地铁环境与设备监控系统交直流串扰问题研究

任川 孙源 陈宏涛

摘 要：本文主要针对地铁环境与设备监控系统外部接口电路交直流串扰问题进行研究，根据交直流串扰问题产生的原因，形成不同的解决措施与方案。

关键词：交直流串电；危害；解决方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.118

1 环境与设备系统概述

地铁环境与设备监控系统（以下简称BAS系统）是通讯、计算机、工业控制、软件技术、网络等技术相结合的系统，其主要功能是对全线车站及地下区间隧道的通风空调系统设备、给排水设备、垂直电梯与自动扶梯、车站及区间照明、应急电源、电热风幕、安全门、人防门等进行全面、有效的自动化监控及管理，并对设备运行状态和启停、环境参数检测及节能管理、进行程序监控，确保设备处于高效、节能、可靠的最佳运行状态，创造一个舒适的地下环境；在火灾等灾害或阻塞事故状态下，启动预设的紧急或灾害模式，更好的协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行，改善地铁环境的舒适度，提高地铁自动化运行的水平，起到安全、可靠、节能的作用。

2 故障现象

BAS系统与通风系统、照明系统、给排水系统等接口一般采用硬接线方式连接，BAS系统现场级I/O模块通过硬接线采集现场开关量输入信号。接口调试过程中通常BAS系统专业需要对方接口专业提供无源干节点，并保证节点独立，与其它系统隔离，保证AC220V或AC380V不能直接接入I/O模块，若需要接入则须由接口方经中间继电器进行转接。如果单个设备有多个开关量信号需要送出，开关量信号公共点需要在就地环接，BAS系统开关量输入信号、开关量输出信号分别只提供一个公共点。

现场工程实施中，双方接口接线端子位置一般为设备本地就地控制箱内。接口方提供的接线端子若未做好强弱电隔离，后期运营中一旦误将AC220V控制线缆接入反馈信号端子，将会造成PLC监控点位烧毁，造成设备不可监控，影响BAS系统稳定运行，此故障现象为“串”。

除此之外，对于BAS系统对风机、风阀、照明、水泵等设备监控时，若接口端子处电磁干扰过大或反馈线缆离强电设备较近。接线端子处就会产生干扰电压AC10～50V，设备启动后会上升至70V～120V，使设备正常工作状态产生误报警，远程无法对设备正常监视，此故障现场为“扰”。

3 原因分析

（1）双方接口端子处没有将控制信號与反馈信号端子进行独立设置，一旦备绝缘老化或人员误接线等原因将导致220v单项交流电压串入低压线路中从而导致设备的损坏。

（2）反馈线缆与强电线缆施工过程中采用同一桥架走线，虽桥架中有盖板隔离，但实际运营中发现仍会出现干扰现象。

（3）控制柜内反馈线缆与强电设备安装距离若过近，会产生电磁干扰，影响设备远程正常监视。

4 解决方案

目前，国内地铁行业交直流串扰方面，尚无有效成熟的应对措施。现阶段能够采用的，且最有效的应对办法就是依靠现场工作人员的经验来避免交直流串扰的发生，接下来就交直流串扰现象和原因分析同时结合地铁设备维护经验，提出以下几种方法来解决交直流串扰问题：

方法一：

对于对于强弱电安装距离过近等引起的交直流感应电压干扰问题，可以采用在反馈信号线中并联对地电容的方法来解决，利用电容隔直通交的特性抑制交流电压的产生，及可将反馈线公共端接电阻一端，电阻另一端接地。

此方法对感应电可起到降压作用，因为电容容抗，会使其有分压效果。同时电容有充放电的作用，当电压波形往下时，电容会放电。此方法为简单的降压措施，施工简单，成本低，但负荷性差，安全性低，电容需要定期进行更换。

方法二：

对于信号反馈线中串入交流电问题，可以采用压敏电阻与保险管和二极管的方法来最大程度的保护PLC设备不被串接进来的交流电烧毁。

上图电路采用压敏电阻来保护电路，如果J1输入点电压高于额定电压，rv电阻会瞬间变小，当电流超过FU的额定电流FU熔断从而保护J2所接的设备不被串接进来的高压交流电所损坏。

5 结语

通过本文对地铁BAS系统交直流串电扰问题原因分析，作者结合自身多年地铁维护工作经验，总结几点可实施的改造解决方案，提升BAS系统的可靠性、安全性，对城市轨道交通环境与设备维修维护人员在设备检修维修过程中方便快速的完成故障排除修复给予一定的帮助，保障地铁安全稳定运行。

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