城市軌道交通電力系統故障分析及應對措施

劉艷麗 丁德饒 喬宏

摘要：對于城市的建設水平的評判，交通設施是其中的一個重要指標。在目前眾多城市建設過程中，公共交通工具的首選就是軌道交通，它不僅能夠搭載更多乘客，同時這種交通工具還具有節能環保的特點，除此之外，準時快捷也是其相比其他交通工具的一大優勢，因此軌道交通在城市公共基礎設施建設過程中成了不可缺少的一部分。為軌道交通能夠正常運行的基礎就是電氣系統，軌道交通的穩定能力直接由電氣系統影響著。本文是以分析導致城市軌道交通電力系統故障的因素作為出發點，然后介紹出現的故障類別，最后針對故障問題提供相應的應對措施。

關鍵詞： 軌道交通;電力系統;故障分析;故障類型

引言

衡量一座城市的發展是否達到現代化的標準，其中一個重要指標就是判斷其交通設施先進與否。由于受到眾多方面的影響，地鐵負荷在時間的變化過程中其諧波的波動頻率越來越大?，F如今人們的日常生活越來越離不開電力，而且對電能的質量有更高的要求，城市軌道交通電力系統目前出現的一系列問題還需要專業人員來解決。

一、造成電力系統故障原因

電氣火災和電壓觸電是軌道交通電力系統主要面臨的兩個問題，由于城市軌道交通建設受到的影響因素較多，因此產生這兩個問題的主要原因也較多。

讓電氣火災發生的原因主要包含以下內容[1]：①由于軌道交通上的電路短路對電流產生影響，讓電流在短時間之內迅速提高幾十倍，讓電路上的溫度急速增高，遠遠超過了規定的最高溫度值，而且在電路短路的過程中時常出現電弧，這也是在軌道交通上造成火災的主要原因之一;②超負荷使用電線和變壓器也同樣會出現絕緣材料由于溫度過高而掉落的現象，最終發生火災;③沒有牢固地對導線進行焊接，或者是沒有均勻的分布焊接點，導致出現過高地電阻阻值，最終接頭的溫度快速升高而出現火災的情況;④電線之間的各種接頭或者開關由于在結果過程中沒有嚴格按照標準進行，出現接觸不良的現象，最終出現火花亂濺的情況，引起周邊可燃材料出火現象;⑤一旦變壓器的風扇由于各種原因而斷掉了，或者油面降低，都會讓變壓器的上的熱量得不到發散，如果此時電纜線和電線的密度較大，就有可能由于散熱能力不足而導致出現火災。

讓電壓觸電發生的原因主要包含以下內容：①業務人員進行了不規范的操作;②設備設計過程中由于考慮得不夠周全，而導致實際使用時各種缺陷的出現，最終出現觸電事故。因此，為了有效避免軌道交通的運用中發生電壓觸電的事件，針對新員工進行操作時，應該加強對其工作的監管力度，減小故障出現的頻率。

二、故障類型

（一）直流開關導致的故障

軌道交通直流線路開關跳閘主要是由于雷擊對露天段接觸網設施產生的影響而導致的，直接雷擊是其中一種，接觸線或者電纜電線直接由雷電電擊到，接觸網經過雷電的直接之后，有雷電產生的電壓能夠在接觸網上產生上千、甚至是上萬的電壓。感應雷擊是另一種雷擊的方式，雷電通過對接觸網周圍的環境進行電擊，電擊對地放電，之后空氣中的電磁場就會因此而發生變化，從而就會產生上百、上千伏的感應電壓于接觸網上，最終就會導致直流電路開關跳閘[2]。除此之外，引發短路故障的還有另外一個原因就是接觸網設備對地產生短路，這主要是由于短路之后電路上的電流會在瞬間提高，針對這樣的情況，就算對電路強行送電，開關也不會因此而閉合。所以，在日常軌道交通電力系統檢測過程中，相關人員應該對此開關脫扣有更高的關注度，同時迅速對其展開檢查工作，主要是為了排查接觸網絕緣材料有沒有在這個過程中出現損壞的情況。

（二）直流電纜導致的故障

在統計城市軌道交通故障的數據中得出，讓直流電纜產生故障的因素主要包含以下幾個方面：①電動力對電纜的影響。在電纜平行敷設的過程中，由于在很多關鍵不問綁扎電纜的扎帶量不夠，當有過大電流通過電線路時，直流電纜就會出現短路的現象，同時跳閘。由于電動力，電纜線也會持續擺動，電纜橋架的連接螺栓也會在電纜的擺動過程中被撞到，進而導致短路的發生;②在外力的影響下，直埋敷設。如果在電力系統的實際運行過程中使用了有損傷的電纜，在沒有電纜防護的背景下，電纜很容易因為受潮而發生短路或者是其它損害，甚至會同時燒毀多根電纜;③阻水功能缺失嚴重。接觸網在隔離開關的電線接頭的地方，為了將電纜的銅線頭以及電纜導體端口連接密封起來，最常使用的就是自粘膠帶或是熱縮管，然而在長時間的使用中，鏈接的地方很容易出現裂開的情況，當周圍環境中出現了雨水入侵的情況，同時形成積水于電纜導體以及電纜絕緣層之間，絕緣層裂開的地方就會導致積水滲入電纜內，引發短路[3]。

