楊洋

中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 云南 昆明 650200

引言

城市軌道交通是當(dāng)前改善城市居民生活質(zhì)量的重要基礎(chǔ)措施，所以負(fù)責(zé)城市軌道交通運(yùn)行與管理的工作人員必須要明確低壓配電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障問(wèn)題，并且要采取合理的控制措施，保障城市軌道交通的穩(wěn)定順利運(yùn)行。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，利用智慧安全用電技術(shù)，提高低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，是目前改善城市軌道交通運(yùn)行質(zhì)量的重要措施，所以必須要對(duì)智慧安全用電系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，并且明確其運(yùn)行的原理以及相應(yīng)的應(yīng)用過(guò)程，為提升我國(guó)城市軌道交通運(yùn)行質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

1 城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)相關(guān)概述

1.1 城市軌道交通運(yùn)行現(xiàn)狀分析

在2021年我國(guó)的應(yīng)急管理部門公開了城市軌道交通運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在城市軌道交通運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)安全事故，并且因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ㄏ到y(tǒng)中的相關(guān)線路較為復(fù)雜，所以在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，發(fā)生火災(zāi)安全事故的頻率較大，其中電氣火災(zāi)事故是火災(zāi)的主要引起原因之一。因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ㄏ到y(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要使用電力線路為其提供照明、通信及動(dòng)力等相關(guān)功能，并且因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ㄋ幍沫h(huán)境較為復(fù)雜，所以必須要明確城市軌道交通中低壓配電系統(tǒng)的具體運(yùn)行過(guò)程。要采取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高城市軌道交通電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。一旦城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)生了電氣火災(zāi)安全事故，不僅會(huì)導(dǎo)致整個(gè)軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行受到影響，還會(huì)對(duì)大量乘客的生命安全造成威脅，因此必須要加大對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)注度，并且要針對(duì)其存在的電氣安全隱患進(jìn)行全面檢測(cè)，進(jìn)而避免發(fā)生電氣火災(zāi)事故。

1.2 低壓配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)事故發(fā)生原因及防控措施

首先，在低壓配電系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的過(guò)程中可能會(huì)對(duì)絕緣導(dǎo)體以及保護(hù)層造成一定的損害，進(jìn)而使電氣線路中的線芯暴露在外界空氣中。如果線芯接觸到電位不同的導(dǎo)體，可能發(fā)生短路事故，在短路事故發(fā)生以后，線路中的局部位置溫度會(huì)急劇增加，因此會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)問(wèn)題。其次，在低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生接地故障，一旦發(fā)生了接地故障，極易可能產(chǎn)生電弧。目前電弧造成的火災(zāi)問(wèn)題，占有的比例相對(duì)較高。由于接地故障產(chǎn)生的電弧具有較大的阻抗以及電壓降，所以對(duì)于整個(gè)電氣線路的運(yùn)行過(guò)程會(huì)產(chǎn)生極大的影響，并且可能會(huì)造成短路電流，如果電流的防護(hù)裝置不能及時(shí)動(dòng)作以切斷線路的運(yùn)行，會(huì)因?yàn)殡娀∽陨淼臏囟容^高，引起周圍的可燃物起火，造成嚴(yán)重的火災(zāi)事故。最后，如果電氣線路之間的導(dǎo)體出現(xiàn)了連接不良的現(xiàn)象，也可能會(huì)引起電氣火災(zāi)事故。當(dāng)前在低壓配電線路中各導(dǎo)體均需要進(jìn)行相應(yīng)的連接操作，并且要保證設(shè)備的端子能夠固定在線路上，而如果在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中線路的連接出現(xiàn)了松動(dòng)的問(wèn)題，或者接觸不良問(wèn)題，極易可能產(chǎn)生高溫或者電火花，導(dǎo)致整個(gè)線路發(fā)生火災(zāi)。

