接触轨安全风险分析及带电安全防护装置设计

李俊龙

摘要：文章主要分析说明了非接触轨带电安全防护装置的组成和装置的结构设计。利用接触轨带电安全防护装置结构图、非接触式带电检测原理图、显示控制单元结构图、监控箱结构图等六个图，更加清晰地解释了接触轨的基本配置和工作原理。提出非接触轨的安全风险分析，展示了一个更加安全的装置系统。

关键词：接触轨；安全风险；安全防护

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0088-02

随着现代社会的不断发展，轨道交通的发展也变得尤为重要。在所有的城市轨道交通方面，一些安全措施的规章制度的制定，保证了人们的安全。轨道章程的颁布不仅需要每一个人的遵守，还需要每一位工作人员的配合。为解决安全这一亘古不变的问题，本文就提出了接触轨带电安全防护装置的设想和设计，以及接触轨安全装置分析。

1 接触轨带电安全防护装置的组成

接触轨带电安全防护装置主要由信号耦合器、信号调理电路、监测主机、显示控制单元等组成。耦合器、监测主机和信号调理电路装在同一箱体（非接触主机箱）内。非接触主显示控制单元和显示牌放在同一箱体（显示箱体）中，并采用固定支架方式挂墙安装。其中，非接触带电检测单元由信号调理电路和监测主机

构成。

1.1 非接触带电检测单元运转剖析

非接触主机箱有两个地方可以放置，其中一处为靠近隔离开关处，另一处为接触轨处，都可以起到很好的测量电压的效果。将测试探头放置在带电体周围，探头自身具备的静电电极能够快速的感应到其周边的电压，并自主的产生电压信号。两者间自主产生的交流电压信号经过两个放大器后流经相敏传感器，经过一些列的反应后，输出直流电。相敏传感器的输出信号会流经一体放大器，经过其催化之后，再次来到高压放大器前，在催动该放大的器的时候，与驱动探头和符合条件的电位也会有所交际。测试探头监测到的信号并不会直接作为最终的检测结果，该信号还会经过信号调理电路、隔离放大器等一系列的反应，最终经过“层层加工”后的信号才是我们所测量的结果。

任何的装置、设备都有其设置、制造的关键点和注意部分，而非接触带电检测单元因其特殊性、细致性和对环境的适应性，所使用的原料都有很大的要求。其外壳的设计就需要使用防灰、防水、防震的高端材料，密闭性一定要保证其在各种恶劣的气候环境下能正常运转。我们知道信号耦合器在一定的时间和场合下，其信号会有所波动，影响检测的真实性，对于这种情况，就利用旋叶式静电计探头来进行解决，直流信号转变为交变信号后，很好的预防并减少了信号不稳定情况的产生。

1.2 显示控制单元

为了将此单元更好的展示给大家，引入了（图1）来进行更形象、更直接的说明。该单元由一个控制器和一个显示屏构成，显示屏主要起到观测和传达作用，其将内部的数值、结果反馈给测试者，例如当接触轨电压过度升高时，显示器就会呈现出红色的危险警示，而当电压略低的时候，显示器就会变为绿色，提示工作人员此时是安全的，显示器除了有检测安危的功能，还能及时的将设备内部的故障反应给工作人员，以便使问题得到快速的解决，减少不必要的损失，这种故障提示一般情况下仍然以颜色的改变来作为参考，故障情况的代表颜色为黄色。总而言之，不管是何种情况，显示器都会以自己的方式将内部信息进行外化，并快速的传达，显示器主要负责显示，而给起发送信号的控制器才是关键，显示控制器会持续的和主机以及其它部分进行沟通，就像是设备内部和外部的翻译官，关系重大。因为工作形式的需要，显示屏内部接口一般都会设置多余的通信接口，这样可以保障随时的接线工作，能够将通信功能扩展到最极致，各方面的有利条件都会得到有效利用。夜间工作可以说是一项挑战，为了避免意外情况的发生，提高工作效率，显示屏的外部都会带有发光指示标志，能够让工作人员快速的确定其放置位置。

