优利德城市轨道交通运行维护解决方案——供电系统运维篇

近年来，随着城市化进程的加速推进，城市轨道交通作为城市交通体系的重要组成部分，经历了迅猛的发展。从地铁、轻轨到有轨电车，城市轨道交通网络日益完善，运营线路数量和里程不断增长，为广大居民提供了更便捷、高效的出行方式。然而，随着轨道交通系统的日益复杂化和规模的不断扩大，运维需求也急剧增加。如何确保城市轨道交通系统的安全、高效运行，成为行业面临的重要挑战。

在此背景下，作为国内较为知名的测试测量仪器仪表研发、生产和销售企业，优利德敏锐地捕捉到了城市轨道交通运维市场的广阔前景，并针对城市轨道交通运维的复杂性和多样性，进行了全面的产品布局，助力轨道交通行业实现高效、安全的运维管理。下面，我们一起来看看优利德测试仪表在轨道交通供电系统运维中的具体应用。

关于供电系统运维

供电系统是城市轨道交通运营的核心组成部分，主要负责为电动列车提供牵引用电，并为车站、区间、车辆段、控制中心等关键设施提供动力与照明用电。

该系统主要涵盖外部电源、主变电所(或电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明供电系统以及电力监控系统等。优利德推出的一系列电力及高压测试仪表，能够实时、准确监测供电系统中的电压、电流等核心参数，及时揭示潜在故障，从而确保供电系统的稳定运行。

1、绝缘电阻测量

针对变压器、整流器等用电设备和电缆

1)、用电设备和电缆常见问题

绝缘材料的老化与变质，导致设备性能衰退，无法正常供电。

2)、绝缘故障的主要原因

a、绝缘性能受多重因素影响，包括温度、湿度、油保护方式以及过电压等。

b、电缆绝缘故障主要由绝缘受潮、老化变质、过电压等因素引起。

3)、绝缘故障的影响

变压器内部绝缘问题一旦显现，将对其所连接的电气设备造成重大损失；绝缘强度降低导致的击穿现象会使电缆出现故障，进而容易引发电路和设备的损坏。

★推荐型号：UT513B 5kV绝缘电阻测试仪

UT513B是一款安全性高、稳定性高、测量范围广、测量结果精准、操作简单的数字式高压绝缘电阻测试仪。最高5000V的电压输出，各量程的输出可设置10%步进微调电压。具备999组数据存储功能，搭配PC软件可将存储数据通过USB传送至PC端。

• 250V/500V/1kV/2.5kV/5kV五档电输出

• 绝缘电阻量程：2TΩ

• 短路电流：约3.5mA

• 自动极化指数测试(PI)，自动吸收比测试(DAR)

• 直流电压1000V/ 交流电压750V测量功能

• 外部电压检测功能，自动监测被测物带电电压

• 电阻比较功能(COMP)

• 定时器测试/自动漏电流显示

• 大容量可充电锂电池组14.8V，5200mAh

2、泄漏电流测量

针对变压器、整流器等用电设备和电缆

泄漏电流测量的重要性：相较于绝缘电阻的测量，泄漏电流的测量展现出更高的灵敏度。对于某些无法停电检修但又必须进行绝缘性能检测的设备，如UPS电源，通过泄漏电流的测试，可以观察其变化，从而评估设备的绝缘状态。

★推荐型号：UT253C钳形漏电流表

UT253C融合CT技术、数字集成技术和磁性屏蔽技术，具备真有效值测量、滤波功能，并能测试最大值、最小值、平均值、谐波以及畸变率等参数，可测试40Hz至1kHz频率范围的电流。

• 交流电流测量量程：0.00mA~2000A

• 分辨率：0.01mA

• 最高测量精度：±(1.5%rdg+5dgt)

• 滤波功能：滤波器开启时40Hz～70Hz / 滤波器关闭时40Hz～1kHz

• 谐波分析：21次(10mA以上)

• 支持10mA以上畸变率测试

• 蓝牙数据传输功能/2000组数据存储(通过APP存储)

3、接地电阻测量

牵引变电所设备接地

牵引变电所是确保电力机车安全、高速、可靠、稳定运行的关键设施，被誉为铁路牵引供电系统的“心脏”。主要作用是将电能从地方电网引入，通过牵引变压器转化为27.5kV单相工频交流电，再输送到接触网上，为电力机车提供动能，完成电力牵引的动能供给。

