可視化自動地線裝置研制

接觸軌QC創(chuàng)新小組可視化自動地線裝置的研制1深圳市地鐵集團(tuán)運(yùn)營總部目錄2課題選擇1設(shè)定目標(biāo)2提出并確定方案3制定對策4確認(rèn)效果6標(biāo)準(zhǔn)化過程7總結(jié)與今后打算8對策實(shí)施5一、課題選擇31500V1500V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(nèi)的設(shè)備設(shè)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(shè)保護(hù)地線一、課題選擇51500V誤送電1500V1500V跳閘一、課題選擇程序繁瑣流程平均耗時（min）1辦理準(zhǔn)入手續(xù)12穿戴個人安全防護(hù)13到達(dá)掛設(shè)區(qū)域34驗(yàn)電0.55放電16掛設(shè)地線37撤出作業(yè)現(xiàn)場3掛設(shè)一組地線總耗時12.5正線站臺每次掛設(shè)4組4X12.5=50場線每次掛設(shè)≥4組≥506人工地線作業(yè)的弊端耗時過長天窗作業(yè)批準(zhǔn)作業(yè)時間人工地線掛設(shè)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1：00-5：00，共4小時1.專業(yè)設(shè)備檢修時間嚴(yán)重被壓縮，設(shè)備檢修質(zhì)量可靠性下降，故障發(fā)生率高2.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)時無法再參與專業(yè)設(shè)備的維護(hù)檢修作業(yè)，人力資源浪費(fèi)嚴(yán)重一、課題選擇7人工地線作業(yè)的弊端潛在隱患——停電后的接觸軌還是有可能殘留高電壓的，或是地線掛設(shè)過程中遇到變電所誤送電的情況，人員不小心觸碰到接觸軌是非常容易造成人身觸電傷亡的。一、課題選擇8人工地線作業(yè)的弊端作業(yè)點(diǎn)多間距遠(yuǎn)作業(yè)場所作業(yè)點(diǎn)數(shù)量最大間距備注正線龍城廣場41.5km正線共7個站需要掛設(shè)地線，各作業(yè)點(diǎn)必須掛設(shè)4組地線荷坳41.3km六約41.2km布吉41.5km翠竹41.1km蓮花村41.6km購物公園41.1km車輛段供電一分區(qū)52km選掛點(diǎn)為該區(qū)域有作業(yè)時才掛設(shè)地線；必掛點(diǎn)是該工段分區(qū)獨(dú)立停電時的方案，越區(qū)停電時掛設(shè)點(diǎn)數(shù)量為獨(dú)立區(qū)域停電的總和供電二分區(qū)5（必掛）2.8km14（選掛）0.01km供電三分區(qū)3（必掛）2.9km12（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停車場供電一分區(qū)10km供電二分區(qū)10km供電三分區(qū)21.1km供電四分區(qū)32.7km正線地線掛設(shè)布局圖（局部）車輛段地線掛設(shè)布局圖（局部）一、課題選擇專用工具繁多9人工地線作業(yè)的弊端接地線絕緣桿驗(yàn)電器放電棒專用絕緣手套專用絕緣靴紅閃燈每處地線作業(yè)需要的工器具僅1套工器具重量就約為不利后果——地線作業(yè)所需攜帶的工器具多，重量大，地線掛設(shè)點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，工人勞動強(qiáng)度非常大4kg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哎喲~~拔不動?。?！二、設(shè)定目標(biāo)11快捷簡單安全可靠操作簡單，不再負(fù)重遠(yuǎn)距離作業(yè)經(jīng)過基本的操作知識培訓(xùn)后，所有專業(yè)員工都可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操作操作人員與高壓設(shè)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(yùn)營正常秩序裝置誤操作概率低于1‰10min內(nèi)實(shí)現(xiàn)地線的掛設(shè)和拆除，保障專業(yè)設(shè)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(dǎo)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(shù)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)3寧曉來男研究生技術(shù)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)4詹先柏男大本研制、分析實(shí)施5彭華平男大本研制、分析實(shí)施6曾斌男研究生研制、分析實(shí)施7曾建男大本研制、分析實(shí)施8閆沖男大本研制、分析實(shí)施9劉文韜男大本研制、分析實(shí)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(jìn)度與實(shí)際推進(jìn)情況序號計劃內(nèi)容2011年2012年2013年2014年2015年1課題選擇2設(shè)定目標(biāo)3提出并確定方案4制定對策5對策實(shí)施6確認(rèn)效果7標(biāo)準(zhǔn)化過程8總結(jié)與今后打算注：“

