浅析城市轨道电力系统故障及应对措施

邢天文,胡洋

沈阳地铁集团有限公司   辽宁省沈阳市   110000

摘要：当前，城市轨道交通是所有城市交通设施中最重要部分，其作为城市公共交通的重要工具之一，具有速度快、节能、方便等优势。而城市轨道交通电力系统的稳定运行，是保证城市轨道交通安全运行的重要因素之一。

关键词：城市轨道；电力系统；故障；措施

电力系统是城市轨道交通运营的基础，随着城市轨道交通规模的不断扩大，如何充分保障轨道交通电力系统的安全已成为研究热点。基于此，本文首先阐述了轨道交通电力系统故障的原因，分析了城市轨道电力系统故障的类型，并详细论述了城市轨道交通电力系统故障的解决措施。

一、轨道交通电力系统故障原因

电能引发的火灾和触电是轨道交通电力系统出现故障的重大威胁，引发上述情况原因很多，主要原因为：①电力系统轨道上的电路出现短路现象，导致经过电路的电流瞬间升高十多倍，使线路表层温度骤然增高，超出了安全运行数值，这种短路情况易引起火灾；②变压器和线路长期超负荷运行，导致线路绝缘层被氧化或脱落；致使发生火灾或人员触电；③线路接口连接不牢靠或焊锡不均匀，导致接触不良引发火灾等；④在地下电缆井内部的电路线缆放置空间过于狭小，未给其预留很好的散热空间，这种情况也会导致火灾等情形的发生。

其中因电压引起人员触电的原因大部分是因施工人员操作违规。此外，电力系统设计考虑不周，出现系统设备漏洞，也会导致人员触电事故出现。所以，在这一方面要严格规范施工人员操作步骤，防止在城市轨道交通电力系统实际操作运行中，出现人为操作不当引起触电事故的情况。

二、城市轨道电力系统故障类型

1、直流开关跳闸。因城市轨道交通有很大一部分会处于露天状态，所以这部分设备可能会因恶劣环境影响而出现跳闸。有可能是因恶劣天气下出现的雷击，导致直接接触到线路，使城市轨道交通的电网因雷击而电压过大，电压在雷击下能瞬间产生几千伏电压，直接损害城市轨道交通电路。还有就是感应雷击，雷击在附近出现后，在空气中会出现电磁场，电磁场的电压能达到数千伏以上，进而出现跳闸问题。还有就是城市轨道交通电路出现对地短路也会出现短路故障，因在短路中所产生电流过大，会直接导致直流开关出现脱落，然后会自动保护，导致送电不成功。所以若因电流过大而出现自动保护情况，就需重视，相关技术人员需及时检查，查看线路的材料是否出现损害现象。

2、直流电缆故障。根据相关统计，我国大部分城市轨道交通电力系统的直流电缆故障大致分为：①电力电缆线路受到电动力的影响。在铺设平行电缆时，若电缆未固定好，那么一旦经电路的电流较强，就会出现电流短路造成的线路跳闸现象，这时电力电缆受到电动力影响，会出现强烈的晃动并撞击到电缆设备连接点上，从而导致线路短路发生；②城市轨道交通电力电缆在施工中，由于操作不当造成线路接口接触不良或电力电缆绝缘体损伤。电力系统投入使用一段时间后，受到外界环境的影响，线路可能受潮，从而导致间接性短路故障。

三、城市轨道交通电力系统故障解决措施

1、做好开关跳闸保护工作。在城市轨道交通电力系统故障应对中，为能更好地展示出城市轨道交通运行水平，应及时按城市轨道交通运营管理中的要求，落实开关跳闸保护工作，从而为有效地对城市轨道交通电力系统故障诊断实施奠定基础。作为城市轨道交通电力系统故障诊断人员，在现有故障诊断工作实施中，应将开关跳闸保护工作重视起来，从而为城市轨道交通运行的有效管理提供保障。

