可视化自动地线装置的研制.

接触轨QC创新小组可视化自动地线装置的研制1深圳市地铁集团运营总部目录2课题选择1设定目标2提出并确定方案3制定对策4确认效果6标准化过程7总结与今后打算8对策实施5一、课题选择31500V1500V一、课题选择4轨道交通安全规章规定—“凡是在有电范围内的设备设施安装距离小于安全规定距离的，其检修均必须”。停电并挂设保护地线一、课题选择51500V1500V1500V一、课题选择流程平均耗时（min）1办理准入手续12穿戴个人安全防护13到达挂设区域34验电0.55放电16挂设地线37撤出作业现场3挂设一组地线总耗时12.5正线站台每次挂设4组4X12.5=50场线每次挂设≥4组≥506天窗作业批准作业时间人工地线挂设耗时占用作业时间4h40-80min16.7%-33.3%人工方式（min）工作时长（min）16.7%～33.3%40-80min66.7%～83.3%160-200min凌晨1：00-5：00，共4小时1.专业设备检修时间严重被压缩，设备检修质量可靠性下降，故障发生率高2.地线作业人员必须为供电专业人员，在配合其他专业作业时无法再参与专业设备的维护检修作业，人力资源浪费严重一、课题选择7潜在隐患——停电后的接触轨还是有可能残留高电压的，或是地线挂设过程中遇到变电所误送电的情况，人员不小心触碰到接触轨是非常容易造成人身触电伤亡的。一、课题选择8作业场所作业点数量最大间距备注正线龙城广场41.5km正线共7个站需要挂设地线，各作业点必须挂设4组地线荷坳41.3km六约41.2km布吉41.5km翠竹41.1km莲花村41.6km购物公园41.1km车辆段供电一分区52km选挂点为该区域有作业时才挂设地线；必挂点是该工段分区独立停电时的方案，越区停电时挂设点数量为独立区域停电的总和供电二分区5（必挂）2.8km14（选挂）0.01km供电三分区3（必挂）2.9km12（选挂）0.01km供电四分区3（必挂）1.8km6（选挂）0.01km供电五分区21.8km停车场供电一分区10km供电二分区10km供电三分区21.1km供电四分区32.7km正线地线挂设布局图（局部）车辆段地线挂设布局图（局部）一、课题选择9接地线绝缘杆验电器放电棒专用绝缘手套专用绝缘靴红闪灯每处地线作业需要的工器具仅1套工器具重量就约为不利后果——地线作业所需携带的工器具多，重量大，地线挂设点相距较远，工人劳动强度非常大铺满碎石道渣的铁轨一、课题选择可视化自动地线装置的研制10二、设定目标11快捷简单安全可靠操作简单，不再负重远距离作业经过基本的操作知识培训后，所有专业员工都可以实现独立操作操作人员与高压设备本体距离满足安全要求带电误合闸或带地线误送电概率低于0.2‰任何工作状况下，均能够完成地线作业，确保地铁运营正常秩序装置误操作概率低于1‰10min内实现地线的挂设和拆除，保障专业设备检修时间占天窗时间的95%以上小组简介小组名称接触轨QC创新小组课题类型创新型注册日期2010.1.10.注册号201001003成立时间2009年4月10日活动时间2011年9月至2015年12月组长肖世雄出勤率100%课题指导宋剑伟活动课题可视化自动地线装置的研制序号姓名性别文化程度小组分工1肖世雄男研究生组长2宋剑伟男研究生技术指导、协调3宁晓来男研究生技术指导、协调4詹先柏男大本研制、分析实施5彭华平男大本研制、分析实施6曾斌男研究生研制、分析实施7曾建男大本研制、分析实施8闫冲男大本研制、分析实施9刘文韬男大本研制、分析实施10欧阳赐波男大本资料整理、记录1213组长肖世雄高级工程师宋剑伟高级工程师宁晓来高级工程师彭华平高级工程师詹先柏高级工程师曾斌工程师曾建工程师闫冲工程师刘文韬工程师欧阳赐波工程师小组简介计划进度与实际推进情况序号计划内容2011年2012年2013年2014年2015年1课题选择2设定目标3提出并确定方案4制定对策5对策实施6确认效果7标准化过程8总结与今后打算注：“”为计划进度，“”为实际推进进度14借鉴成熟电力监控的遥控、遥信和遥视技术来实现自动地线作业，实现装置具备远距离遥控、当地电动和当地手动三种操作模式。