隧道机电维护及管理

隧道机电系统维护及管理王大伟（安徽皖通科技股份有限公司，安徽台肥230088）摘要：该文主要分析了现阶段隧道内机电设备的构成，进行了系统的分类，并结合日常维护维修的经验培出维护维修的具体方法，给广大从事隧道维护的朋友作为一个参考。关键词：隧道；机电维护中图分类号：TP393文献标识码：A文章缡号：1009-3044(2011)24-6034-03笔者从事高速公路隧道机电维护及管理工作两年多了，现就日常维护中遇到的一些问题及处理方法与大家分享，并请大家提出宝贵的意见。隧道机电系统所包括各项子系统所涉及的设备在其他系统中包含的，其维护要求，按照道路交通监控系统、通信系统、供配电系统及收费系统等的维护要求和方法进行，包括主要设备防雷接地测试。针对隧道内机电设备密集．工作环境较差，故障率高等特点我针对隧道机电设备做以下针对性维护工作。1隧道机电维护的基本内容我对隧道机电系统做以下几个分类，并对各个分类下设备进行归类，有针对性的给出维护方案，及一些日常维护中的实际案例。并做到故障预先判断，排除发生较大事故的隐患。保证司乘人员的出行安全。1.1交通监控系统本系统包括以下设备：隧道监控系统（含可控摄像机，固定摄像机及其视频传输链路）；车辆及事件检测设备（含隧道内车检摄像机，及管理公司端视频分析单元）；交通信号灯；双向车道指示器；LED光电诱导标志；隧道内可变信息标志；交通区域控制单元（含PLC设备及通讯链路）。隧道机电交通监控系统的维护方法：隧道内实行全程监控，笔者在维护中要对每个摄像机清晰度及角度做调整，保证监控的无缝连接。交通信号灯及车道指示器控制准确，显示清晰。LED光电诱导标志光点连续，指示方向清晰可辨。隧道内可变信息标志字体清晰，串口通讯正常，发送内容方便可靠。PLC交通区域控制单元要保证CPU主机、模拟量模块，数字量模块、光纤通讯单元工作正常，控制信号、模拟量信号、反馈信号接受发送正常，对有报警的模块及时用软件分析报警原因及时处理。1.2通风与照明系统照明设施的经常性维修、定期检修按《公路隧道养护技术规范》(JTCH12)的第3.3.3条规定执行。照明光源达到其额定寿命的90%时，应进行成批更换，并选用节能的光源。更换后的照明设施应达到《公路隧道养护技术规范》(JTGH12)的第3.3.4条规定。基本照明、应急照明、加强照明可由远程计算机控制。维修时，可用手动控制。应急照明必须有独立的EPS供电系统，照明亮度值不得低于基本照明的1/10。应定期进行除尘、保洁工作。公路隧道正常运营时一氧化碳允许浓度和烟雾浓度等装置性能良好，其控制应符合《公路隧道养护技术规范》(JTGH12)的规定。隧道内的风速应按《公路隧道设计规范》(JTJ026)的规定执行。隧道内出现火灾时，控制设备能及时变换送风方向，疏导烟雾。机械通风应具有手动和自动装置，且主备用工作正常。l.3紧急呼叫设施本系统包含：紧急电话设施（含紧急电话、紧急电话亭（含门、照明灯）、中继器）；有线广播设施（扬声器、功放）。本系统设备为应急救援设备，日常维护应保证紧急电话设施连通正常，通话质量良好，无杂音。有线广播设施喊话音质清晰，调整号角扬声器角度减少隧道内回声。1.4火灾报警、消防与避难设施：本系统包含：火灾报警设施（含手报按钮、光纤光栅感温火灾探测器、火灾报警主机、传输线路、光纤光栅信号处理器）；消防设施（含灭火器、消火栓、固定式水成膜泡沫灭火装置、水泵等）；避难设施（含车行横洞电控门、人行横洞门及横洞内照明）。