1)、接地系统常见问题

接地装置遭受腐蚀；水平接地体的埋深不足；接地引下线及接地体的截面偏小，无法满足短路电流的热稳定要求，导致接地阻值增大。

2)、出现接地问题的主要原因

施工过程中的焊接不良及漏焊、土壤腐蚀、土壤电阻率的变化、接地短路电流的电动力作用等因素，均可能导致地网导体及接地引线的腐蚀甚至断裂，进而恶化地网的电气连接性能，使接地电阻增高。

3)、接地不良的影响

接地形式按用途可分为工作接地、保护接地、防雷接地及防静电接地四种。每种接地方式的布置是否规范、合理，不仅影响站内人身和设备的安全，也可能对整个电网的安全运行带来危害。

★推荐型号：UT575B双钳接地电阻测试仪

UT575B专为现场测量接地电阻、直流电阻、土壤电阻率、接地电流、接地电压而精心设计制造的高端仪表。具有二线法、三线法、四线法、选择法、双钳法等多种测量方法，可测量大尺寸接地引下线的接地电阻值，以及单点和网状接地等各种复杂接地结构的接地电阻值。在并联接地系统时，无需断开任何并联接地极，极大地提高了测量的便捷性。

• 插孔指示灯准确指示插孔位置，避免插线错误

• 四线选择法：在不解开接地扣的情况下，可测量其中一个接地体的接地电阻

• 抗干扰扰能力强：128Hz/111Hz/105Hz/94Hz(自动选频测量)

• 通讯传输：通过PC软件下载，生成分析报告

• 蓝牙APP传输：支持实时传输，方便读取数据

• 12档位功能选择旋钮，各种测试方法一目了然，操作简易快速

• IP65防护等级：坚固安全耐用，特别适合在户外工地使用

4、直流电阻测量

变压器、旋转电机绕组、接头及控制电路

直流电阻测量的重要性：在停电状态下，对变压器进行直流电阻检测具有显著意义。此检测能够有效地判断变压器三相绕组的直流阻值是否平衡，发现匝间是否存在短路现象，以及揭示绕组的潜在缺陷和焊接质量等问题。

★推荐型号：UT620F三通道直流电阻测试仪

产品以高速微控制器为核心，结合高速A/D转换器及程控电流源技术，具有精度高、测量范围广、数据稳定、重复性好、抗干扰能力强、保护功能完善、充放电速度快等显著特点。

• 测试电流：提供0.2A、0.5A、2A、5A、10A、20A六档设置

• 测试材料：Cu铜、Al铝、Fe铁、Au金、Ag银材质可选

• 多种测量模式：三相、单相、多线、单线、零线电阻测量

• 测量范围：0.1uΩ～5000Ω；分辨率：0.1uΩ

• 折算温度：可设置-40℃至150℃范围内的折算温度

• 配备USB接口，支持通信及U盘拷贝保存数据

• 7英寸触控彩屏，操作直观便捷

• 内置热敏打印机，即时打印测量结果

5、带电电缆识别检测

电缆路径及接地点

管线与电缆均埋设于地下，在进行站场改造时，准确了解这些管线的位置至关重要，以避免不慎破坏。同时，当电缆出现断点或接地故障时，迅速确定其准确位置也显得尤为关键。利用电缆识别仪，能从众多电缆中准确识别出目标电缆，从而有效防止因误锯带电电缆而引发重大事故。

★推荐型号：UT263B+智能带电电缆识别仪

产品集带电电缆识别、停电电缆识别以及单芯线电缆识别功能于一身，为电力电缆工程师和电缆工提供了全面的电缆识别技术解决方案。在进行带电电缆识别时，用户可在接收机中预先标定多达20条电缆，随后在远端进行识别，进而节省往返操作时间，提高作业效率。

• 显示输出电压、输出电流、回路阻抗、发射状态动态指示

• 6种可调频率：640Hz、1.28kHz、2.56kHz、3.84kHz，6.50kHz，8.05kHz

• 支持通过USB进行固件更新

• 可标定电缆数量：1～20条，满足多样化工程需求

• 停电识别：可检测回路电阻为0Ω～30kΩ的复合脉宽频率信号，线缆长度可达20公里以上

• 带电识别：可检测回路电阻为0Ω～200Ω的脉冲信号，线缆长度在0至10公里范围内

6、电池内阻测试

牵引变电站直流系统电源

1)、不间断备用电源常见问题

a、电池内阻升高，蓄电池性能劣化甚至失效，导致容量降低。

b、作为电源输出时，电能质量无法满足既定要求。

c、UPS启动时间未能达到预定标准。

2)、出现上述问题的主要原因

蓄电池的主要失效模式，如失水、负极板硫化、正极板腐蚀或热失控等，均会导致蓄电池容量下降。这一过程中，蓄电池内阻会随之升高。值得注意的是，容量越大的蓄电池，其内阻相对较小。然而，随着蓄电池劣化程度的加剧，其内阻也会出现显著增高。