2 智慧安全用電系統(tǒng)的組成及運(yùn)行原理分析

2.1 智慧安全用電系統(tǒng)的組成

為了提高城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了智慧安全用電系統(tǒng)。針對(duì)目前城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)常見的電氣火災(zāi)問(wèn)題制造出了全新的電氣火災(zāi)預(yù)防及預(yù)警管理系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，研究出的智慧安全用電系統(tǒng)，不僅能夠改善城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，還能夠?qū)﹄姎饣馂?zāi)問(wèn)題發(fā)出準(zhǔn)確的警報(bào)信號(hào)，進(jìn)而能夠幫助城市軌道交通管理人員對(duì)電氣火災(zāi)問(wèn)題起到更好的防范作用。智慧安全用電系統(tǒng)主要包含了終端檢測(cè)設(shè)備、無(wú)線報(bào)警設(shè)備以及云管理平臺(tái)等。同時(shí)智慧安全用電系統(tǒng)還包含了故障電弧探測(cè)系統(tǒng)以及漏電火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)兩種探測(cè)系統(tǒng)可以發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)云管理平臺(tái)的操作和判斷，為電氣火災(zāi)的預(yù)防提供更多的基礎(chǔ)依據(jù)。

當(dāng)前在低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中引起電氣火災(zāi)的主要原因是故障電弧，所以應(yīng)該制定專門的故障電弧探測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)而保證能夠加強(qiáng)對(duì)故障電弧監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性及可靠性。目前我國(guó)常用的城市軌道交通低壓配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，存在一定的盲區(qū)，進(jìn)而導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故頻發(fā)，針對(duì)這一問(wèn)題，制造出的新型故障電弧探測(cè)系統(tǒng)，能夠全面監(jiān)測(cè)低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的全過(guò)程，并且能夠根據(jù)電路監(jiān)測(cè)需求，針對(duì)重點(diǎn)部位加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度。在智慧安全用電系統(tǒng)中還包含漏電火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要的組成部分有測(cè)量型電流互感器，漏電火災(zāi)探測(cè)器以及剩余電流互感器和溫度傳感器等，在漏電火災(zāi)探測(cè)器的運(yùn)行過(guò)程中，其主要作用是能夠?qū)φ麄€(gè)低壓配電柜的電參量進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)電參量出現(xiàn)了較大的波動(dòng)，或者數(shù)據(jù)值超出了規(guī)定范圍，則及時(shí)發(fā)送相應(yīng)的用電數(shù)據(jù)信號(hào)[1]。利用剩余電流互感器和溫度傳感器，能夠?qū)€路在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的剩余電流以及線路的溫度等進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而避免因?yàn)榫€路出現(xiàn)漏電問(wèn)題導(dǎo)致火災(zāi)事故。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，所設(shè)計(jì)出的漏電火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)墓δ?，并且可以將各?xiàng)監(jiān)測(cè)的信息以及可能發(fā)生的漏電火災(zāi)隱患等同步上傳至相應(yīng)的監(jiān)控平臺(tái)上，管理人員可以通過(guò)對(duì)監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)判斷分析，明確相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。同時(shí)用戶也可以利用筆記本電腦或者手機(jī)等移動(dòng)通信設(shè)備，實(shí)時(shí)的接收相應(yīng)的預(yù)警信息。其中測(cè)量型電流互感器的主要作用是能夠和漏電火災(zāi)探測(cè)器進(jìn)行配合，進(jìn)而對(duì)回路電流相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，剩余電流互感器可以對(duì)系統(tǒng)中的剩余電流數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)并且判斷其是否處于合理的范圍內(nèi)。利用漏電火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)和故障電弧探測(cè)系統(tǒng)，能夠?yàn)橹腔塾秒娤到y(tǒng)的應(yīng)用提供更好的預(yù)警信號(hào)，進(jìn)而保證能夠全面對(duì)電氣火災(zāi)信息進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 智慧安全用電系統(tǒng)運(yùn)行原理分析