2、保护直流牵引设备。当前，使用的检测方法主要是直流电缆检测，常见方法是离线和周期性检测。相关人员根据发出的各种警报找到受损电源，然后进行更换。然而，这种检测方法存在一些问题，因此目前人们提倡使用在线实时检测系统，该系统能及时了解电缆绝缘参数，并实时分析电缆绝缘材料的损坏程度，从而建立正确的预警报告。还能建立有效的事故应急预案，根据相应的规章制度处理事故，提高解决问题的能力。例如，将传统的手动开关改为电动开关，能缩短工作人员的往返时间，真正实现远程控制，提高解决问题的效率。在项目改造期间，排查电力敷设情况，完善列车运行情况，若条件允许，可用架空敷设代替电缆直埋。在新建轨道时，应选择具有良好阻水性的电缆，以提高电缆的防水能力，在此过程中，还应安装实时在线检测系统，以观察电缆数据的变化。

3、强化电力系统二次设备检修。实现城市轨道交通运营水平的有效提升,应严格遵守城市轨道交通运营中的实际要求,如二次检修电力系统设备的运行维护。提升二次设备检修工作水平,可保障城市轨道交通的运营维护。城市轨道交通电力系统运维管理者需对系统运维管理监督计划进行有效制定,最终能保证城市轨道交通得以稳定安全运行。

4、建立健全系统设备维护制度，加强巡检。对轨道交通电力系统而言，加强系统与设备的维护管理是一项重要工作，这需调动一定人力资源对系统及设备加强巡检力度，在此之前，先要健全维护制度作为支撑，因此，可拟出相关的制度条例，对于设备的维护与管理罗列出细化标准，同时加大落实力度，设置监管人员，做到有章可依，有章必依。在出具相关条例制度后，需大力加强对系统设备的巡检，白天可由一名具有一定业务能力与经验的巡检员单独巡逻检查，夜间则需加派一至两名人手。在对巡检人员的筛选方面也应具有一定要求，尚未通过安全技术考试的人员一律不允许单独巡检。同时，巡检人员在巡检时，需严格遵守服装要求，穿戴工作服，配戴安全帽，穿绝缘工作鞋，注意不能遗落安全工具包等材料，巡检后要及时填写巡检记录及警示牌，如发现安全隐患及尚未整改的缺陷需立即向上级汇报。在巡检工作进行前，需反复确认目身仪表是否符合要求，以及安全工具是否携带到位，如所巡检设备属于故障性质，则需加带维修故障所需设备等。

5、老旧设备加大更新改造力度。在城市轨道交通运营中，电力设备是关键部件，电力设备供电系统的稳定供电能保证轨道交通的运行。因此，提高城市轨道交通运营水平的最重要途径是对老旧设备进行更新改造，只有这样，才能充分保障城市轨道交通供电系统的可靠安全性，加快推进城市轨道交通的可持续发展进程。

6、变压器的日常监测和维护。工作人员还需定期监测、检查和维护变压器的日常运行状态。在清洁干燥的地方，应每年或更短时间进行一次维护、检查。在可能进入粉尘及化学烟雾的其他地方，应每3～6个月进行一次维护检查。在检查过程中，若积聚了大量灰尘，应进行清理，以确保空气流通，避免击穿绝缘，特别是变压器的绝缘垫及绝缘子应进行清洁，通风管中的灰尘可用干燥的压缩空气吹走。应始终监测负载条件、风机启停情况及变压器温度，停电检修时，应确保紧固件与接头无松动，无导电部件或其他部件的部件是否生锈，绝缘表面有无渗漏或碳化，如有必要，应采取适当措施处理痕迹。变压器运行几年后，必须测试绝缘电阻及绕组直流电阻，以监测变压器是否能继续运行。然后检查观测器的不平衡率是否超过标准范围。变压器中最关键的器件是分接开关，因而必须充分确保动静触头间的接触压力。

7、紧急疏散策略。由于城市轨道交通在正常运行中不可避免地会出现一些问题，应及时采取应急措施，减少意外损失。为更好地发挥应急预案作用，相关管理部门应开展员工培训，纠正培训中的员工问题，并及时评估培训效果。此外，在此过程中，应加强专业素质培训，确保管理人员水平达标，充分掌握相关专业技能，满足安全管理岗位需求。同时，传播交通知识，让人们更好地了解轨道交通的安全常识，增加相关知识。

参考文献：

[1]潘胜.城市轨道交通电力系统故障分析及应对方法[J].中小企业管理与科技，2019(02):125-126.