2 监测主机、监控箱和人员侵入监测模组

监测主机的构成大致有以下几个部分：嵌入式工控机、液晶显示器（显示器材质有时不同）、摄像头等，这些构成元件既有信息采集类的，也有信息传达类的，彼此合作可以很好的对接触轨带点显示进行监测和操控，并能及时的将被检测者的状态通过警示灯的颜色反馈出来，进而采取对应措施。监测主机必须能够分别支撑4个显示控制单元的通信、4个人员侵入检测模组，并能够顺利的收集4路视频信号，此外还要加上1路音频的输出，这些功能缺一不可，否则起不到预期的应有效果。此处的摄像头必须具备红外功能，一般的摄像头无法在照明条件有限的情况下进行视频的摄制，影响工作的开展和进行，视频摄制后需要一定的空间进行存放，这就对监测主机的硬盘容量有了硬性的规定，一般不能少于160G，否则装不下工作视频，容易给后续工作的开展造成困扰、不变。在工作现场和控制室如何进行语言交流，也是一个棘手的问题，而监测主机的麦克风的配备很好的解决了该问题，使得控制室的工作人员能够及时的和现场人员进行对直接的交流，减轻了工作繁琐度，增加了工作效率。

3 接触轨带电安全防护装置在具体环境中的使用解析

第一种情景是在设牵引变电所的车展中的使用，在此环境下为了方便工作人员监测接触轨带电状态，需要在各个电分段的站台两侧都安装上显示器，这样统计下来，一个车站大概需要6个显示器才能保障工作的顺利进行。第二种情景是在设有降压所的车站中的使用，这种车站中所需要安装的显示器较少，4面显示器就足以起到良好的监测效果。第三种情景是在车辆段中的使用，这种类型的场所需要安装两套防护装置，包括4面显示器和2个红外线摄像头。在接触轨停电的情况下，光幕会自动退出运行，以方便运行检修人员的进入和维护工作。同时，会将该带电安全防护装置的实时状态上传到监测主机，以供车站工作人员和控制中心调度人员做出正确的决策。

4 结语

城市轨道交通接触轨带电安全防护装置充分考虑了接触轨的安全风险，如接触轨带电自动启用看守闯入人们生活在安全提示方面，并把它上传到车站或信号控制中心站工作人员的调度和控制中心的工作人员做出正确的决定。该设备的设计理念，如果实现，可以填补国内空白的接触轨安全方面，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 李峰.城市轨道交通线路小半径曲线对接触网的影响[J].城市轨道交通研究，2012，（10）：119-121.

[2] 赵雪，吕晶晶，王明飞.接触轨断口设计分析[J].城市轨道交通研究，2013，（1）：62-64.

摘要：文章主要分析说明了非接触轨带电安全防护装置的组成和装置的结构设计。利用接触轨带电安全防护装置结构图、非接触式带电检测原理图、显示控制单元结构图、监控箱结构图等六个图，更加清晰地解释了接触轨的基本配置和工作原理。提出非接触轨的安全风险分析，展示了一个更加安全的装置系统。

关键词：接触轨；安全风险；安全防护

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0088-02

随着现代社会的不断发展，轨道交通的发展也变得尤为重要。在所有的城市轨道交通方面，一些安全措施的规章制度的制定，保证了人们的安全。轨道章程的颁布不仅需要每一个人的遵守，还需要每一位工作人员的配合。为解决安全这一亘古不变的问题，本文就提出了接触轨带电安全防护装置的设想和设计，以及接触轨安全装置分析。

1 接触轨带电安全防护装置的组成

接触轨带电安全防护装置主要由信号耦合器、信号调理电路、监测主机、显示控制单元等组成。耦合器、监测主机和信号调理电路装在同一箱体（非接触主机箱）内。非接触主显示控制单元和显示牌放在同一箱体（显示箱体）中，并采用固定支架方式挂墙安装。其中，非接触带电检测单元由信号调理电路和监测主机

