何 凱

線路所道岔聯(lián)鎖控制方式探討

何 凱*

線路所信號設備的聯(lián)鎖控制方式是鐵路信號工程設計中經(jīng)常遇到的一個問題。線路所的道岔通常有3個特點:①道岔組數(shù)很少(常只有1組雙動道岔);②距相鄰站信號樓的距離比較遠(通常在5～7 km);③對大部分的國鐵正線而言,通常使用對側(cè)向通過速度要求較高的較大號碼道岔(1/ 18號及以上)。

1 現(xiàn)有控制方式分類及比較

線路所道岔的聯(lián)鎖控制方式通常有以下3種。

1.獨立控制方式。在線路所設一套完整的聯(lián)鎖系統(tǒng),因道岔的組數(shù)很少,每組道岔的造價將相當高,而且增加定員。需在線路所設車務人員,這些人員的工資將是一項長期的成本,也不便于運營部門的管理。

2.區(qū)域控制方式。將線路所作為被控區(qū)域納入相鄰車站區(qū)域計算機聯(lián)鎖集中控制。區(qū)域控制方式相比獨立控制方式,造價有所降低。由于是在相鄰車站集中控制線路所道岔,不需在線路所設車務人員,減輕了現(xiàn)場人員的勞動強度,也可以降低運營單位的工資成本和管理壓力。然而區(qū)域計算機聯(lián)鎖方式在線路所仍然需要配置一套冗余的區(qū)域聯(lián)鎖設備,并且線路所與主控站之間還要求有2條不同徑路光纜,因此造價仍然偏高。

3.直接控制方式。將線路所道岔直接納入相鄰車站聯(lián)鎖系統(tǒng)集中控制。直接控制方式具備區(qū)域控制方式的優(yōu)點,且比區(qū)域控制方式減少了一套區(qū)域聯(lián)鎖設備。然而,由于線路所道岔距相鄰站信號樓的距離比較遠,必須通過大量電纜芯線并聯(lián),減少電線路傳輸電壓衰耗,才能可靠動作線路所道岔,因此需要在線路所和相鄰站間敷設大量電纜,電纜價格較高,不利于工程投資的控制以及對重金屬資源的節(jié)約,而且大量芯線并聯(lián),其可靠性將隨時間的增長逐漸降低,含有重金屬的大量電纜超過使用期限后廢棄于地下,也會對環(huán)境造成影響。

2 采用中繼控制方案

鑒于線路所道岔傳統(tǒng)控制方式存在的上述缺點,本著控制工程造價和以人為本、有利于鐵路運輸?shù)淖谥?在實現(xiàn)線路所道岔由相鄰站控制的同時,應設法盡可能減少線路所與相鄰站間的電纜芯數(shù)。因此,提出一種對傳統(tǒng)交流多機牽引道岔控制方式進行簡單改造的方案。

2.1 交流多機牽引道岔控制電路特點分析

交流多機牽引道岔控制電路中,以XX線A線路所為例,線路所只有1組雙動道岔S2/S4,均為60 kg 1/18號可動心軌雙動道岔(專線4245A),S2、S4道岔岔尖與其相鄰車站B站信號樓中心的距離分別為5.51 km和5.31 km,若道岔轉(zhuǎn)轍設備配置S700K交流電動轉(zhuǎn)轍機(ZYJ7交流電液轉(zhuǎn)轍機類似),室外總共需要10臺轉(zhuǎn)轍機牽引,室內(nèi)需要10個TDF組合和1個DC-T組合來完成控制。其中TDF組合用于控制交流轉(zhuǎn)轍機,DC-T組合用于獲取與聯(lián)鎖機之間各種聯(lián)鎖條件。10個TDF組合的DBJ(或FBJ)接點雙斷法串聯(lián)后,接至DC-T組合中DBJ(或FBJ)的勵磁電路,以保證每個牽引點均動作一致后給出S2/S4道岔的定(反)位表示。可以看出,實際動作道岔的TDF組合與獲取、反映聯(lián)鎖條件的DC-T組合之間,其實僅僅是傳遞了一些條件,這些條件如圖1所示,圖中箭頭方向表示條件的傳遞方向。

圖1 道岔組合間條件傳遞示意圖

2.2 中繼控制方案原理

在A線路所設一信號中繼室,將原放在B站機械室內(nèi)的10個TDF組合改放于A線路所中繼室內(nèi),DC-T組合仍放于B站。這樣,S2/S4的控制電纜由A線路所的中繼室引出,距離極短,無需并芯。B站與A線路所之間用1根“聯(lián)系”電纜溝通,以傳遞圖1中所示的各種條件。

