可視化自動地線裝置的研制

1、接觸軌接觸軌QCQC創(chuàng)新小組創(chuàng)新小組可視化自動地線裝置可視化自動地線裝置的研制的研制1深圳市地鐵集團運營總部深圳市地鐵集團運營總部目目 錄錄2課題選擇課題選擇1設定目標設定目標2提出并確定方案提出并確定方案3制定對策制定對策4確認效果確認效果6標準化過程標準化過程7總結與今后打算總結與今后打算8對策實施對策實施5一、課題選擇31500V1500V1500V1500V一、課題選擇4軌道交通安全規(guī)章規(guī)定“凡是在有電范圍內的設備設施安裝距離小于安全規(guī)定距離的，其檢修均必須 ”。停電并掛設保護地線停電并掛設保護地線一、課題選擇51500V1500V誤誤送送電電1500V1500V1500V1500V一

2、、課題選擇流程平均耗時（min）1辦理準入手續(xù)12穿戴個人安全防護13到達掛設區(qū)域34驗電0.55放電16掛設地線37撤出作業(yè)現場3掛設一組地線總耗時12.5正線站臺每次掛設4組4 X 12.5 = 50場線每次掛設4組506天窗作業(yè)批準作業(yè)時間 人工地線掛設耗時占用作業(yè)時間4h40-80min16.7%-33.3%16.7%33.3%40-80min66.7%83.3%160-200min凌晨凌晨1 1：00-500-5：0000，共，共4 4小時小時1.1.專業(yè)設備檢修時間嚴重被壓專業(yè)設備檢修時間嚴重被壓縮，設備檢修質量可靠性下降，縮，設備檢修質量可靠性下降，故障發(fā)生率高故障發(fā)生率高2.2

3、.地線作業(yè)人員必須為供電專地線作業(yè)人員必須為供電專業(yè)人員，在配合其他專業(yè)作業(yè)業(yè)人員，在配合其他專業(yè)作業(yè)時無法再參與專業(yè)設備的維護時無法再參與專業(yè)設備的維護檢修作業(yè)，檢修作業(yè)，人力資源浪費人力資源浪費嚴重嚴重一、課題選擇7潛在隱患潛在隱患停電后的停電后的接觸軌還是有可能殘留高電壓的，接觸軌還是有可能殘留高電壓的，或是地線掛設過程中遇到變電所或是地線掛設過程中遇到變電所誤送電的情況，人員不小心觸碰誤送電的情況，人員不小心觸碰到接觸軌是非常容易造成到接觸軌是非常容易造成人身人身觸電傷亡觸電傷亡的的。一、課題選擇8作作業(yè)場業(yè)場所所作作業(yè)業(yè)點點數數量量 最大最大間間距距備備注注正正線線龍城廣場41.5k

4、m正線共7 7個站需要掛設地線，各作業(yè)點必須掛設4 4組地線荷坳41.3km六約41.2km布吉41.5km翠竹41.1km蓮花村41.6km1.6km購物公園41.1km車輛車輛段段供電一分區(qū)52km2km選掛點為該區(qū)域有作業(yè)時才掛設地線；必掛點是該工段分區(qū)獨獨立立停電時的方案，越區(qū)停電時掛設點數量為獨立區(qū)域停電的總總和和供電二分區(qū)5（必掛）2.8km2.8km14（選掛） 0.01km供電三分區(qū)3（必掛）2.9km2.9km12（選掛） 0.01km供電四分區(qū)3（必掛）1.8km6（選掛）0.01km供電五分區(qū)21.8km停停車場車場供電一分區(qū)10km供電二分區(qū)10km供電三分區(qū)21.1k

5、m供電四分區(qū)32.7km2.7km正正線線地地線線掛掛設設布局布局圖圖（局部）（局部）車輛車輛段地段地線線掛掛設設布局布局圖圖（局部）（局部）一、課題選擇9接地線絕緣桿驗電器放電棒專用絕緣手套專用絕緣靴紅閃燈每每處處地地線線作作業(yè)業(yè)需要的工器具需要的工器具僅1套工器具重量就約為不利后果不利后果地線作業(yè)地線作業(yè)所需攜帶的工器具多，重量大，所需攜帶的工器具多，重量大，地線掛設點相距較遠，工人勞動地線掛設點相距較遠，工人勞動強度非常大強度非常大4 k g4 k g鋪滿碎石道渣的鐵軌一、課題選擇可視化自動地線裝置的研制10二、設定目標11快捷簡單安全可靠操作簡單，不再負重遠距離作業(yè)經過基本的操作知識培