”為計劃進(jìn)度，“”為實(shí)際推進(jìn)進(jìn)度14借鑒成熟電力監(jiān)控的遙控、遙信和遙視技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動地線作業(yè)，實(shí)現(xiàn)裝置具備遠(yuǎn)距離遙控、當(dāng)?shù)仉妱雍彤?dāng)?shù)厥謩尤N操作模式。三、提出并確定方案總體方案及要求15接觸軌鋼軌刀閘開關(guān)柜電腦三、提出并確定方案升降式接地極方案1162臺隔離開關(guān)接地方案2單臺隔離開關(guān)接地方案3121810檢測回路接觸軌接地刀閘手動操作位置軌基操作機(jī)構(gòu)接地回路以太網(wǎng)通信四、制定對策17借鑒成熟技術(shù)具備3種操作模式遠(yuǎn)距離遙控操作當(dāng)?shù)仉妱硬僮鳟?dāng)?shù)厥謩硬僮鞲邏洪_關(guān)柜技術(shù)電力監(jiān)控技術(shù)1.可靠四、制定對策181.選擇“遠(yuǎn)距離遙控”—電機(jī)電源被切斷及手動操作插口被封堵2.選擇“當(dāng)?shù)仉妱印薄謩硬僮鞑蹇诒环舛滤?、制定對?9遠(yuǎn)距離遙控指引易懂操作方便應(yīng)答式操作①頁面只設(shè)唯一指令②可執(zhí)行頁面有“操作”和“返回”選擇③錯誤頁面僅設(shè)“返回”選擇四、制定對策20當(dāng)?shù)仉妱赢?dāng)?shù)厥謩影粹o操作搖柄操作四、制定對策21現(xiàn)場調(diào)查地鐵線路環(huán)境工況復(fù)雜惡劣限界要求嚴(yán)格保證安全距離地線裝置本體必須一體化設(shè)計，且箱體體積小于1m3四、制定對策22互鎖保護(hù)失效處理優(yōu)先等級直接拆除連接電纜1.選擇“遠(yuǎn)距離遙控”—電機(jī)電源被切斷及手動操作插口被封堵2.選擇“當(dāng)?shù)仉妱印薄謩硬僮鞑蹇诒环舛卤Ｕ线\(yùn)營秩序四、制定對策23現(xiàn)場調(diào)查鋼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(shè)備要求對策明細(xì)借鑒成熟的電力GIS技術(shù)，結(jié)合高壓電力設(shè)備安全規(guī)定四、制定對策25裝置接地刀閘和操作人員完全隔離裝置本體采用封閉式箱體設(shè)計明確區(qū)分地線掛設(shè)和地線拆除狀態(tài)設(shè)計燈光提示功能注：原方案采用聲光提示設(shè)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(rèn)接地刀閘的實(shí)際位置箱體設(shè)計觀察窗口箱內(nèi)設(shè)計照明和開關(guān)四、制定對策26人機(jī)界面鼠標(biāo)操作借鑒成熟的SCADA信息表接地刀閘狀態(tài)、設(shè)備故障、保護(hù)動作清晰明了箱內(nèi)安裝高清攝像頭以太網(wǎng)通信五、對策實(shí)施27項(xiàng)目關(guān)鍵性階段設(shè)備樣機(jī)制造完成并通過相關(guān)型式試驗(yàn)2012.04設(shè)備樣機(jī)在橫崗車輛段及六約站安裝使用2012.05開始在3號線全線安裝自動接掛地線裝置2013.06完成設(shè)備調(diào)試及竣工驗(yàn)收，設(shè)備投入使用2014.09可視化自動地線裝置研制五、對策實(shí)施28遙控裝置安裝在車站值班室或車廠調(diào)度室（DCC）裝置本體安裝在站臺端門處設(shè)備本體遠(yuǎn)離接觸軌等高壓設(shè)備，操作人員不會觸碰高壓電經(jīng)過4次設(shè)計修改和模型制作及試驗(yàn)，最終裝置本體尺寸確定為：1175×580×610=0.416（m3）設(shè)備尺寸確定及安裝位置選擇遙控裝置本體尺寸確定為：1000×630×240=0.151（m3）0.416m30.151m3五、對策實(shí)施29地線掛設(shè)地線拆除觀察窗口（巡視使用）照明開關(guān)按鈕（巡視使用）儀表室操作室增加了一次設(shè)備電磁鎖：①在二次電源啟動時，如果一次設(shè)備帶電，箱門無法打開。未帶電可以直接打開。②在二次電源斷開時，需要配套鑰匙解鎖打開箱門。完善改進(jìn)觀察窗夜間效果接地刀閘五、對策實(shí)施30儀表室控制面板遠(yuǎn)方—只允許執(zhí)行遠(yuǎn)距離遙控操作就地—只允許當(dāng)?shù)夭僮?/p>