3)、UPS电源故障影响分析

UPS电源作为变电站直流系统的可靠电力保障装置，承担着应对主电源故障、波动或突发停电等紧急情况的重要任务。它确保供电系统在突发停电时仍能维持运行，从而保障列车和乘客的出行安全。一旦UPS蓄电池组失效，将导致设备无法正常运行，进而造成不必要的损失。

★推荐型号：UT677C电池内阻测试仪

UT677C可采用交流低电阻测量和降噪技术，无需停止被测设备的正常工作，可在运转状态下进行测量，极大缩短测试时间。具有量程宽广、分辨率高、操作便捷、携带方便、性能稳定、抗干扰能力强等优势。

• 内阻测量范围：0.000mΩ~3.100Ω；分辨率：1μΩ

• 电压测量范围：0.000V~±120.0V；分辨率：1mV

• 能回避噪音频率，自动变频范围920Hz~1080Hz

• 测量时间约2秒

• 配备Type-C接口，存储数据可上传至电脑进行保存和打印

• 支持蓝牙连接手机APP

• 提供手动和自动保持与存储功能(可存储500组数据)

• 测量判定功能可预设定通过、警告、失败判定阈值

• 电源：DC11.1V锂电池，容量2600mAh

7、 红外热成像温度筛查

弓网系统与配电柜、电容器、控制柜等供电系统设备

1)、弓网系统常见问题

高架接触网悬链过热；受电弓碳滑块磨耗或断裂；受电弓部件缺失。

2)、弓网系统故障主要原因分析

受电弓和接触网作为露天装置，长期暴露于日晒雨淋、风尘结露及化学活性气体的环境中，易受氧化腐蚀。

列车高速运行时，受力情况复杂。各导体螺丝连接部位在长期的机械振动、抖动或在风力作用下会发生摆动，导致连接件接头松动，因此极易出现故障问题。

3)、弓网系统故障影响分析

弓网系统作为电力机车输送电能的关键部件，是车体与接触网之间的中间过渡部位。一旦其出现故障，将影响机车的电力输送，导致供电中断，直接造成停运事故，并可能引发相关安全问题。

4)、红外热像仪在弓网系统检测中的应用理由

红外热成像测温技术通过对各设备表面的热像图进行深入分析，能够准确判断设备状态并诊断其可能存在的隐患和缺陷。该技术可直接定位弓网系统的异常部位，具有不停运、不接触、快速、直观的优势，对于预防、发现和处理突发事故起到关键而有效的作用。

1)、供电系统常见问题

a、配电柜内部发生短路、母排连接处过热。

b、电容器因过载、接线不牢、老化等原因出现故障。

c、电源控制柜接触器或中继吸合不正常、接触器噪音大、开关常跳闸或不能合闸。

2)、故障原因分析

a、绝缘件或插入式触点的绝缘底座污秽、受潮严重或受到机械损伤，导致放电造成短路；电器元件选择不当，如断路器分断能力不够；接触不良、对接螺栓拧得过紧或过松。

b、电容器膨胀或漏油、套管破裂、温度过高导致发热。

c、线路老化、短路，用线过小或缺相；接触器外表有沙或生锈导致缺相；电机过载；线路元件断路。

3)、供电系统各设备故障影响分析

a、设备故障可能击坏其他设备，影响其正常工作；设备短路严重时可能烧毁设备，导致火灾等安全隐患，造成停电事故等损失。

b、电容器故障可能影响正常的无功补偿，导致功率因素不符合要求；内部温度增高可能导致外壳膨胀变形甚至电容器击穿爆炸。

c、控制柜故障可能导致控制模块烧坏，影响正常工作；相关元器件的烧坏；过载造成跳闸停止工作；线路老化短路严重时可能会引发火灾。

★推荐型号：UTi640J智能型红外热成像仪

UTi640J具有640×480像素的高分辨率，可提供更清晰的红外图像和更高的测温精度。支持自动、触控、半自动、激光、手动等多种调焦方式，满足多样化需求。可选配广角、长焦、中长焦、微距、高温镜头，适应更多使用场景。除了实时观测分析外，还支持拍照、录制视频功能。

• 测温范围-40~650℃(支持高温拓展镜头2000℃)