（三）設備故障

設備故障主要包括車輛系統故障以及環控通風系統故障。導致車輛系統設備出現故障主要是由于城市軌道交通中車輛會遇到各種事故問題，比如操作失控、脫軌、撞車等，都是會讓車輛導致嚴重損害的事故問題。在城市軌道交通車上由于不明顯的安全標志，導致人員在乘車的過程中會碰到一些有危險因素的設備部件而造成人員傷亡，由于軌道列車不能在軌道上隨意停止，因此后期的救援工作開展起來的難度也較大[4]。另外，由于軌道列車在運營的過程中會長時間打開空調系統，如果列車的空調系統質量不佳，長時間使用后就很容易引起供熱系統的起火事件，倘若車內有環保質量不合格的材料，一旦燃燒起來就會有大量毒氣產生，讓后續的事情處理起來更加麻煩。除此之外，車內的電器設備也是容易造成人員傷亡的事物。環控通風系統系統出現故障主要是因為城市軌道交通沒有寬闊的運行空間，在狹窄的空間范圍內一旦出現任何安全事故，車內的人員就只能在非常阻塞的路上逃生。如果在運營過程中發生火災，火勢就會快速蔓延，在如圖1所示的城市地下軌道中，在這樣狹窄的空間內濃煙很難排出去，乘客的生命安全受到了嚴重的威脅，另外，消防人員在這樣的環境下進行滅火處理也會一件難度較大的工作。

三、故障解決策略

（一）保護開關

當相關工作人員接收到傳遞過來的開關跳閘故障信息，電力系統的工作人員就應該將預先準備好的故障處理方案啟動，迅速組織好專業人員準備好工具以及材料進行設備的搶修工作，及最快的速度到達開關跳閘故障的現場，向城市軌道交通上的相關工作人員手機故障產生的信息，比如有沒有在這個過程中聽到不正常的聲響或者是見到閃光，同時告知列車當時處于的具體位置，技術人員在得知了部分信息之后就需要提前做好故障處理過程中的相關準備工作，同時在電話協調的幫助下，進一步了解開關跳閘的具體消息，再制定下一步工作的計劃。

（二）保護直流電纜

故障預警策略：目前在對直流電纜進行檢查的過程中，主要是使用離線檢測或者是周期性檢測的方法，檢查出損壞的電纜主要是通過各種預警動作來進行判斷的，一旦發現電纜出現損壞的情況，相關技術人員就要在第一時間內替換掉損壞的電纜。由于離線檢測這種方式還不夠完善，存在較多缺點，因此在線實時監測系統是目前更加提倡的一種方式。

故障應急策略：一套行之有效的事故應急方案能夠在實際事故發生后起到重要的作用，通過嚴格執行制定的規章制度來對故障進行處理，讓處理故障的工作效率得到有效的提升。

項目改造：讓技術人員在檢查直埋敷設電纜的過程中加大排查的力度，讓列車的運行環境得到改善。為了防止軌道不受積水的影響，應該將防水性能好且具有鎧裝的電纜作為軌道線路的首選，如圖2所示的電纜，同時還能夠讓電纜的抗外力水平得到提高。

（三）二次設備檢查與維修

再二次設備的檢修過程更加偏向于對某個特定的系統進行檢測，實時在線監測其狀態和性能。在開展二次設備檢查與維修的過程中，應該對電器設備的數據采集特別注意，主要是由于軌道交通的電氣系統包括好幾個模塊，而設備廠家才能解決這些模塊出現的各種問題，因此就需要設備提供的實時監測數據，用來對故障發生的位置進行準確判斷，幫助快速解決故障模塊的問題。

（四）應急疏散對策

為了讓故障應急方案發揮最大的功效，應該定期組織交通管理部門的人員開展演習，避免在實際的事故中出現失誤，同時根據每一次的演戲結果，優化應急方案，對不滿意的地方進行合理的修改。

四、結束語

總的來說，要想不斷完善我國城市現代化建設，讓城市建設規模日益擴大，需要重點關注的一個環節就是建設一個穩定的電力系統，為我國發展城市軌道交通提供堅實的根基。對于城市軌道交通電力系統出現的故障類別以及具體的應對策略本文進行了詳細的說，希望能夠在我國的城市軌道交通建設過程中有一定的參考作用，促進交通事業的進步。

參考文獻：

[1]吳孝勤.城市軌道交通電力系統故障分析及應對措施[J].科學大眾，2020，000（004）：P.57-57.

[2]王成明.城市軌道交通電力系統故障分析及應對方法[J].中小企業管理與科技，2020，000（006）：171-172.

[3]潘勝.城市軌道交通電力系統故障分析及應對方法[J].中小企業管理與科技，2019，000（006）：125-126.

[4]涂生平.我國城市軌道交通存在的主要問題及發展對策[J].中國戰略新興產業，2019，000（012）：42，44.

（作者單位：國電南瑞科技股份有限公司1

國電南瑞南京控制系統有限公司2）