當(dāng)前在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，所設(shè)計(jì)出的智慧安全用電系統(tǒng)，其主要包含基礎(chǔ)信息管理層、數(shù)據(jù)傳輸層以及云平臺(tái)管理控制層和用戶應(yīng)用層等?；A(chǔ)信息管理層的主要目的是能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并且通過(guò)整理發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸管理層中。目前在智慧用電云平臺(tái)中基礎(chǔ)信息管理層主要包含了溫度傳感器，剩余電流探測(cè)器，故障電弧探測(cè)器以及交流互感器等，通過(guò)各類傳感器和探測(cè)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，進(jìn)而能夠保證為智慧用電云平臺(tái)中的其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)傳輸管理層的主要作用是能夠?qū)A(chǔ)信息管理層中傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，并且通過(guò)對(duì)收集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總完成后期的傳輸過(guò)程，在云平臺(tái)管理層中能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸管理層中的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷，進(jìn)而加大數(shù)據(jù)的使用價(jià)值。在數(shù)據(jù)傳輸管理層中，主要包含了無(wú)線TDU模塊在線監(jiān)控裝置以及組合式的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等，通過(guò)火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器可以收集到相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)，同時(shí)利用在線監(jiān)控裝置也能夠完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的判斷。利用無(wú)線TDU模塊可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和匯總操作，進(jìn)而加大對(duì)數(shù)據(jù)的處理效率。平臺(tái)管理層的主要作用是針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸管理從中傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理與判斷，并且能夠?yàn)槌鞘熊壍澜煌ǖ蛪号潆娤到y(tǒng)管理人員提供相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。云平臺(tái)管理層還具有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)記錄以及報(bào)警分析功能，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使管理人員可以明確故障發(fā)生點(diǎn)以及故障發(fā)生類型，進(jìn)而采取全面的應(yīng)對(duì)措施。在云平臺(tái)管理層中主要包含了大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)服務(wù)器等。利用各類不同的軟件系統(tǒng)可以對(duì)收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的分析和檢測(cè)，滿足后期用戶的實(shí)際應(yīng)用需求，利用大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以完成大量數(shù)據(jù)的處理工作，并且能夠提高數(shù)據(jù)的處理效率。同時(shí)還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，進(jìn)而使數(shù)據(jù)使用價(jià)值得到顯著提升。利用數(shù)據(jù)服務(wù)器可以保證云平臺(tái)管理層的運(yùn)行質(zhì)量[2]。最后在用戶應(yīng)用層中，其主要包含了手機(jī)App以及PC端等，利用手機(jī)App可以實(shí)時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查收，并且明確各類電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定或者出現(xiàn)了運(yùn)行故障問(wèn)題，則能夠及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)利用手機(jī)App還能夠?qū)?shù)據(jù)的歷史信息進(jìn)行查看，這樣即使錯(cuò)過(guò)了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)過(guò)程，也能夠通過(guò)反復(fù)查閱歷史信息，明確設(shè)備的運(yùn)行波動(dòng)時(shí)間以及運(yùn)行故障類型，進(jìn)而為后期城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行安全性的提升奠定良好的基礎(chǔ)。