（當(dāng)?shù)仉妱雍彤?dāng)?shù)厥謩樱╇妱雍祥l按鈕電動分閘按鈕二次電源指示燈閉鎖指示燈亮?xí)r電動分合操作被禁止接觸軌高壓帶電指示照明按鈕（操作使用）故障指示燈亮接地裝置故障儀表室集成了所有二次設(shè)備及線路，包括測量、保護(hù)、延時等等。儀表室控制面板也經(jīng)過2次設(shè)計修改和制作及試驗(yàn)確定最佳方案：①增加了照明按鈕（操作使用）；②將“遠(yuǎn)方就地”選擇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(shí)施31操作室面板選擇旋鈕—確定操作模式①手動操作②鎖定（所有操作無效）③電動操作觀察窗口（操作使用）刀閘分合位置指針離合旋鈕僅在手動模式下有效聯(lián)鎖擋板同步開關(guān)手動操作搖柄孔設(shè)計了一個連鎖擋板，當(dāng)執(zhí)行遠(yuǎn)距離遙控和當(dāng)?shù)仉妱硬僮鲿r，手動搖柄無法插入完善改進(jìn)①儀器室面板的“遠(yuǎn)方當(dāng)?shù)亍边x擇旋鈕與操作室面板的“選擇旋鈕”配合使用。②增加了“鎖定”功能，選擇“鎖定”后刀閘保持現(xiàn)有狀態(tài)，三種操作模式均失效，防止誤操作。五、對策實(shí)施32多功能指示燈①驗(yàn)電指示閃亮表示接觸軌帶電②選線指示長亮表示選中此刀閘分合閘鑰匙開關(guān)工作指示燈①分合閘顯示②通訊狀態(tài)顯示遠(yuǎn)程模式選擇旋鈕觸控：只允許觸摸操作盤控：只允許鑰匙操作監(jiān)控觸摸屏具備遙控、遙視和遙信功能完善改進(jìn)①改變了原設(shè)計中的用鼠標(biāo)鍵盤完成的遙控，最終采用了觸屏的遙控方式。③加上原來設(shè)計中當(dāng)?shù)仉妱雍彤?dāng)?shù)厥謩幽Ｊ?，共?shí)現(xiàn)了4種操作模式。②增加了盤面遙控的方式，確保了遠(yuǎn)距離遙控的可靠性。六、確認(rèn)效果33測試方式測試期限測試地點(diǎn)地線數(shù)量平均時間消耗明細(xì)（s）備注獲取操作命令掛設(shè)地線拆除地線總計遠(yuǎn)距離遙控2014年9月至2015年12月龍城廣場站435109562001.調(diào)度對全線各站同時下達(dá)操作命令2.不使用個人安全防護(hù)用具3.裝置安裝在車站值班室或車廠調(diào)度室，操作命令下達(dá)前人員已到達(dá)遙控裝置前待命4.拆除地線后人員離開裝置現(xiàn)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)53513261停車場供電四分區(qū)3358641162人工方式（最快情況）人工方式（最慢情況）目標(biāo)設(shè)定遙控方式2400s4800s600s228s83.3%66.7%95.8%98.4%人工方式（最快情況）人工方式（最慢情況）目標(biāo)設(shè)定遙控方式遠(yuǎn)距離遙控操作效果確認(rèn)地線作業(yè)時間對比專業(yè)作業(yè)時間占用率對比228六、確認(rèn)效果34測試地點(diǎn)測試期限測試方式地線數(shù)量時間消耗明細(xì)（s）備注獲取操作命令到達(dá)時間掛設(shè)地線拆除地線撤離時間總計荷坳2014年9月至2015年12月當(dāng)?shù)仉妱?353018088

