樊福軍

摘 要：該文介紹我國道岔融雪工程道岔融雪設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀， 對新型電加熱道岔融雪系統(tǒng)的組成、配置、功能以及工作原理進行了分析， 并通過實例介紹該系統(tǒng)在北京地鐵的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：道岔 融雪 傳感器 調(diào)測

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-02

隨著國內(nèi)地鐵大量建設(shè)和鐵路系統(tǒng)自動化水平的提高，地鐵運行對地鐵信號及其輔助系統(tǒng)的功能和要求也越來越高。道岔作為地鐵信號的關(guān)鍵設(shè)備，其軌尖密貼情況直接影響到地鐵運行安全。在我國部分區(qū)域，一到冬天就會出現(xiàn)道岔存在著積雪的問題，將直接導致道岔不能密貼，將會給鐵路運輸帶來極大的安全隱患問題。但直到現(xiàn)在還是人工進行清理道岔積雪工作，管理及人工費用比較高，而且嚴重威脅車輛運行及人員安全，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代地鐵快速、安全、正點運行的要求。因此研究一套能夠有效融化積雪、自動化程度較高的道岔融雪設(shè)備必須要棘手的事情。

1 融雪系統(tǒng)組成（北京地鐵道岔融雪工程）

電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備是道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的基本組成部分之一，當發(fā)生降雪或溫度變化時，系統(tǒng)可自動或人工啟動電加熱融雪電路。電加熱道岔融雪系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖下所示，它由車站控制終端、電氣控制柜、軌溫傳感器、隔離變壓器、接線盒、電加熱元件、連接線纜和信息通道等組成。

圖1 電加熱道岔融雪系統(tǒng)構(gòu)成框圖

1.1 系統(tǒng)工作原理

電氣控制柜分散安裝在需加熱的道岔旁，動力電源分別送至各電氣控制柜。

電氣控制柜的輸出動力電源通過電力電纜送至隔離變壓器。

車站控制終端安裝在車站綜控室內(nèi)，配有觸屏電腦，用來設(shè)置相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)本地控制，便于值班員根據(jù)降雪情況自動開啟和關(guān)閉道岔加熱電路，融化道岔積雪。

每個電氣控制柜配置一個軌溫傳感器，雪天實時檢測道岔的加熱溫升情況。當?shù)啦砑訜岬娇蓾M足融雪條件的溫度時，系統(tǒng)自動關(guān)閉加熱電路，當溫度降到門限值時再自動啟動加熱。

在沒有特出情況的時候，系統(tǒng)工作都處在自動模式，傳感器采集到鋼軌溫度信息后，將信息傳送到電氣控制柜，控制柜把采集到的信息與系統(tǒng)預先設(shè)定“門限”（16-25 ℃）值進行比較：當?shù)陀谙到y(tǒng)所設(shè)定的“門限”值時，系統(tǒng)將自動啟動預設(shè)的加熱方案，對需要加熱的道岔進行加熱；當加熱到符合停止加熱的條件時，系統(tǒng)將自動切斷加熱；當遇到緊急情況時車站控制終端可以實現(xiàn)手動加熱控制。

自動控制和手動控制等功能齊全的電加熱道岔融雪系統(tǒng)。如果去掉車站控制終端，同時電氣控制柜保留必要的自檢、絕緣測試等功能，此時系統(tǒng)變?yōu)椤笆謩与娂訜岬啦砣谘┫到y(tǒng)”，手動設(shè)備需要使用人員在各個控制柜上進行人工操作。

1.2 道岔加熱控制

通過控制終端操作，根據(jù)實際需要可以對每組道岔單獨加熱，也可以同時給所有控制道岔共同加熱。

1.3 故障的診斷和使用安全

故障診斷、報警實時高效?？刂栖浖刹杉刂乒窈突芈返亩喾N報警信息，實時性高，界面顯示一目了然，并在有故障時可發(fā)出語音報警信息。

安全的操作權(quán)限控制。系統(tǒng)具有嚴格、安全的分級授權(quán)控制功能，不同權(quán)限的人員有不同的操作權(quán)限。管理者設(shè)定操作權(quán)限后，可有效地保證操作的權(quán)威性和安全性，避免違章和非法操作。

