地铁供电系统故障检修排查与处理策略

于兴华

摘 要：作为现代交通的重要组成部分，地铁的正常有序运行离不开地铁的供电系统，供电系统的正常运行直接影响着人们的生命财产安全。文章详细阐述了地铁供电系统的组成以及常见故障和维修方法，提出了完善的各种故障预防机制，希望及时发现并排除故障，保证地铁的安全稳定运行。

关键词：地铁;供电系统;故障

中图分类号：U226.5文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）06-031-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.015

作为主要的交通方式之一，地铁以其高速、高质量、高安全性等特点，备受公众青睐。地铁能够实现高安全性的原因与支持其运营的安全可靠的供电系统息息相关。快速准确地诊断轨道交通供电系统的故障是确保城市轨道交通安全稳定运行的前提。电源系统一旦发生故障，将直接导致车辆熄火，并可能发展为严重的车辆故障，威胁人们的生命财产安全。

1 地铁供电方式分类与选择

1.1 地铁供电方式综述

地铁供电系统比较复杂，通常分为内部电源、外部电源两种类型。外部电源主要包括分布式电源、集中式电源、混合电源三种类型，内部电源主要包括第三轨电源和悬链线电源，每种电源模式都有其优点与不足。

1.2 集中供电方式及其选择

集中供电方式是指在地铁沿线的合理位置设置变电站，通过变电站的建设完成地铁系统的供电。其应用优势是统一管理和控制，设备维护更方便，稳定性强，抗干扰能力强，故障率低，线路铺设长度相对较短。因为变压器和内部电源系统的电源通常处于集中和分布式状态，导致其主要缺点是成本高。该方式主要适用于系统电源，通常需要转换成35kV和10kV，满足电压等级后，可以直接应用于地铁线路电源。这种供电方式不需要辅助变压器，但是对主变压器的要求非常严格。

1.3 分散供电方式及其选择

分散供电方式主要是通过科学合理地安装相关区域变电站，完成所有地铁站的供电工作。分散供电方式要在每个区域变电站中设置双电源，实现对城市供电网络的有效利用，总体维护和建设成本较低，但极有可能在电网侧造成干扰问题。

1.4 混合供电方式及其选择

混合供电方式是以集中供电方式为主，以分散供电方式为辅，将二者相融合的供电方式，虽然保留了两种供电方式的应用优势，但是其复杂性更高，在地铁供电系统中应用程度相对较低。

1.5 内部供电模式

地铁系统的内部供电模式主要包括两种类型，即悬链供电和第三轨供电。调查研究显示，悬链供电方法效果更好、安全性更高，在铁路运输中得到了广泛推广和应用。第三轨供电方法通常会消耗成本，应用程度相对较低。因此，在选择地铁供电系统供电方式时，应从建设、维护、管理、成本等多个方面综合考虑地铁工程供电系统的总体情况。

2 地铁供电系统常见故障分析

2.1 零件故障

零件故障是地铁供电系统中的常见故障之一，主要包括零件脱落和零件松动两种类型的故障。地铁在运行过程中不可避免地发生接触，分段绝缘涂料的高温烧蚀很容易导致垫片、螺栓和滑板脱落，影响正常使用并引起故障。零件松动主要指地铁运营过程中，当交通密度增加时，多余的能量需要释放到悬架系统中，会对整个悬架系统产生负面影响[1]。

2.2 接觸线故障

接触线故障也是常见故障之一。作为刚性网的重要组成部分，接触线一旦出现问题，不可避免地引发不利影响。当前的接触线故障主要包括三种类型。一是烧弧失败，受电弓位置不平滑，母线变形以及刚性定位夹的不科学设计都可能导致电弧烧毁。二是接触线磨损，当接触线磨损达到一定程度时，会影响正常使用并引起故障。通常，接触线磨损故障大多发生在锚固接头、母线接头和其他零件中。三是接触线表面放电走线故障，由于地铁高速运行和有限的灵活性，特殊区域的参数可能会发生很大变化，并受电弓会受到强烈的磨损，导致布线表面上的发电走线故障。

2.3 受电弓故障

受电弓失效主要是受电弓的磨损引起的。受相关母线和悬链线悬挂位置的影响，受电弓和接触线将不可避免地发生接触，受电弓通常会受到集中冲击造成磨损。如果凹槽滑板的接触线发生异常变化，导线被卡住或拉动，将增加受电弓与接触线接触的可能性，增加受电弓的作用力，并导致受电弓磨损异常。