• 支持双光视频拍摄，红外视频可进行温度分析

• 帧频高达30Hz，确保画面流畅

• 4.3寸触摸屏，使功能操作更加便捷

• 全景拼接技术，可轻松获取超宽视野的全景画面

• 激光测距功能，测距范围0.1-40m

• 1-20倍连续电子变倍/语音全能助手

8、声学成像仪检测

列车经过瞬间放电监测与整流变压器局部放电检测

电气绝缘的破坏或局部老化往往始于局部放电现象，特别是在供电段高压柜房的绝缘环，当车辆经过时会产生瞬间电流并导致放电。为了有效监测这一瞬间的局部放电现象，并准确掌握绝缘环的故障程度，从而避免因绝缘环损坏对供电造成影响，声学成像仪的应用显得尤为重要。

局部放电对变压器的危害不容忽视，它会导致变压器绝缘寿命的降低，进而影响变压器的安全运行。为了辨识和分析电气系统中存在的潜在问题和故障隐患，提前定位故障点，并有效避免重大事故的发生，使用声学成像仪对整流变压器进行局部放电检测成为了一种必要的手段。

★推荐型号：UT568B声学成像仪

UT568B是一款基于声学阵列被动检测成像技术的远距离、智能化巡检仪表。它能够实时捕捉电力设备中的局部放电信号，并迅速提供诊断结果，从而极大地提升巡检的效率和准确度。

• 138个螺旋排列高灵敏度数字MEMS麦克风

• 成像频率范围：2kHz-100kHz

• 可检测悬浮放电、电晕放电、沿面放电，并生成PRPD图谱

• 诊断局放程度，帮助发现设备潜在故障

• 聚焦功能、动态范围调节、文件管理功能

• 定位距离可达0.3至150米，适应各种巡检场景

• 支持拍照、录制视频及查看功能，便于记录和分析

• 可与PC端软件配合使用，实现数据的自动导入导出

9、电能质量分析检测

牵引供电系统、动力照明供电系统

1)、供电系统电能质量常见问题

谐波污染；电压偏差；电缆无功倒送。

2)、主要原因分析

供电系统中电能质量问题的出现，主要归因于系统网络中的非线性元件，如整流装置和饱和状态的铁磁性元件。具体表现如下：

a、城市轨道供电系统采用电缆供电方式，在夜晚无负荷时段，电缆对地电容充电产生的无功功率较大，导致电压升高，进而使得有负荷与无负荷时的电压偏差加大。若城市地铁在运营初期未投入0.4kV无功补偿装置，则会有容性无功功率返送至电力系统。

b、UPS(不间断电源)和EPS(应急电源)所产生的谐波主要来源于其内部的整流装置，且谐波含量与整流装置相似。

3)、电能质量下降的影响

a、谐波会导致电网的功率损耗增加。长期处于高谐波环境还会使电网产生谐振，进而可能造成大规模的供电中断和重大事故。

b、谐波会导致系统中的设备和元件产生额外的附加损耗，引起变压器、电缆、电机等设备发热。这将加速设备线路的绝缘老化，缩短设备寿命，并可能导致接地保护功能失常。

c、电能质量下降还会影响电子仪表和通信系统的正常工作，降低通信质量。

d、无功倒送不仅会增加额外的电费成本(因功率因数不合格)，还会增加电网损耗、抬升设备电压。严重时，可能会引起电子元件的继电保护或自动装置误动作。

★推荐型号：UT285C电能质量分析仪

UT285C采用超大液晶彩屏，集多功能性、强应用拓展能力、智能化操作与便捷性于一身。可测量电压、电流波形、最大最小值、极值、各相有功、无功、视在功率、电能消耗、功率因数、位移功率因数等参数。通过搭配电流钳，可进一步拓展其应用范围，为用户提供更为全面、专业的电能质量分析解决方案。

• 波形实时显示(4路电压/4路电流)

• 电压和电流真有效值/峰值测量

• 相量图显示

• 各相谐波的测量，最高可达50次谐波

• 柱形图显示各相电流和电压的谐波含有率

• 提供短期电压闪变测量功能

• 三相不平衡测量功能，可同时测量电压和电流的不平衡度

以上内容详细阐述了优利德测试仪表在城市轨道交通供电系统运维中的具体应用，展现了其在保障供电系统稳定运行、提升电能质量方面的重要作用。鉴于篇幅所限，我们将在下篇文章中继续深入探讨优利德测试仪表在轨道交通站内系统运维中的广泛应用，进一步揭示优利德测试仪表如何助力轨道交通站内系统的高效运维，敬请期待。