2 現(xiàn)場使用情況

北京地鐵融雪一、二期均采用電加熱道岔融雪系統(tǒng)。經(jīng)過2年多運行，加熱效果良好。

（1）電加熱道岔融雪系統(tǒng)具有加熱速度快，熱效率高，融雪效果好等特點。

（2）監(jiān)測數(shù)據(jù)完整，控制、故障報警和保護功能完善。

（3）控制監(jiān)測使用計算機技術(shù)，智能化程度高。

（4）系統(tǒng)操作簡單。

（5）具有使用安全、可靠，性能穩(wěn)定，便于維修等優(yōu)點。

（6）基于對軌道電路和人身安全的考慮，加熱融雪電路采用隔離變壓器進行隔離。

（7）系統(tǒng)具有良好的電磁兼容性，在電磁干擾嚴重的環(huán)境中能可靠工作。

（8）系統(tǒng)具有過壓、過流保護，漏電保護及電磁脈沖防護措施，同時不對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。

3 北京地鐵道岔融雪系統(tǒng)施工

北京地鐵加裝道岔融雪系統(tǒng)工程主要采用電加熱式，加熱條從德國引進?？刂乒?、控制終端、隔離變壓器等主要設(shè)備由國內(nèi)生產(chǎn)。

北京地鐵加裝道岔融雪系統(tǒng)工程主要安裝在運營正線主要道岔和進出車輛段重點道岔。

當控制柜，控制終端，隔離變壓器，電力纜，信號纜，加熱條等分部安裝完成，具備送電條件后進行設(shè)備調(diào)試工作。

3.1 現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)測

設(shè)備安裝完成后進行加電調(diào)試。每個站的全套融雪設(shè)備已在工廠里完成系統(tǒng)的基本功能仿真測試?，F(xiàn)場主要測試如下內(nèi)容。

當電加熱融雪系統(tǒng)處于正常工作時，觀察系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下的實時測試數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)以及各種記錄數(shù)據(jù)。還需要手動操作部分融雪設(shè)備進行故障模擬實驗，用以觀察融雪設(shè)備故障信息處理、報警和歷史數(shù)據(jù)的保存等。

需要驗證的故障有：通信故障、電源斷電、缺相報警、電路故障、控制柜開門報警、溫度傳感器故障。

3.2 施工注意問題

電纜工程：施工前認真核對電纜規(guī)格、型號，敷設(shè)前進行絕緣測試，合格后人工敷設(shè)注意電纜彎曲半徑，不能扭曲損壞電纜。托架敷設(shè)電纜要排列整齊，防止交叉混亂。電纜進入設(shè)備間管口用防火泥封堵。電纜進控制柜下部進行防火泥封堵。

設(shè)備安裝：電氣控制柜、控制終端及隔離變壓器在運輸、搬運過程中要保持完好無損，無變形。隔離變壓器、電氣控制柜安裝位置便于維修，基礎(chǔ)埋設(shè)牢固，滿足限界要求。施工過程中要防止設(shè)備進潮影響使用。軌溫傳感器安裝在離控制柜最近一組道岔，安裝在基本軌軌底，距岔尖2～3 m，用專用卡具固定。

加熱條為扁平狀，將加熱條安裝在道岔尖軌（心軌）段基本軌內(nèi)側(cè)軌腰部位，采用配套專用卡具固定（根據(jù)業(yè)主要求用卡具或軌腰打眼固定加熱條），安裝前對鋼軌加熱部位除銹除垢。加熱條安裝要根據(jù)道岔尖軌類型配合安裝，特殊的需要現(xiàn)場量身定制。設(shè)備外露電纜部分都需要加防護膠管或波紋管。

4 結(jié)語

新型電加熱道岔融雪系統(tǒng)是一種技術(shù)先進的冬季道岔融雪系統(tǒng)，運行費用較低，特別適合于鐵路、地鐵、高鐵沿線人員不便清掃的道岔，為鐵路的提速和安全正點運行提供了道岔融雪解決方案。