6、訓后，所有專業(yè)員工都可以實現獨立操作操作人員與高壓設備本體距離滿足安全要求帶電誤合閘或帶地線誤送電概率低于0.2任何工作狀況下，均能夠完成地線作業(yè)，確保地鐵運營正常秩序裝置誤操作概率低于110min內實現地線的掛設和拆除，保障專業(yè)設備檢修時間占天窗時間的95%以上小組簡介小組名稱接觸軌QC創(chuàng)新小組課題類型創(chuàng)新型注冊日期2010.1.10.注冊號201001003成立時間2009年4月10日活動時間2011年9月至2015年12月組長肖世雄出勤率100%課題指導宋劍偉活動課題可視化自動地線裝置的研制序號姓名性別文化程度小組分工1肖世雄男研究生組長2宋劍偉男研究生技術指導、協(xié)調3寧曉來男研究生技術

7、指導、協(xié)調4詹先柏男大 本研制、分析實施5彭華平男大 本研制、分析實施6曾 斌男研究生研制、分析實施7曾 建男大 本研制、分析實施8閆 沖男大 本研制、分析實施9劉文韜男大 本研制、分析實施10歐陽賜波男大 本資料整理、記錄1213組長 肖世雄高級工程師宋劍偉高級工程師寧曉來高級工程師彭華平高級工程師詹先柏高級工程師曾 斌工程師曾 建工程師閆 沖工程師劉文韜工程師歐陽賜波工程師小組簡介計劃進度與實際推進情況序序號號計劃內容計劃內容20112011年年20122012年年20132013年年20142014年年20152015年年1課題選擇2設定目標3提出并確定方案4制定對策5對策實施6確認效果

8、7標準化過程8總結與今后打算注：“ ”為計劃進度，“ ”為實際推進進度14借鑒成熟電力監(jiān)控的遙控、遙遙控、遙信和遙視信和遙視技術來實現自動地線作業(yè)，實現裝置具備遠距離遙遠距離遙控、當地電動和當地手動控、當地電動和當地手動三種操作模式。三、提出并確定方案總體方案及要求總體方案及要求15接觸軌接觸軌鋼軌鋼軌刀閘刀閘開關柜開關柜電腦電腦三、提出并確定方案升降式接地極升降式接地極方案方案1 1162 2臺隔離開關接地臺隔離開關接地方案方案2 2M控制系統(tǒng)操作機構接地開關遠方互鎖帶電檢測接地回路測量接地指示檢測回路示意單臺隔離開關接地單臺隔離開關接地方案方案3 3121810檢測檢測回路回路接觸軌接地刀

9、閘手動操作位置軌基操作機構接地接地回路回路以太網通信以太網通信四、制定對策17高壓開關柜技術高壓開關柜技術電力監(jiān)控技術電力監(jiān)控技術四、制定對策181.選擇“遠距離遙控”電機電源被切斷及手動操作插口被封堵2.選擇“當地電動”手動操作插口被封堵四、制定對策19指引易懂操作方便頁面只設唯一指令可執(zhí)行頁面有“操作”和“返回”選擇錯誤頁面僅設“返回”選擇四、制定對策20四、制定對策21現場調查地鐵線路環(huán)境地鐵線路環(huán)境工況復雜惡劣限界要求嚴格保證安全距離地線裝置本體必須一體化設計，且箱體體積小于地線裝置本體必須一體化設計，且箱體體積小于1m1m3 3四、制定對策22直接直接拆除拆除連接連接電纜電纜1.選擇

10、“遠距離遙控”電機電源被切斷及手動操作插口被封堵2.選擇“當地電動”手動操作插口被封堵四、制定對策23現場調查鋼軌鋼軌接觸軌接觸軌采用電纜及脹釘方式連接采用電纜及連接板方式連接非常方便在3種操作模式均失效時，拆除其電纜連接，符合地線流程“先拆接觸軌端”的安全規(guī)定四、制定對策24設備要求對策明細借鑒成熟的電力借鑒成熟的電力GISGIS技術，結合高壓電力設備安全規(guī)定技術，結合高壓電力設備安全規(guī)定四、制定對策25裝置接地刀閘和操裝置接地刀閘和操作人員完全隔離作人員完全隔離裝置本體采用封閉式箱體設計明確區(qū)分地線掛設明確區(qū)分地線掛設和地線拆除狀態(tài)和地線拆除狀態(tài)設計燈光提示功能注：注：原方案采用聲光提示設

