接触轨车辆段紧急停电按钮的设置方案

接触轨车辆段紧急停电按钮的设置方案

蔡远鑫

（中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北省武汉市430063）

摘要：1500V接触轨在车辆段里的应用，给运营检修人员带来了较大的心理负担，为了更好的保障运营安全，特在车辆段内设置紧急停电按钮。与传统的在车站设置紧急停电按钮不同，传统的紧急停电按钮设置于车控室的IBP盘上，功能通过双边联跳实现。而车辆段的紧急停电按钮则设置在车辆段的运用库内，设置方式与正线也有所不同，本文就车辆段紧急停电按钮系统原理及组网方案做了相关论述。

关键词：城市轨道；车辆段；运营安全；紧急停电按钮；

1、接触轨馈电的特点

随着我国城市轨道交通的迅猛发展，直流1500V接触轨制式得到了更广泛的应用。接触轨馈电方式的优点有：①接触轨安装位置靠近道床，受气候影响较小（水淹除外），构造简单，稳定性较好，便于采用较大截面的载流导体以减小线路电阻，运行可靠性相对较高；②接触轨日常维护和事故抢修方便，不需要大型维护检修设备，对城市景观基本无影响；③对地下建筑物、交叉跨越的建筑物或电力线的净高要求较低；④导流主体材料使用寿命较长，雷击率较低。

但采用接触轨，也带来了运营管理的难点：①接触轨设置了绝缘防护罩，可视性差不利于巡视；②增加了接触轨区域作业人员的风险。

传统的直流1500V接触轨方案，车辆在正线使用接触轨供电，在车辆段使用接触网供电，车辆须配备2套受电设备，同时也增加了司机的操作流程。为了简化出、入车辆段的操作流程，新建地铁线路正线、车辆段均采用了接触轨供电，由此对运营安全提出了更高的要求。针对这种情况，从设计层面出发，提出了在车辆段设置紧急停电按钮的设置方案。

2、紧急停电按钮（EPB）系统原理

与正线紧急停电按钮的设置不同，正线紧急停电按钮设置在车控室的IBP盘上，通过控制电缆接入牵引所双边联跳柜，与双边联跳系统结合，实现对供电区域内的相关馈线断路器紧急分闸，并闭锁相关断路器的合闸。

而车辆段的紧急停电按钮则设置在车辆段的运用库内，每股道设置一组紧急停电按钮（共三个，分别为前端按钮、中间按钮以及后端按钮），几组急停按钮对应一个馈线断路器（可视其为一个供电分区）。当事故发生时，运营人员可以按下股道内任一按钮，使接触轨失电，减小人身事故损失。原理如下图所示:将一个断路器划为一个供电分区，几组EPB串接到此馈线断路器的控制回路，按下任一个EPB按钮，对应指示灯被点亮，使得对应断路器跳闸，并闭锁合闸。

为防误操作，紧急停电按钮设有防护罩保护及指示灯指示。紧急停电按钮具有最高的优先级，按钮一旦被按下后，闭锁了断路器的合闸，只有其复位后，被分闸的断路器才能解除闭锁，进行就地或远方操作。

车辆段EPB系统原理

3、EPB系统组网方案

设备组网方案一般有有总线型、环形以及树形这三种。

3.1总线型方案

本方案优点在于：

（1）总线结构所需要的电缆数量少。

（2）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性。

（3）易于扩充，增加或减少用户比较方便。

（4）布线容易。

本方案缺点在于：

（1）总线的传输距离有限，通信范围受到限制。

（2）故障诊断和隔离较困难。

（3）分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能。

（4）所有的数据都需经过总线传送，总线成为整个网络的瓶颈。

（5）由于信道共享，连接的节点不宜过多，总线自身的故障可以导致系统的崩溃。

3.2环形方案

本方案优点在于：

（1）结构简单。

（2）增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。

（3）可使用光纤，传输距离远。

（4）电缆长度短。

（5）传输延迟确定。

（6）信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制。

（7）某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高。

本方案缺点在于：

（1）环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈，任意结点出现故障都会造成网络瘫痪。

（2）故障检测困难。

（3）环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。

（4）由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长；

（5）由于环路封闭故扩充不方便。

3.3树形方案

本方案优点在于：

（1）连结简单，维护方便，适用于汇集信息的应用要求。

（2）易于扩展。

（3）故障隔离较容易。

本方案缺点在于：

资源共享能力较低，可靠性不高，任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行。并且各个节点对根的依赖性太大。

3.4比选结论

由于车辆段的紧急停电按钮设置在车辆段的运用库内，每股道为一组（共三个，分别为前端按钮、中间按钮以及后端按钮），几组急停按钮对应一个馈线断路器。若按简单的总线型的组网模式，施工量大，需要将各EPB串接起来，接入点过多，且总线自身的故障会导致系统的崩溃，故障诊断和隔离也较困难。

若采用环形，需要将各个EPB环接起来，工程量加大，且施工不便（各股道间需现开线槽）。

若采用树形方案，工程量较大，各EPB均需单独引线至继电器控制箱。

基于此，EPB系统组网方式作了相关优化，采用总线型与树形结合的方案，每股道的紧急停电按钮数据传输采用总线型，上级组网采用树型结构，并在每股道末端装设断线监视箱，用来监视每股道的控制回路状况。

EPB系统组网方案

4、结语

城市轨道交通车辆段采用接触轨授流方式，设置紧急停电按钮是保障运营管理安全的行之有效的措施之一。本文就车辆段的紧急停电按钮设置方案做了相关阐述，若考虑正线对车辆段的供电支援，则需要进一步研究其方式，考虑联跳方案。希望本文能为类似的采用接触轨供电的轨道交通工程提供参考，起到抛砖引玉、取长补短的作用。

参考文献：

[1]李文.接触轨供电对地铁运营的影响.城市轨道交通研究,2010,11:62-64

[2]江安.紧急停电按钮在轨道交通接触轨供电中的应用.都市快轨交通,2010,2:99-102

[3]周书伟曾斌.直流1500V接触轨安全运营管理:都市快轨交通,2013,2:130-133.

[4]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京:电子工业出版社,2004.