3 智慧安全用電系統(tǒng)的應(yīng)用分析

當(dāng)前智慧安全用電系統(tǒng)在城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用較為廣泛，并且取得了良好的應(yīng)用效果，由于城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)中所包含的電氣設(shè)備以及電子設(shè)備相對(duì)較多，所以必須要明確各類設(shè)備的常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)，并且通過(guò)加強(qiáng)監(jiān)控力度，對(duì)電氣設(shè)備及電子設(shè)備的運(yùn)行故障問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。為了保證城市軌道交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所設(shè)計(jì)的低壓配電系統(tǒng)復(fù)雜程度相對(duì)較高，所以必須要加強(qiáng)對(duì)城市軌道交通中低壓配電系統(tǒng)的了解程度，并且明確各類供配電線路以及控制線路的分布方式。由于在城市軌道交通系統(tǒng)中還裝設(shè)了信息數(shù)據(jù)線路，所以各類線路的綜合應(yīng)用，導(dǎo)致目前在針對(duì)線路進(jìn)行分析時(shí)，難度相對(duì)較大，而如果各類線路出現(xiàn)了電氣火災(zāi)問(wèn)題，極易影響城市軌道交通中乘客的安全以及整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。所以，必須要加大對(duì)城市軌道交通安全性的關(guān)注度，并且通過(guò)對(duì)電氣火災(zāi)采取合理的預(yù)防措施，加大整個(gè)城市軌道交通運(yùn)行的穩(wěn)定性。在城市軌道交通中低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用智慧安全用電系統(tǒng)，不僅可以提升整個(gè)城市軌道交通的使用質(zhì)量，還能夠?yàn)榈蛪号潆娤到y(tǒng)的使用價(jià)值提升，奠定良好的基礎(chǔ)，為了證明智慧安全用電系統(tǒng)的應(yīng)用效果需要選取相應(yīng)的實(shí)例進(jìn)行分析。

例如，在針對(duì)某城市軌道交通線路進(jìn)行分析的過(guò)程中，將照明配電箱作為其研究的主要對(duì)象，然后在原有的配電箱外串接上故障電弧探測(cè)器，并且設(shè)置無(wú)線傳輸模塊以及漏電火災(zāi)探測(cè)器等相關(guān)設(shè)備，同時(shí)在原有配電箱內(nèi)部還應(yīng)該裝設(shè)電流互感器以及剩余電流互感器等。為了滿足終端檢測(cè)的需求，在其線路上安裝溫度傳感器，對(duì)線路的運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)。在安裝完成以后，對(duì)此線路某一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)以及電氣火災(zāi)預(yù)防效果進(jìn)行全面分析，發(fā)現(xiàn)在此線路使用以后，對(duì)于線路以及電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障問(wèn)題，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以及時(shí)發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信息[3]。管理人員可以針對(duì)運(yùn)行信息做出相應(yīng)的反應(yīng)，利用智慧安全用電系統(tǒng)不僅提高了城市軌道交通線路的運(yùn)行穩(wěn)定性，還可以杜絕出現(xiàn)電氣火災(zāi)事故，進(jìn)而維護(hù)了城市軌道交通乘客的生命安全。利用智慧安全用電平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控操作，并且能夠?qū)φ麄€(gè)線路及電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的電流，電壓和功率值以及剩余電流溫度等參數(shù)進(jìn)行全面的檢測(cè)，并且明確其設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)還能夠?qū)λ羞\(yùn)行參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存并且形成歷史記錄，這樣后期在其他管理人員針對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查詢的過(guò)程中能夠根據(jù)歷史記錄的查找完成設(shè)備監(jiān)控工作。利用其中的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析，并且通過(guò)建立各類數(shù)據(jù)分析模型，明確展示出相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的波動(dòng)點(diǎn)，進(jìn)而為安全隱患的查找，提供更多的基礎(chǔ)依據(jù)。利用報(bào)警提醒功能可以將故障信息及時(shí)的發(fā)送給管理人員，進(jìn)而加大安全隱患的控制力度，同時(shí)還設(shè)置了權(quán)限管理功能，通過(guò)對(duì)不同管理員進(jìn)行授權(quán)，進(jìn)而使整個(gè)數(shù)據(jù)信息的安全性得到更好的保障。還開設(shè)了遠(yuǎn)程控制功能，使具有相關(guān)權(quán)限的管理人員，能夠針對(duì)各類探測(cè)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且明確其參數(shù)值，進(jìn)而可以控制監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行自檢或者分閘等遠(yuǎn)程操作，提升城市軌道交通的管理效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段在針對(duì)城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，其存在的安全隱患相對(duì)較多，為了避免出現(xiàn)電氣火災(zāi)問(wèn)題，必須要加大對(duì)智慧安全用電系統(tǒng)的研究力度，并且要將其應(yīng)用于城市軌道交通的管理當(dāng)中，為提高我國(guó)城市居民生活質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。