构成。

1.1 非接触带电检测单元运转剖析

非接触主机箱有两个地方可以放置，其中一处为靠近隔离开关处，另一处为接触轨处，都可以起到很好的测量电压的效果。将测试探头放置在带电体周围，探头自身具备的静电电极能够快速的感应到其周边的电压，并自主的产生电压信号。两者间自主产生的交流电压信号经过两个放大器后流经相敏传感器，经过一些列的反应后，输出直流电。相敏传感器的输出信号会流经一体放大器，经过其催化之后，再次来到高压放大器前，在催动该放大的器的时候，与驱动探头和符合条件的电位也会有所交际。测试探头监测到的信号并不会直接作为最终的检测结果，该信号还会经过信号调理电路、隔离放大器等一系列的反应，最终经过“层层加工”后的信号才是我们所测量的结果。

任何的装置、设备都有其设置、制造的关键点和注意部分，而非接触带电检测单元因其特殊性、细致性和对环境的适应性，所使用的原料都有很大的要求。其外壳的设计就需要使用防灰、防水、防震的高端材料，密闭性一定要保证其在各种恶劣的气候环境下能正常运转。我们知道信号耦合器在一定的时间和场合下，其信号会有所波动，影响检测的真实性，对于这种情况，就利用旋叶式静电计探头来进行解决，直流信号转变为交变信号后，很好的预防并减少了信号不稳定情况的产生。

1.2 显示控制单元

为了将此单元更好的展示给大家，引入了（图1）来进行更形象、更直接的说明。该单元由一个控制器和一个显示屏构成，显示屏主要起到观测和传达作用，其将内部的数值、结果反馈给测试者，例如当接触轨电压过度升高时，显示器就会呈现出红色的危险警示，而当电压略低的时候，显示器就会变为绿色，提示工作人员此时是安全的，显示器除了有检测安危的功能，还能及时的将设备内部的故障反应给工作人员，以便使问题得到快速的解决，减少不必要的损失，这种故障提示一般情况下仍然以颜色的改变来作为参考，故障情况的代表颜色为黄色。总而言之，不管是何种情况，显示器都会以自己的方式将内部信息进行外化，并快速的传达，显示器主要负责显示，而给起发送信号的控制器才是关键，显示控制器会持续的和主机以及其它部分进行沟通，就像是设备内部和外部的翻译官，关系重大。因为工作形式的需要，显示屏内部接口一般都会设置多余的通信接口，这样可以保障随时的接线工作，能够将通信功能扩展到最极致，各方面的有利条件都会得到有效利用。夜间工作可以说是一项挑战，为了避免意外情况的发生，提高工作效率，显示屏的外部都会带有发光指示标志，能够让工作人员快速的确定其放置位置。

2 监测主机、监控箱和人员侵入监测模组

监测主机的构成大致有以下几个部分：嵌入式工控机、液晶显示器（显示器材质有时不同）、摄像头等，这些构成元件既有信息采集类的，也有信息传达类的，彼此合作可以很好的对接触轨带点显示进行监测和操控，并能及时的将被检测者的状态通过警示灯的颜色反馈出来，进而采取对应措施。监测主机必须能够分别支撑4个显示控制单元的通信、4个人员侵入检测模组，并能够顺利的收集4路视频信号，此外还要加上1路音频的输出，这些功能缺一不可，否则起不到预期的应有效果。此处的摄像头必须具备红外功能，一般的摄像头无法在照明条件有限的情况下进行视频的摄制，影响工作的开展和进行，视频摄制后需要一定的空间进行存放，这就对监测主机的硬盘容量有了硬性的规定，一般不能少于160G，否则装不下工作视频，容易给后续工作的开展造成困扰、不变。在工作现场和控制室如何进行语言交流，也是一个棘手的问题，而监测主机的麦克风的配备很好的解决了该问题，使得控制室的工作人员能够及时的和现场人员进行对直接的交流，减轻了工作繁琐度，增加了工作效率。