15

348

1.調(diào)度對全線各站同時下達(dá)操作命令2.不使用個人安全防護(hù)用具3.裝置集中安裝在車站站臺屏蔽門外5m范圍內(nèi)或車廠消防通道處4.到達(dá)時間為到達(dá)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(nèi)或車廠大門路程消耗時間當(dāng)?shù)厥謩?3530156100

15

336

車輛段供電二分區(qū)當(dāng)?shù)仉妱?3530225

11015

當(dāng)?shù)厥謩?3530195

125

15

400停車場供電三分區(qū)當(dāng)?shù)仉妱?353090

44

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當(dāng)?shù)厥謩?353078

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2400s4800s600s415s2種后備操作方式效果確認(rèn)地線作業(yè)時間對比人工方式（最快情況）人工方式（最慢情況）目標(biāo)設(shè)定后備方式（最慢測試）專業(yè)作業(yè)時間占用率對比83.3%66.7%95.8%97.1%人工方式（最快情況）人工方式（最慢情況）目標(biāo)設(shè)定后備方式（最慢測試）415目標(biāo)實(shí)現(xiàn)六、確認(rèn)效果35參加培訓(xùn)人數(shù)接受培訓(xùn)人員專業(yè)站務(wù)乘務(wù)機(jī)電維保通信信號軌道橋隧房建變電接觸軌SCADA543241362416858548完成培訓(xùn)共計

人次，培訓(xùn)內(nèi)容包括遠(yuǎn)距離遙控（屏控和盤控）、當(dāng)?shù)仉妱?、?dāng)?shù)厥謩樱淮涡院细裢ㄟ^率。目前正線自動地線作業(yè)由站務(wù)人員兼職輕松完成。裝置本體安裝在站臺端門外5m范圍內(nèi)，遙控裝置安裝在車站控制室和車廠調(diào)度室。地線作業(yè)時，人員均遠(yuǎn)離接觸軌高壓設(shè)備，大于750mm安全距離的要求。從2014年9月設(shè)備投入運(yùn)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(yùn)營正常秩序。從2012年5月設(shè)備試運(yùn)行到正式投入運(yùn)行至今，裝置刀閘分合動作次數(shù)超過5萬次，除調(diào)試階段有2次拒分外，

1例裝置誤操作事件。331100%完全滿足未發(fā)生100%未再發(fā)生目標(biāo)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)六、確認(rèn)效果36六、確認(rèn)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(dāng)于

個完整批準(zhǔn)作業(yè)時間，大大增加了專業(yè)設(shè)備