淺談數(shù)碼通訊產(chǎn)品在牽引供電檢修中的應(yīng)用

李鋒 中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司新鄉(xiāng)供電段 材料科

前言

牽引供電是服務(wù)于牽引（拖動）車輛工作的一種供電方式。牽引車輛從地方電力系統(tǒng)中引入220（110）KV電源，通過牽引變電所降壓到合適電壓，送至電力機(jī)車作為能源、進(jìn)行作業(yè)。現(xiàn)代牽引供電系統(tǒng)隨地方鐵路、電能交通的發(fā)展而廣受重視，牽引供電檢修的常見問題、數(shù)碼通訊產(chǎn)品的應(yīng)用進(jìn)行分析十分必要。

1 牽引供電檢修的常見問題

1.1 工作效率問題

牽引供電檢修的一個突出問題是工作效率不足。如我國部分城市建設(shè)地方鐵路和電能交通的時間尚短，對應(yīng)的牽引供電設(shè)備也較少，少數(shù)設(shè)備損壞后，對應(yīng)的牽引用電活動即有可能受到影響。同時，牽引供電設(shè)備損壞的地點、具體損壞情況也不盡相同，需要工作人員進(jìn)行現(xiàn)場檢修甚至返廠檢修，整體工作復(fù)雜、效率不高。如2018年，河北某地出現(xiàn)牽引供電設(shè)備損壞問題，因操作不當(dāng)，備用設(shè)備也出現(xiàn)損壞，檢修工作持續(xù)超過14小時，導(dǎo)致當(dāng)?shù)仉娔芙煌ㄔ诙虝r間內(nèi)無法恢復(fù)，應(yīng)在后續(xù)工作中謀求解決。

1.2 不可控因素問題

不可控因素是指在牽引供電檢修活動中，因不可預(yù)知因素導(dǎo)致檢修工作難以有效進(jìn)行的情況。如都市軌道交通，往往用于降低公共交通壓力進(jìn)行建設(shè)，牽引供電設(shè)備在工作的過程中，可能出現(xiàn)損壞，如果損壞問題發(fā)生于早晚交通高峰或擁堵路段，修理人員難以快速到達(dá)，問題無法得到及時處理。一些不常見因素導(dǎo)致的牽引供電設(shè)備故障，也增加了處理難度，如都市供電系統(tǒng)出現(xiàn)供電量不足的情況，當(dāng)牽引供電設(shè)備操作人員無法第一時間了解該信息，故障的處理檢修也因此無從開展。

1.3 安全問題和其他影響

牽引供電檢修的安全問題，是整體工作的重點環(huán)節(jié)，此外設(shè)備的更新?lián)Q代以及檢修天窗數(shù)目不足、檢修和工作時間沖突等情況，也均會不同程度影響具體工作。如設(shè)備因絕緣性能下降、短路等問題導(dǎo)致供電電壓不足，人員在檢修的過程中即便穿戴了絕緣設(shè)備，也依然可能遭受點擊甚至受傷（牽引供電設(shè)備的電壓一般在20kV以上）。在電車、列車運行的過程中，檢修工作無法展開，為保證作業(yè)安全、避免問題惡化，又需要電車、列車停運，也帶來了交通工作方面的困擾。

2 數(shù)碼通訊產(chǎn)品在牽引供電檢修中的應(yīng)用價值

2.1 提升工作效率和安全性

數(shù)碼通訊產(chǎn)品應(yīng)用與牽引供電檢修中，其直接價值之一是提升了工作效率和安全性。如將數(shù)碼通訊設(shè)備放置于牽引供電設(shè)備處，實時了解其工作參數(shù)。當(dāng)牽引供電設(shè)備出現(xiàn)電壓不足的問題，工作人員可通過數(shù)碼通訊設(shè)備就該問題與檢修人員進(jìn)行商榷，直接數(shù)碼通訊設(shè)備收集所獲的信息并進(jìn)行上報，供檢修人員進(jìn)行分析。由于牽引供電設(shè)備的故障原因較為明確，有效的實時參數(shù)有助于檢修人員初步評估故障原因，指導(dǎo)工作人員進(jìn)行應(yīng)急處理，如切斷電源、暫停列車運行等，從而提升牽引供電檢修的工作效率和安全性。

2.2 降低對周邊活動的擾動

牽引供電屬單相負(fù)荷，會在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生較大的負(fù)序電流和負(fù)序電壓，而且電力機(jī)車的功率因數(shù)較低，高次諧波含量較大等都會給電力系統(tǒng)造成不良影響，牽引供電檢修也面臨擾動周圍供電穩(wěn)定性的問題。同時現(xiàn)有分析表明，牽引供電檢修活動會影響周圍通信。借助數(shù)碼通訊產(chǎn)品，上述問題可得到間接應(yīng)對。數(shù)碼通信的高效率可使檢修人員第一時間了解牽引供電設(shè)備的異常，即便這種異常的原因尚未確定，也可以通過斷電處理降低對周圍用電和通信的擾動。同時數(shù)碼通訊設(shè)備參數(shù)的可視化呈現(xiàn)，也能幫助檢修人員了解問題概況，快速完成檢修，恢復(fù)交通工作。