11、計，3號線周邊存在大片居民區(qū)，聲音提示會擾民，故只采用燈光提示可直接確認接地可直接確認接地刀閘的實際位置刀閘的實際位置箱體設計觀察窗口箱內設計照明和開關四、制定對策26人機界面鼠標操作借鑒成熟的SCADA信息表接地刀閘狀態(tài)、設備故障、保護動作清晰明了箱內安裝高清攝像頭以太網通信五、對策實施27設備樣機制造完成并通過相關型式試驗設備樣機在橫崗車輛段及六約站安裝使用開始在3號線全線安裝自動接掛地線裝置完成設備調試及竣工驗收，設備投入使用可視化自動地線裝置研制五、對策實施28遙控裝置安裝在車站值班室遙控裝置安裝在車站值班室或車廠調度室（或車廠調度室（DCCDCC）裝置本體安裝在站臺端門處裝置本體安裝

12、在站臺端門處設備本體遠離接觸軌等高壓設備，操作人員不會觸碰高壓電經過4次設計修改和模型制作及試驗，最終裝置本體尺寸確定為：1175580610=0.416（m3）遙控裝置本體尺寸確定為：1000630240=0.151（m3）0.416m0.416m3 30.151m0.151m3 3五、對策實施29地線地線掛設掛設地線地線拆除拆除觀察窗口觀察窗口（巡視使用）（巡視使用）照明開關按鈕照明開關按鈕（巡視使用）（巡視使用）儀表室儀表室操作室操作室增加了一次設備電磁鎖：在二次電源啟動時，如果一次設備帶電，箱門無法打開。未帶電可以直接打開。在二次電源斷開時，需要配套鑰匙解鎖打開箱門。觀察窗夜間效果觀察

13、窗夜間效果接地刀閘五、對策實施30遠方遠方只允許執(zhí)行遠距離遙控操作只允許執(zhí)行遠距離遙控操作就地就地只允許當地操作只允許當地操作 （當地電動和當地手動）（當地電動和當地手動）電動合閘按鈕電動合閘按鈕電動分閘按鈕電動分閘按鈕二次電源指示燈二次電源指示燈閉鎖指示燈亮時閉鎖指示燈亮時電動分合操作被禁止電動分合操作被禁止接觸軌高壓帶電指示接觸軌高壓帶電指示照明按鈕照明按鈕（操作使用）（操作使用）故障指示燈亮故障指示燈亮接地裝置故障接地裝置故障儀表室集成了所有二次設備及線路，包括測量、保護、延時等等。儀表室控制面板也經過2次設計修改和制作及試驗確定最佳方案：增加了照明按鈕（操作使用）；將“遠方 就地”選擇

14、旋鈕確定在該面板上，利于操作步驟選擇和操作室門（高壓部分）的閉鎖管理五、對策實施31選擇旋鈕選擇旋鈕確定操作模式確定操作模式手動操作手動操作鎖定（所有操作無效）鎖定（所有操作無效）電動操作電動操作觀察窗口觀察窗口（操作使用）（操作使用）刀閘分合位置指針刀閘分合位置指針離合旋鈕離合旋鈕僅在手動模式下有效僅在手動模式下有效聯(lián)鎖擋板同步開關聯(lián)鎖擋板同步開關手動操作手動操作搖柄孔搖柄孔設計了一個連鎖擋板，當執(zhí)行遠距離遙控和當地電動操作時，手動搖柄無法插入儀器室面板的“遠方 當地”選擇旋鈕與操作室面板的“選擇旋鈕”配合使用。增加了“鎖定”功能，選擇“鎖定”后刀閘保持現有狀態(tài)，三種操作模式均失效，防止誤操

15、作。五、對策實施32多功能指示燈多功能指示燈驗電指示驗電指示閃亮表示接觸軌帶電閃亮表示接觸軌帶電選線指示選線指示長亮表示選中此刀閘長亮表示選中此刀閘分合閘分合閘鑰匙開關鑰匙開關工作指示燈工作指示燈分合閘顯示分合閘顯示通訊狀態(tài)顯示通訊狀態(tài)顯示遠程模式選擇旋鈕遠程模式選擇旋鈕觸控：只允許觸摸操作觸控：只允許觸摸操作盤控：只允許鑰匙操作盤控：只允許鑰匙操作監(jiān)控觸摸屏監(jiān)控觸摸屏具備遙控、遙視和遙信功能具備遙控、遙視和遙信功能改變了原設計改變了原設計中的用鼠標鍵盤中的用鼠標鍵盤完成的遙控，最完成的遙控，最終采用了觸屏的終采用了觸屏的遙控方式遙控方式。加上原來設計加上原來設計中當地電動和當中當地電動和當地