3 接触轨带电安全防护装置在具体环境中的使用解析

第一种情景是在设牵引变电所的车展中的使用，在此环境下为了方便工作人员监测接触轨带电状态，需要在各个电分段的站台两侧都安装上显示器，这样统计下来，一个车站大概需要6个显示器才能保障工作的顺利进行。第二种情景是在设有降压所的车站中的使用，这种车站中所需要安装的显示器较少，4面显示器就足以起到良好的监测效果。第三种情景是在车辆段中的使用，这种类型的场所需要安装两套防护装置，包括4面显示器和2个红外线摄像头。在接触轨停电的情况下，光幕会自动退出运行，以方便运行检修人员的进入和维护工作。同时，会将该带电安全防护装置的实时状态上传到监测主机，以供车站工作人员和控制中心调度人员做出正确的决策。

4 结语

城市轨道交通接触轨带电安全防护装置充分考虑了接触轨的安全风险，如接触轨带电自动启用看守闯入人们生活在安全提示方面，并把它上传到车站或信号控制中心站工作人员的调度和控制中心的工作人员做出正确的决定。该设备的设计理念，如果实现，可以填补国内空白的接触轨安全方面，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 李峰.城市轨道交通线路小半径曲线对接触网的影响[J].城市轨道交通研究，2012，（10）：119-121.

[2] 赵雪，吕晶晶，王明飞.接触轨断口设计分析[J].城市轨道交通研究，2013，（1）：62-64.

摘要：文章主要分析说明了非接触轨带电安全防护装置的组成和装置的结构设计。利用接触轨带电安全防护装置结构图、非接触式带电检测原理图、显示控制单元结构图、监控箱结构图等六个图，更加清晰地解释了接触轨的基本配置和工作原理。提出非接触轨的安全风险分析，展示了一个更加安全的装置系统。

关键词：接触轨；安全风险；安全防护

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0088-02

随着现代社会的不断发展，轨道交通的发展也变得尤为重要。在所有的城市轨道交通方面，一些安全措施的规章制度的制定，保证了人们的安全。轨道章程的颁布不仅需要每一个人的遵守，还需要每一位工作人员的配合。为解决安全这一亘古不变的问题，本文就提出了接触轨带电安全防护装置的设想和设计，以及接触轨安全装置分析。

1 接触轨带电安全防护装置的组成

接触轨带电安全防护装置主要由信号耦合器、信号调理电路、监测主机、显示控制单元等组成。耦合器、监测主机和信号调理电路装在同一箱体（非接触主机箱）内。非接触主显示控制单元和显示牌放在同一箱体（显示箱体）中，并采用固定支架方式挂墙安装。其中，非接触带电检测单元由信号调理电路和监测主机

构成。

1.1 非接触带电检测单元运转剖析

非接触主机箱有两个地方可以放置，其中一处为靠近隔离开关处，另一处为接触轨处，都可以起到很好的测量电压的效果。将测试探头放置在带电体周围，探头自身具备的静电电极能够快速的感应到其周边的电压，并自主的产生电压信号。两者间自主产生的交流电压信号经过两个放大器后流经相敏传感器，经过一些列的反应后，输出直流电。相敏传感器的输出信号会流经一体放大器，经过其催化之后，再次来到高压放大器前，在催动该放大的器的时候，与驱动探头和符合条件的电位也会有所交际。测试探头监测到的信号并不会直接作为最终的检测结果，该信号还会经过信号调理电路、隔离放大器等一系列的反应，最终经过“层层加工”后的信号才是我们所测量的结果。

任何的装置、设备都有其设置、制造的关键点和注意部分，而非接触带电检测单元因其特殊性、细致性和对环境的适应性，所使用的原料都有很大的要求。其外壳的设计就需要使用防灰、防水、防震的高端材料，密闭性一定要保证其在各种恶劣的气候环境下能正常运转。我们知道信号耦合器在一定的时间和场合下，其信号会有所波动，影响检测的真实性，对于这种情况，就利用旋叶式静电计探头来进行解决，直流信号转变为交变信号后，很好的预防并减少了信号不稳定情况的产生。