3 數(shù)碼通訊產(chǎn)品在牽引供電檢修中的應(yīng)用方式

3.1 實時參數(shù)收集

嘗試發(fā)揮數(shù)碼通訊產(chǎn)品的作用，需重視其在牽引供電檢修中的應(yīng)用方式，相關(guān)設(shè)備的基本應(yīng)用方式之一是實時參數(shù)收集。牽引供電系統(tǒng)的工作參數(shù)往往是固定的，如其工作電壓，一般在20-30kV之間，對應(yīng)的工作溫度也是固定的，設(shè)溫度值為V，則實際工作中的電壓值將圍繞V 出現(xiàn)上下波動，呈現(xiàn)為一個非線性數(shù)集的形式：

后續(xù)工作中，可利用物理連接方式，將傳感器和數(shù)碼通訊設(shè)備放置于牽引供電系統(tǒng)表面，對其工作溫度進(jìn)行實時收集。并以5min為間隔，將收集所獲信息以有線通信的方式傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)V值的大小，進(jìn)行牽引供電設(shè)備工作態(tài)勢的評估。當(dāng)V大于Vn時，表明牽引供電設(shè)備可能出現(xiàn)過負(fù)荷運行、短路等問題；當(dāng)V小于V-n時，表明牽引供電設(shè)備可能出現(xiàn)了斷路和電壓不足等問題。計算機(jī)完成問題初步判定后，再借助數(shù)碼通訊產(chǎn)品向工作人員（可以是檢修人員，也可以使其他管理人員）發(fā)送信息，工作人員則根據(jù)對應(yīng)信息快速完成故障診斷和處理，工作效率和安全性均得到提升。

3.2 持續(xù)性數(shù)據(jù)積累

在實時參數(shù)收集的基礎(chǔ)上，數(shù)碼通訊產(chǎn)品在的牽引供電檢修中的應(yīng)用方式還可進(jìn)一步衍生、優(yōu)化。如借助累積的實時參數(shù)，了解牽引供電設(shè)備工作參數(shù)的變化規(guī)律，作為后續(xù)重點問題預(yù)防的依托。假定某地持續(xù)進(jìn)行地方交通建設(shè)，但早期缺乏工作經(jīng)驗，不了解牽引供電設(shè)備的各類問題、發(fā)生原因和處理方式。借助數(shù)碼通訊產(chǎn)品進(jìn)行牽引供電設(shè)備參數(shù)的實時收集，發(fā)現(xiàn)設(shè)備多于早間7：00-9：00、晚間17：00-19：00之間出現(xiàn)電壓不足的問題，可知當(dāng)?shù)毓╇娮鳂I(yè)依然存在優(yōu)化空間，應(yīng)就早、晚交通高峰的用電問題進(jìn)行分析，提升輸電總量。

持續(xù)性數(shù)據(jù)收集的應(yīng)用還包括另一種方式，即故障累積。所有數(shù)碼通訊產(chǎn)品投入使用后，可對牽引供電設(shè)備故障進(jìn)行記錄，包括每次故障出現(xiàn)的時間、表現(xiàn)等。如牽引供電設(shè)備多發(fā)溫度過高問題，表明其變壓部分容量不足，也可能表明內(nèi)部存在氧化問題，可以記錄所獲信息為參考做針對性處理，發(fā)揮檢修工作的長期價值。

3.2 快速信息交互

快速信息交互是數(shù)碼通訊產(chǎn)品的典型優(yōu)勢，也可應(yīng)用于牽引供電檢修活動中?？紤]到牽引供電設(shè)備具有較大的電磁干擾，不建議應(yīng)用無線通信等模式進(jìn)行信息交流，但在故障產(chǎn)生后，又需要人員進(jìn)行檢修處理?？筛男兄欣^通信模式，完成信息的初步收集和辨識后，借助有線設(shè)備，使其原理牽引供電電源，之后再通過無線模式發(fā)送信號，所有牽引供電設(shè)備的檢修人員和工作人員，均可獲取對應(yīng)信息，了解當(dāng)前牽引供電設(shè)備的工作情況。如果通信信息表明設(shè)備已經(jīng)存在問題，獲取各類信息的工作人員也能在第一時間進(jìn)行處理，提升工作效率。

4 總結(jié)

綜上，現(xiàn)代牽引供電檢修的工作壓力較大，以數(shù)碼通訊產(chǎn)品為依托，有助于改善現(xiàn)有問題，包括工作效率較低、不可控因素較多等。數(shù)碼通訊產(chǎn)品能夠降低對檢修活動對周邊通信行為的擾動，也具有理想的安全性。具體方式上，可借助數(shù)碼通訊產(chǎn)品進(jìn)行實時參數(shù)收集、快速信息交互等，服務(wù)于牽引供電檢修工作。