3 地铁供电系统的预防措施分析

3.1 完善零件故障预防机制

要完善零件故障的预防机制，加强零件故障的预防。相关维护人员要按照规范和标准，对地铁供电系统中的部件进行检查和维修，达到早预防、早发现、早处理的目的，确保地铁的正常运行。要加强对零件脱落的检修，在预防和定期处理地铁运行中掉落部件的同时，适当加大对垫片、螺栓、滑板等部件的检查和维修，以确保该部件的正常运行。同时，有关部门要提高维修人员的安全意识，加强检查巡查，及时发现松动部位，在零件拧紧过程中要特别注意接头位置处的零件拧紧过程，及时更换滑动零件，以确保安全运行。

3.2 完善接触线故障预防机制

要完善接触线故障预防机制，相关人员可以从避免电弧灼伤、减少接触线磨损、避免接触线表面放电痕迹开始，全面改善接触线故障预防机制，为地铁的正常运行提供保障。

3.3 加强受电弓故障的监测和预防

要加强受电弓故障的监测和预防，选择高质量的受电弓零件，从根本上提高受电弓的耐磨性，确保受电弓的正常使用。在受电弓的选择中，可以根据地铁工程的实际情况，计算受电弓的各种参数，使受电弓尽可能地满足地铁发展的需要。加强对凹槽和滑板等零件的检测，有关人员应定期检查沟槽和滑板等零件，以免异常拉扯或卡死，减少受电弓与接触线接触的可能性，减少受电弓的磨损，以提高整体质量[2]。

4 地铁供电故障的应急处理

4.1 创建紧急指挥中心

接触网停电后，现场负责人应及时了解情况，与控制中心取得联系，加强信息反馈，通过多方协作确认故障信息，并向值班人员报告在确保信息正确之后。故障排除过程中，控制中心主要负责早期紧急指挥，根据现场情况制定计划，将其提交给现场应急总部，以合理安排专业人员。在现场指挥期间，应根据弓网故障的实际情况采取适当的组织计划。

4.2 应急响应

安全是顺利发展故障处理能力的必要先决条件。部门收到故障信息后，要立即任命技术专家，按照计划组织工作，缩短应急救援的响应时间。如果故障发生在停车场，要选择最接近故障点的道路，然后将救援车辆开到那个地方。如果干线上发生故障，应将救援车辆开到附近的车站，以方便救援。救援前应做好充分准备，包括材料、救援设备、人员等，救援人员要加强自我防护，并在安全环境中开展救援行动。

4.3 应急处理

控制中心是故障排除过程中的核心部门。电力调度员结合故障信息，初步了解故障区域和具体故障类型，及时与交通调度人员进行沟通，并由机长进行减弓操作。在判断故障之后，功率分配器尝试传输功率。如果成功，它将通知交通调度，并再次抬高地铁的船首以维持单边供电。如果由于地铁故障而造成的接触网断电，应及时通知火车调度员，并将与故障相对应的地铁引导回停车场进行综合检查。如果在输电过程中出现永久性故障，则要断开主变电站隔离开关。如果无法正常供电，要断开跳闸的变电站的隔离开关，尝试发送跳闸的开关。如果没有异常并且测试成功，则意味着接触网中存在故障可以解决。

4.4 故障排除

接触网供电故障的处理应遵循“先连接再恢复”的原则，有必要根据受损结构或设施的实际情况采取处置措施，为正式的紧急维修工作创造安全的环境。现场负责人组织人员派遣，以便可以将事故现场的人员迅速撤离到安全区域。专业的救援队进入现场，按照计划进行救援工作。现场人员需要准确划定紧急维修区域并设置控制线，与紧急维修操作无关的任何人均不得进入现场。为了提高救援效率，各专业救援队在做好自身工作的同时，应加强合作与协调，开辟信息交流渠道，缩短应急抢修时间，恢复正常运行[3]。

4.5 行车指挥

发生事故后，交通调度员应立即作出反应，制定交通调整计划，并报告给值班调度员批准。在整个交通指挥工作中，确保乘客安全是首要工作目标，通过各种手段减少不良影响，避免因处理不当引起事故再次发生。

5 结语

轨道交通是人們出行的重要交通工具之一，其故障定位效应直接影响人们的正常出行和人身安全。有关人员可以结合实际情况进行选择，以免因选择错误而影响正常使用。一般而言，相关人员可以从改善零件故障的预防机制，改善接触线故障的预防机制，加强受电弓故障的监测和预防等方面提高质量，为地铁的安全运行提供保障。

参考文献

[1] 艾东兵.城市轨道交通刚性接触网拉出值优化[J].城市轨道交通研究，2018，21（7）：50-53，57.

[2] 钟人正.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析[J].工程建设与设计，2018（14）：72-73.

[3] 戴丽君.城市轨道交通供电系统电缆故障在线定位技术研究[J].城市轨道交通研究，2019，22（12）：35-38.