1.2 显示控制单元

为了将此单元更好的展示给大家，引入了（图1）来进行更形象、更直接的说明。该单元由一个控制器和一个显示屏构成，显示屏主要起到观测和传达作用，其将内部的数值、结果反馈给测试者，例如当接触轨电压过度升高时，显示器就会呈现出红色的危险警示，而当电压略低的时候，显示器就会变为绿色，提示工作人员此时是安全的，显示器除了有检测安危的功能，还能及时的将设备内部的故障反应给工作人员，以便使问题得到快速的解决，减少不必要的损失，这种故障提示一般情况下仍然以颜色的改变来作为参考，故障情况的代表颜色为黄色。总而言之，不管是何种情况，显示器都会以自己的方式将内部信息进行外化，并快速的传达，显示器主要负责显示，而给起发送信号的控制器才是关键，显示控制器会持续的和主机以及其它部分进行沟通，就像是设备内部和外部的翻译官，关系重大。因为工作形式的需要，显示屏内部接口一般都会设置多余的通信接口，这样可以保障随时的接线工作，能够将通信功能扩展到最极致，各方面的有利条件都会得到有效利用。夜间工作可以说是一项挑战，为了避免意外情况的发生，提高工作效率，显示屏的外部都会带有发光指示标志，能够让工作人员快速的确定其放置位置。

2 监测主机、监控箱和人员侵入监测模组

监测主机的构成大致有以下几个部分：嵌入式工控机、液晶显示器（显示器材质有时不同）、摄像头等，这些构成元件既有信息采集类的，也有信息传达类的，彼此合作可以很好的对接触轨带点显示进行监测和操控，并能及时的将被检测者的状态通过警示灯的颜色反馈出来，进而采取对应措施。监测主机必须能够分别支撑4个显示控制单元的通信、4个人员侵入检测模组，并能够顺利的收集4路视频信号，此外还要加上1路音频的输出，这些功能缺一不可，否则起不到预期的应有效果。此处的摄像头必须具备红外功能，一般的摄像头无法在照明条件有限的情况下进行视频的摄制，影响工作的开展和进行，视频摄制后需要一定的空间进行存放，这就对监测主机的硬盘容量有了硬性的规定，一般不能少于160G，否则装不下工作视频，容易给后续工作的开展造成困扰、不变。在工作现场和控制室如何进行语言交流，也是一个棘手的问题，而监测主机的麦克风的配备很好的解决了该问题，使得控制室的工作人员能够及时的和现场人员进行对直接的交流，减轻了工作繁琐度，增加了工作效率。

3 接触轨带电安全防护装置在具体环境中的使用解析

第一种情景是在设牵引变电所的车展中的使用，在此环境下为了方便工作人员监测接触轨带电状态，需要在各个电分段的站台两侧都安装上显示器，这样统计下来，一个车站大概需要6个显示器才能保障工作的顺利进行。第二种情景是在设有降压所的车站中的使用，这种车站中所需要安装的显示器较少，4面显示器就足以起到良好的监测效果。第三种情景是在车辆段中的使用，这种类型的场所需要安装两套防护装置，包括4面显示器和2个红外线摄像头。在接触轨停电的情况下，光幕会自动退出运行，以方便运行检修人员的进入和维护工作。同时，会将该带电安全防护装置的实时状态上传到监测主机，以供车站工作人员和控制中心调度人员做出正确的决策。

4 结语

城市轨道交通接触轨带电安全防护装置充分考虑了接触轨的安全风险，如接触轨带电自动启用看守闯入人们生活在安全提示方面，并把它上传到车站或信号控制中心站工作人员的调度和控制中心的工作人员做出正确的决定。该设备的设计理念，如果实现，可以填补国内空白的接触轨安全方面，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 李峰.城市轨道交通线路小半径曲线对接触网的影响[J].城市轨道交通研究，2012，（10）：119-121.

[2] 赵雪，吕晶晶，王明飞.接触轨断口设计分析[J].城市轨道交通研究，2013，（1）：62-64.