本系统设备为发生事故时应急使用，平时要注意设备运行状态，保证发生事故时设备完好，功能正常。对于火灾报警设施，平时不间断抽测手报按钮是否工作正常，管理中心能否收到正确报警地址，并切换监控摄像机观察现场情况。光纤光栅感温火灾探测器是否能正确读出现在温度，在温度异常时及时的报警，并记录现场温度变化情况。消防设施平时着重不定期观测水泵压强，及蓄水池水位。对于水位较低的蓄水池及时检查水泵情况，如遇水泵故障，应及时使用便携水泵抽水补水。并在隧道内检查有无水管漏水情况。人行横洞要保证洞内照明正常开启，车行横洞门可以通过远程或现场控制柜正常开启和关闭。针对本系统设备具体案例如下。1.5中央控制管理系统本系统由管理公司中心机房设备和监控中心计算机组成包含以下设备：信息采集系统设备（含视频处理单元；中心事件检测单元）；信息控制系统设备（信息发布（广播、情报板、照明、风机、隧道交通灯）；紧急电话控制台、串口服务器、数据光端机等）；视频传输及控制设备（视频光端机、叠加器、监视器、矩阵、传输、控制、数字录像机等）；中心计算机控制系统软件（录像管理软件、视频监控软件、火灾监控报管软件，隧道监控软件、通风照明软件、电力监控软件、事件检测软件）；中心计算机及网络（隧道管理服务器、录像管理计算机、视频监控计算机、火灾报警控制计算机、隧道监控计算机、通风照明控制计算机、电力监控计算机、打印机）。本系统设备均为隧道相关设备的中心控制系统，由计算机、服务器及相关服务，数据库、应用软件组成。本系统的应遵照计算机日常维护要求，定时备份数据，安装并更新杀毒软件，清理系统垃圾，检查有无硬件故障，并清理设备内积灰。1.6供配电系统本系统包含：低压配电（含低压配电柜，电源切换柜，稳压柜等）；高压配电（10KV、33KV变压器；开关柜、高压断路器互感器等）；供电线路（架空线路、管道及人井）；电源(交流稳压电源、开关电源、不间断电源(UPS、EPS)、机房及外场配电箱、蓄电池、柴油机组、节电器）；防雷与接地。本系统维护遵照供配电系统日常维护规范实施。1.7隧道指示标志设备包含隧道内各种指示标志，如：紧急电话指示标志，消防设备指示标志，行人横洞指示标志，行车横洞指示标志，紧急停车带指示标志，疏散指示标志等日常维护中要保证标志亮度均匀，无变形扭曲。2常见问题处理方法，写几个比较特殊的案例2.1隧道内照明灯不断闪烁2.1.1现象描述隧道内部分没有开启的LED照明灯不断频闲。2.1.2原因分析由于是多个灯有这种现象，判断应该与电源有关。2.1.3处理方法隧道内LED照明灯是由3相电缆供电，每一相与零线带5-6盏灯，测量故障段供电线路零线与地线之间有220V电压。由于隧道内所有设备的零线都是接在一起的，判断应该是某个设备火线和零线短路或者是电缆破皮、穿刺线卡处积水导致短路。首先判断是否是设备短路造成，在配电房一一对设备断电，期间要保证隧道照明的正常开启。断电后把配电抽屉抽离主配电柜，排除抽屉故障。发现关闭左洞洞内设备电源关闭后零线恢复正常。一般长隧道一侧配电房会控制半个隧道的供电，发现是洞内设备故障后，进入隧道对每个配电箱进行检测，关闭紧急电话供电空气开关后零线恢复正常。由此可见是这一条线路上某个紧急电话故障或电缆故障导致。去掉所有紧急电话电源后，故障依然存在。判断就是供电电缆问题了，电缆短路最容易就是发生在穿刺线卡处，最后在电缆沟里找到战障点，是由于铠装电缆在安装穿刺线卡是，铁铠没有去除干净，导致短路。去除烧毁点重新接好电缆，故障恢复。