1DQJ條件的傳遞方式和電路如圖2。B站DCT組合電路無需修改,只需用1DQJ的2組空接點作為條件,通過“聯(lián)系”電纜送至A線路所。A線路所得到條件后使其復示繼電器1DQJF勵磁吸起, 1DQJF前接點接入各TDF組合的1DQJ電路中, 1DQJF吸起即反映S2/S4道岔動作前檢查聯(lián)鎖條件的任務已完成。這里需要說明的是:由于DC-T組合中的1DQJ已不需要參與轉(zhuǎn)轍機控制電路的動作,故不需要使用加強接點型繼電路,空接點也比較多,使用2組接點的“雙斷法”可防止混線故障,使1DQJF更可靠反映1DQJ的狀態(tài)。

圖2 1DQJ條件復示電路圖

B站DC-T組合中DCJ、FCJ需復示到A線路所,以供TDF組合控制各個轉(zhuǎn)轍機的動作方向。A線路所各個轉(zhuǎn)轍機的表示條件,需串聯(lián)后復示回B站,以反映S2/S4道岔的位置,供聯(lián)鎖系統(tǒng)采集。

圖3所示為具體的電路。其中A線路所的DCJF、FCJF,B站的DBJ、FBJ,4個復示繼電器均采用JPXC-1000型偏極繼電器,有2個目的:一是可減少一半電纜芯線,降低工程造價;二是由于DCJ和FCJ以及DBJ和FBJ一個吸起,另一個必然吸不起來,保證道岔正確動作。在原DBJ、FBJ的微機采集電路中串入1組2DQJ接點(DC-T組合),它可以讓計算機在采集從A線路傳來的道岔表示狀態(tài)時,與2DQJ的狀態(tài)進行一次較核,若“結(jié)果”沒滿足“命令”的要求,則不能采集到道岔的表示信息,體現(xiàn)了“故障-安全”的原則。

2.3 采用中繼控制方式的優(yōu)點

1.如采用直接控制方式,S700K型交流轉(zhuǎn)轍機的最大有效控制距離為2.3 km左右,S2、S4道岔所需控制電纜應在5.5 km和5.3 km以上,因此室內(nèi)至轉(zhuǎn)轍機的控制電纜每根芯線均需并聯(lián)3芯,每臺轉(zhuǎn)轍機控制電纜芯數(shù)為15芯,A線路所和相鄰站B站間共需要150芯電纜道岔控制電纜,加上維修電話芯線,S2/S4道岔共需5根37芯(27 km)主干電纜才能完成控制功能。

圖3 操縱繼電器和表示繼電器復示電路圖

2.如采用中繼控制方式,A線路所和B站間的電纜僅需6芯,為直接控制方式的1/25,加上維修電話芯線,實際工程中只需要1根12芯電纜即可解決問題,可大大減少工程量,按37芯PTYL23型電纜定額價3465.73元/百米及12芯PTYL23型電纜定額價2014.92元/百米計算,A線路所中繼控制方式可比直接控制方式節(jié)省近90%的電纜工程投資(82萬多元)。中繼方式雖然需要在線路所新建一間信號中繼室,但所需面積很小(15～18m2,造價5萬元左右),由于B站取消了10個TDF組合,也可以減少一些室內(nèi)的空間,因此建筑方面的實際投資不大。另外,線路所需單獨配置一套模塊化的電源屏,只給S2/S4道岔供電,僅需KZ、KF模塊,DJZ220、DJF220模塊,JZ220、JF220模塊以及三相交流模塊就可以滿足要求,1臺容量15 KVA的電源屏價格約在6～8萬元。綜合比較這些因素,采用中繼方式控制線路所道岔對信號工程造價的降低有非常明顯的效果。

此方案只需對交流多機牽引道岔控制電路做簡單的修改即可實現(xiàn)。防護線路所的信號機可比照區(qū)間通過信號機,采用遠程變壓器;線路所的軌道區(qū)段推薦使用ZPW-2000一體化軌道電路。

3 結(jié)論

當正線出岔線路所需要納入相鄰車站聯(lián)鎖設備集中控制且距離相鄰車站較遠時,用電纜并芯直接控制的方式顯然存在諸多弊端。本文所提出的中繼方式,雖然還沒有實際使用過,但從原理分析是可行的,且造價較低,技術簡單,利于環(huán)境保護,日后的運營成本也可降低。特別是針對多轉(zhuǎn)轍機控制的大號碼道岔(如9機牽引的30號道岔),其優(yōu)勢將更為突出。

*南昌鐵路勘測設計院有限責任公司 工程師,330002 南昌

2009-12-18

(責任編輯:張 利)