三、提出并确定方案15接触轨钢轨刀闸开关柜电脑0510方案11315三、提出并确定方案升降式接地极方案1162台隔离开关接地方案2M控制系统操作机构接地开关远方互锁带电检测接地回路测量接地指示检测回路示意单台隔离开关接地方案3051015方案2515105101520方案35553121810检测回路接触轨接地刀闸手动操作位置轨基操作机构接地回路以太网通信四、制定对策17借鉴成熟技术具备3种操作模式•远距离遥控操作•当地电动操作•当地手动操作高压开关柜技术电力监控技术四、制定对策18互锁保护优先等级1.选择“远距离遥控”—电机电源被切断及手动操作插口被封堵2.选择“当地电动”—手动操作插口被封堵四、制定对策19指引易懂操作方便①页面只设唯一指令②可执行页面有“操作”和“返回”选择③错误页面仅设“返回”选择四、制定对策20功能唯一意义唯一颜色唯一单一操作摇动方向与分合闸指示一致四、制定对策21现场调查地铁线路环境工况复杂恶劣限界要求严格保证安全距离地线装置本体必须一体化设计，且箱体体积小于1m3四、制定对策22互锁保护失效处理优先等级直接拆除连接电缆1.选择“远距离遥控”—电机电源被切断及手动操作插口被封堵2.选择“当地电动”—手动操作插口被封堵四、制定对策23现场调查钢轨接触轨采用电缆及胀钉方式连接采用电缆及连接板方式连接非常方便在3种操作模式均失效时，拆除其电缆连接，符合地线流程“先拆接触轨端”的安全规定四、制定对策24防止接触轨带电时合接地刀闸设计带电检测功能和双重联锁设备关键元器件不易受损箱体采用不锈钢金属外壳高压部件和低压部件明显分隔仪表室和操作室各自独立防止合地线刀闸变电所送电危及运营正常秩序运行失电的保护功能设备要求对策明细借鉴成熟的电力GIS技术，结合高压电力设备安全规定四、制定对策25装置接地刀闸和操作人员完全隔离装置本体采用封闭式箱体设计明确区分地线挂设和地线拆除状态设计灯光提示功能注：原方案采用声光提示设计，3号线周边存在大片居民区，声音提示会扰民，故只采用灯光提示可直接确认接地刀闸的实际位置箱体设计观察窗口箱内设计照明和开关四、制定对策26遥视遥信遥控人机界面鼠标操作借鉴成熟的SCADA信息表接地刀闸状态、设备故障、保护动作清晰明了箱内安装高清摄像头以太网通信五、对策实施27设备样机制造完成并通过相关型式试验设备样机在横岗车辆段及六约站安装使用开始在3号线全线安装自动接挂地线装置完成设备调试及竣工验收，设备投入使用五、对策实施28遥控装置安装在车站值班室或车厂调度室（DCC）装置本体安装在站台端门处设备本体远离接触轨等高压设备，操作人员不会触碰高压电经过4次设计修改和模型制作及试验，最终装置本体尺寸确定为：1175×580×610=0.416（m3）遥控装置本体尺寸确定为：1000×630×240=0.151（m3）0.416m30.151m3五、对策实施29地线挂设地线拆除观察窗口（巡视使用）照明开关按钮（巡视使用）仪表室操作室增加了一次设备电磁锁：①在二次电源启动时，如果一次设备带电，箱门无法打开。未带电可以直接打开。②在二次电源断开时，需要配套钥匙解锁打开箱门。观察窗夜间效果接地刀闸五、对策实施30远方—只允许执行远距离遥控操作就地—只允许当地操作（当地电动和当地手动）电动合闸按钮电动分闸按钮二次电源指示灯闭锁指示灯亮时电动分合操作被禁止接触轨高压带电指示照明按钮（操作使用）故障指示灯亮接地装置故障仪表室集成了所有二次设备及线路，包括测量、保护、延时等等。