16、手動模式，共地手動模式，共實現了實現了4 4種操作模種操作模式式。增加了盤面遙增加了盤面遙控的方式控的方式，確保確保了了遠距離遙控的遠距離遙控的可靠性?？煽啃?。六、確認效果33測試方式測試期限測試地點地線數量平均時間消耗明細（s）備注獲取操作命令掛設地線拆除地線總計遠距離遙控2014年9月至2015年12月龍城廣場站435109562001.調度對全線各站同時下達操作命令2.不使用個人安全防護用具3.裝置安裝在車站值班室或車廠調度室，操作命令下達前人員已到達遙控裝置前待命4.拆除地線后人員離開裝置現場不計入天窗時間布吉站4359853186蓮花村站43512661222車輛段供電二分區(qū)5351

17、3261停車場供電四分區(qū)3358641162人工方式人工方式（最快情況）（最快情況）人工方式人工方式（最慢情況）（最慢情況）目標目標設定設定遙控方式遙控方式2400s2400s4800s4800s600s600s228s228s83.3%83.3%66.7%66.7%95.8%95.8%98.4%98.4%人工方式人工方式（最快情況）（最快情況）人工方式人工方式（最慢情況）（最慢情況）目標目標設定設定遙控方式遙控方式地線作業(yè)時間對比地線作業(yè)時間對比專業(yè)作業(yè)時間占用率對比專業(yè)作業(yè)時間占用率對比228228六、確認效果34測試地點測試期限測試方式地線數量時間消耗明細（s）備注獲取操作命令到達時間掛

18、設地線拆除地線撤離時間總計荷坳2014年9月至2015年12月當地電動435301808815 348 1.調度對全線各站同時下達操作命令2.不使用個人安全防護用具3.裝置集中安裝在車站站臺屏蔽門外5m范圍內或車廠消防通道處4.到達時間為到達第一臺裝置至最后一臺裝置的路程時間消耗總和5.撤離時間為人員從最后一臺裝置到站臺內或車廠大門路程消耗時間當地手動4353015610015 336車輛段供電二分區(qū)當地電動5353022511015當地手動5353019512515 400停車場供電三分區(qū)當地電動23530904415 214當地手動23530785015 2082400s2400s4800

19、s4800s600s600s415s415s地線作業(yè)時間對比地線作業(yè)時間對比人工方式人工方式（最快情況）（最快情況）人工方式人工方式（最慢情況）（最慢情況）目標目標設定設定后備方式后備方式（最慢測試）（最慢測試）專業(yè)作業(yè)時間占用率對比專業(yè)作業(yè)時間占用率對比83.3%83.3%66.7%66.7%95.8%95.8%97.1%97.1%人工方式人工方式（最快情況）（最快情況）人工方式人工方式（最慢情況）（最慢情況）目標目標設定設定后備方式后備方式（最慢測試）（最慢測試）415415六、確認效果35參加培訓人數接受培訓人員專業(yè)站務乘務機電維保通信信號軌道橋隧房建變電接觸軌SCADA54324136

20、2416858548完成培訓共計 人次，培訓內容包括遠距離遙控（屏控和盤控）、當地電動、當地手動，一次性合格通過率 。目前正線自動地線作業(yè)由站務人員兼職輕松完成。裝置本體安裝在站臺端門外5m范圍內，遙控裝置安裝在車站控制室和車廠調度室。地線作業(yè)時，人員均遠離接觸軌高壓設備， 大于750mm安全距離的要求。從2014年9月設備投入運行至今，刀閘動作超過3萬次， 1例接觸軌帶電地線合閘的事件?！?種操作模式”+“直接拆除連接電纜”的方式， 能完成地線作業(yè)，確保地鐵運營正常秩序。從2012年5月設備試運行到正式投入運行至今，裝置刀閘分合動作次數超過5萬次，除調試階段有2次拒分外， 1例裝置誤操作事件。331331100%100%完全滿足完全滿足未發(fā)生未發(fā)生100%100%未再發(fā)生未再發(fā)生六、確認效果36六、確認效果采用自動地線裝置后，與原有的人工方式相比較，全線一年最多可增加 小時檢修作業(yè)時間，相當于 個完整批準作業(yè)時間，大大增加了專業(yè)設備本體檢修時間