能够有效地减少因操作失误或管理不善导致的事故风险。此外,供电系统安全管理制度还应包括对设备维护和检修的规范要求。制定合理的维护计划,定期对设备进行预防性检查和维护,确保设备处于良好地运行状态。同时,对于重要设备和关键部位,应加强监测和巡检,及时发现和处理潜在的安全隐患。为了提高应对突发事件的能力,供电系统安全管理制度还应建立应急处理机制。制定应急预案,明确应急处置流程和责任人,定期进行演练和培训,确保在发生突发情况时能够迅速、有效地应对。

2.2做好轨道交通系统的运行监测

随着科学技术的发展,运用先进的技术手段对轨道交通供电系统进行运行监测是提高系统安全性和可靠性的最有效措施。通过建立智能化运维体系,利用大数据技术、物联网技术、人工智能技术等手段,可以实现供电系统的实时监测、故障诊断和预警预测。大数据技术可以对供电系统的运行数据进行全面采集、存储和分析,通过数据挖掘和模式识别,提前预测可能发生的故障,发现潜在的安全隐患和故障模式,为预防性维护提供科学依据;物联网技术可以与传感器技术、通信技术等相结合实时监测设备的运行状态和参数,及时发现异常情况并采取相应的处理措施;人工智能技术能够构建相对应的供电系统智能诊断模型,利用机器学习和专家系统等技术手段对供电系统的运行数据进行深度学习和分析,从而自动识别故障模式并发出预警信息,提高运维效率。

2.3加强供电系统的检修维护

为了确保城市轨道交通供电系统的安全稳定运行,必须加强对各类电力设施设备的检修和维护。在具体工作中需要制定详细的检修计划和标准,明确各类设施设备的检修周期、项目和要求,并对每次检修的结果进行记录和分析,以便及时发现和处理潜在问题。尤其需要做好对关键设备和重要部位的检测维护,比如定期检查供电系统中的设备接地和屏蔽措施;定期进行电磁干扰测试,评估电磁干扰对设备的影响程度,以此为基础制定相应的改进措施,比如加强接地处理和增强屏蔽层等等;定期对PT设备清洗、润滑等,并建立相应的故障预案,尽可能减少故障发生率;重点监测铁磁谐振高发区域,通过优化设备参数配置等降低铁磁谐振风险。此外,为了提高检修维护工作的效率和效果,还需要加强对检修人员的培训和技能提升,定期开展技术交流和培训活动,使检修人员熟悉各类设施设备的原理、结构和工作特性,掌握正确的维护方法和操作技能。

结束语

供电系统的安全性和稳定性直接影响着轨道交通的运行安全,本文对城市轨道交通供电系统在运行中的常见风险问题,提出了一些防范策略和措施,以供参考。

参考文献

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