仪表室控制面板也经过2次设计修改和制作及试验确定最佳方案：①增加了照明按钮（操作使用）；②将“远方就地”选择旋钮确定在该面板上，利于操作步骤选择和操作室门（高压部分）的闭锁管理五、对策实施31选择旋钮—确定操作模式①手动操作②锁定（所有操作无效）③电动操作观察窗口（操作使用）刀闸分合位置指针离合旋钮仅在手动模式下有效联锁挡板同步开关手动操作摇柄孔设计了一个连锁挡板，当执行远距离遥控和当地电动操作时，手动摇柄无法插入①仪器室面板的“远方当地”选择旋钮与操作室面板的“选择旋钮”配合使用。②增加了“锁定”功能，选择“锁定”后刀闸保持现有状态，三种操作模式均失效，防止误操作。五、对策实施32多功能指示灯①验电指示闪亮表示接触轨带电②选线指示长亮表示选中此刀闸分合闸钥匙开关工作指示灯①分合闸显示②通讯状态显示远程模式选择旋钮触控：只允许触摸操作盘控：只允许钥匙操作监控触摸屏具备遥控、遥视和遥信功能①改变了原设计中的用鼠标键盘完成的遥控，最终采用了触屏的遥控方式。③加上原来设计中当地电动和当地手动模式，共实现了4种操作模式。②增加了盘面遥控的方式，确保了远距离遥控的可靠性。六、确认效果33测试方式测试期限测试地点地线数量平均时间消耗明细（s）备注获取操作命令挂设地线拆除地线总计远距离遥控2014年9月至2015年12月龙城广场站435109562001.调度对全线各站同时下达操作命令2.不使用个人安全防护用具3.装置安装在车站值班室或车厂调度室，操作命令下达前人员已到达遥控装置前待命4.拆除地线后人员离开装置现场不计入天窗时间布吉站4359853186莲花村站43512661222车辆段供电二分区53513261停车场供电四分区3358641162人工方式（最快情况）人工方式（最慢情况）目标设定遥控方式2400s4800s600s228s83.3%66.7%95.8%98.4%人工方式（最快情况）人工方式（最慢情况）目标设定遥控方式地线作业时间对比专业作业时间占用率对比228六、确认效果34测试地点测试期限测试方式地线数量时间消耗明细（s）备注获取操作命令到达时间挂设地线拆除地线撤离时间总计荷坳2014年9月至2015年12月当地电动4353018088153481.调度对全线各站同时下达操作命令2.不使用个人安全防护用具3.装置集中安装在车站站台屏蔽门外5m范围内或车厂消防通道处4.到达时间为到达第一台装置至最后一台装置的路程时间消耗总和5.撤离时间为人员从最后一台装置到站台内或车厂大门路程消耗时间当地手动4353015610015336车辆段供电二分区当地电动5353022511015当地手动5353019512515400停车场供电三分区当地电动23530904415214当地手动235307850152082400s4800s600s415s地线作业时间对比人工方式（最快情况）人工方式（最慢情况）目标设定后备方式（最慢测试）专业作业时间占用率对比83.3%66.7%95.8%97.1%人工方式（最快情况）人工方式（最慢情况）目标设定后备方式（最慢测试）415六、确认效果35参加培训人数接受培训人员专业站务乘务机电维保通信信号轨道桥隧房建变电接触轨SCADA543241362416858548完成培训共计人次，培训内容包括远距离遥控（屏控和盘控）、当地电动、当地手动，一次性合格通过率。目前正线自动地线作业由站务人员兼职轻松完成。装置本体安装在站台端门外5m范围内，遥控装置安装在车站控制室和车厂调度室。地线作业时，人员均远离接触轨高压设备，大于750mm安全距离的要求。从2014年9月设备投入运行至今，刀闸动作超过3万次，1例接触轨带电地线合闸的事件。“4种操作模式”+“直接拆除连接电缆”的方式，能完成地线作业，确保地铁运营正常秩序。从2012年5月设备试运行到正式投入运行至今，装置刀闸分合动作次数超过5万次，除调试阶段有2次拒分外，1例装置误操作事件。331100%完全满足未发生100%未再发生六、确认效果36六、确认效果采用自动地线装置后，与原有的人工方式相比较，全线一年最多可增加小时检修作业时间，相当于个完整批准作业时间，大大增加了专业设备本体检修时间。37直接经济效益：采用自动地线装置后，减少了8名供电专业人