2.1.4建议与总结平时多观测设备，由某些设备的表现发现一些隐藏的故障。及时处理，在故障未扩大之前解决，不失为维护的最好方法。隧道内供电电缆承受电流都较大，短路后并不会及时跳闸，这就需要维护人员细心的观查。2.2隧道内部分紧急标示灯不亮2.2.1现象描述隧道内部分紧急标示灯不亮。2.2.2原因分析供配电线路故障2.2.3处理方法到达故障现场，我们首先要确定紧急标示灯是何种方式供电的，是隧道UPS．还是EPS，还是直接市电供给的，查明是UPS供给的。然后到故障点，查这段紧急标示等配电柜，发现空开已经跳闸，用万用表测试空开上端子电压，测试为AC220V，电压正常；将下端负载拆下来，用万用表测试火线与零线之间，以及火线与地线之间是否有短路现象，发现都有短路，这个说明电缆有断点；然后我们看这段电缆给几个紧急标示灯供电，分别将紧急标示灯与电缆接人点上的电缆沟上的水利盖板旋开，查看电缆接入穿线夹有没有问题，发现都没有问题；这就说明电缆有断点或者某个紧急标示灯内的开关电源板坏了；对于查找电路断点的方法，一种采用将电缆人为取几断点，通过用电缆摇表测试，来逐渐缩小电缆短路的范围，这种方法一般不采用；另一种方法就是测试电阻的方法，估算电缆大概长度，计算这段电缆的电阻；将这段电缆首尾火线与零线短路起来；然后在从这两头分别在接点穿线夹位置测试电阻，正常的情况下电阻是越来越大的，如果有某个点有短路，根据两端测试出来电阻值；进行比较就很容易判断出故障点；发现电缆有断路点，发现电缆在电缆沟里被水利覆盖，挖开水利发现电缆己经烧断短路了，重新接好，用摇表测试电缆正常；加电，正常工作。2.2.4建议与总结按照第二种方法测试电阻有短路点，测试电阻应该是：小一大一小；而没用断点，从两端分别测试的电阻应该是：小——大；对找断点短路位置，对于了解电缆的型号及合理的估算和使用好的方法对于找短路点非常重要，恢复后，再测试电缆，看看还有没有其他短路点也非常重要，然后才能加电工作。2.3隧道口加强照明无法实现控制1)现象描述：隧道口加强照明无法实现控制。2)原因分析：PLC故障。3)处理方法：在隧道监控中心，无法实现控制操作，查看控制操作日志，看什么时候无法实现控制的，用软件控制其它洞口照明是否能控制，以此来判断操作程序软件、数据库及中心与隧道机房主PLC机柜链路通讯是否正常，能正常操作，判以上点都正常；再操作此故障点与其它相应的控制设备（比如隧道通行灯）看是否能实现控制，能控制，说明故障点可能在子PLC机柜和加强照明配电柜上。到故障现场，在隧道机房用PLC调试软件，连接到故障点子PLC机柜上，调出加强照明PLC控制解析图，来判断故障点是在子PLC机柜，还是在加强照明的配电柜上，分析为子PLC控制机柜与加强照明配电机柜之间，到于PLC配电柜上，查看OD数字模块，看图查找此加强照明是那个OD数字端口控制的，用万用表测试OD输出电压为DC24V，正常，说明控制信号已正常到此点，再到配电柜，看继电器没有吸合，用万用表测试DC电压是否到达继电器，测试电压正常，更换继电器，还是无法正常工作，查看继电器接线底座，发现底座插孔太大，无法与继电器脚位良好接触，更换底座，继电器吸合，断路器吸合，加强照明开启，实现了控制。4)建议与总结在日常的维护中．及时发现潜在的问题，端子松动、老化等故障，合理判断分析，熟练地掌握软件调试和硬件测试，解决问题就能事半功倍。参考文献：【l】公路隧道养护技术规范(JTCH12)[S]，2003．【2】公路隧道设计规范(JTJ026)[S]，2004.