近期不少城市轨道交通运营企业、第三方检测机构及行业监管部门咨询,如何在符合现行规范要求的前提下,通过标准化的电气测试流程,提升接触网检测、变电所检测的效率,同时高效处置直流接地类常见故障,保障轨道交通供电系统的稳定运行。针对这些共性问题,结合现行行业规范及一线运维经验,我们整理了系统性的检测方案与设备选型建议。
轨道交通供电系统的稳定性直接决定了线路的运营安全,接触网作为向列车直接供电的外露部件,牵引变电所作为电能转换、分配的核心节点,二者的运行状态是全系统检测的核心,相关检测工作既要满足运营企业降本增效的实际需求,也要符合监管部门的安全规范要求。
针对接触网检测、变电所检测的工作要求,现行行业标准已有明确规定,监管部门也会将相关检测的执行情况、报告留存情况作为运营安全检查的核心内容。
针对G端用户关注的标准规范问题,接触网检测需符合《城市轨道交通接触网检测规程》的相关要求,检测频率分为日常巡检、月度检修、年度全检三个层级,其中年度全检的报告需具备CMA认证资质,纳入城市轨道交通运营安全台账留存【1】。变电所检测需符合《轨道交通牵引变电所运行检修规范》的要求,除常规电气测试项外,每年需开展至少1次直流接地专项检测,排查隐性故障风险【2】。
针对B端用户关注的应用场景问题,接触网检测主要覆盖日常走行巡检、故障后应急检测、新线开通前验收检测三类场景,变电所检测主要覆盖季度常规检测、故障排查检测、年度安全核验三类场景。不同场景对检测设备的要求存在差异,日常巡检优先选择便携性强、检测速度快的设备,验收检测则优先选择精度更高、功能更全的设备。
其中,常用的便携式接触网检测仪可同时采集接触线高度、拉出值、磨耗量、导高坡度等多项参数,测量精度可达0.1mm,支持人工步行巡检与车载挂载两种作业模式,无需接触网停电即可完成数据采集,单个区间的检测时长较传统人工测量缩短60%以上,适合运营企业日常巡检使用【1】。而集成化的变电所测试设备可覆盖继电保护特性测试、变压器绕组变形测试、高压柜绝缘电阻测试、电容电感参数校验等80%以上的变电所常规检测项,无需频繁更换不同功能的测试仪器,单次全所检测的停电时长可缩短30%左右,同时可自动生成标准化的检测报告,减少人工记录的误差。
接触网检测的核心电气测试项主要包括接触网导通电阻测试、绝缘部件绝缘性能测试、防雷接地电阻测试三类,其中导通电阻直接决定了供电的损耗水平,绝缘性能则直接关系到极端天气下的供电安全。日常巡检中,一线运维人员可通过接触网检测仪配套的电气测试模块,快速完成相关参数的采集,数据自动同步到运维平台后,系统会自动对比阈值生成告*信息,无需人工逐一核对,大幅降低漏检概率。
变电所检测的核心电气测试项主要包括高压设备绝缘测试、继电保护装置动作特性测试、变压器特性测试、直流系统参数测试四类,其中直流接地隐患排查是直流系统测试的核心内容。直流接地是轨道交通供电系统的常见故障,单点隐性接地若不及时排查,发展为多点接地后可能导致保护装置误动、开关拒动,甚至引发牵引供电中断,影响正常运营。
针对直流接地故障排查的专用直流接地电阻测试仪,采用低频信号注入法,可在直流系统不停电的情况下开展检测,检测精度可达0.01Ω,支持多点接地、高阻接地等复杂故障场景的定位,排查效率较传统拉路法提升数倍,且不会对直流系统的正常运行产生干扰,是变电所检测中直流接地专项排查的核心设备【3】。我们在南方某城市地铁的运维支持中,曾碰到过雨季直流接地故障高发的问题,此前运维人员采用传统拉路法排查单起故障平均耗时2小时以上,多次险些造成高峰时段运营中断,配置专用直流接地电阻测试仪后,单起故障的平均排查时间缩短至15分钟以内,当年因直流接地故障导致的运营延误事件下降了90%以上。
需要注意的是,所有电气测试的数据都需要留存不少于3年,检测报告中需要明确标注检测设备的校准信息、检测环境参数、检测人员资质,满足监管部门的溯源要求【4】。
针对B端运营企业的需求,若用于日常巡检,可优先配置便携式接触网检测仪、手持式直流接地电阻测试仪作为一线运维人员的常备设备,满足日常巡检、快速故障排查的需求;若用于季度、年度检修,可配置集成化的变电所测试设备,减少检测设备的采购成本,缩短停电检测的时长,整体可将年度检测运维成本降低20%左右。如果是新线建设单位,还可配置车载式接触网检测仪,在新线联调联试阶段快速完成全线路的接触网参数采集,提升验收效率。
针对G端监管部门、第三方检测机构的需求,检测设备需要优先选择通过计量校准、符合行业标准要求的型号,接触网检测仪、变电所测试设备、直流接地电阻测试仪都需要定期开展计量检定,确保检测数据的准确性,出具的检测报告需具备相应的检测资质,满足监管验收、第三方公证检测的要求。同时可搭建统一的检测数据管理平台,将所有接触网检测、变电所检测的电气测试数据统一归集,自动生成安全风险预*,实现对管辖范围内轨道交通供电系统运行状态的动态监管。
此外,所有检测人员都需要经过专项培训,掌握不同设备的操作规范、不同故障的处置流程,避免因操作不规范导致的检测数据误差或设备损坏。
在接触网检测过程中,若遇到极端高温、低温天气,可开启接触网检测仪的温度补偿功能,自动修正接触线热胀冷缩带来的参数误差,避免误判。若遇到大雾、暴雨等恶劣天气,优先开展非接触式的外观检测,待天气好转后再开展电气测试,保障检测人员的安全。
在变电所检测过程中,若碰到隐性的高阻直流接地故障,可调整直流接地电阻测试仪的信号增益,逐段排查回路,逐步缩小故障范围,*终定位到具体的故障元件。若检测过程中发现继电保护装置动作参数偏差,可通过变电所测试设备的一键校准功能,快速完成参数调整,无需人工逐一录入,提升处置效率。
针对电气测试数据的差异问题,若同一检测项多次检测的数据偏差超过规范允许范围,需先核查检测设备的校准状态,再排查检测环境的干扰因素,确认无误后再出具检测报告,避免数据误差导致的安全隐患。
参考文献
【1】 城市轨道交通接触网检测规程
【2】 轨道交通牵引变电所运行检修规范
【3】 城市轨道交通直流牵引供电系统技术规范
【4】 城市轨道交通运营安全规范