王 超

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司東北分院，哈爾濱 150006）

鐵路信號(hào)中電源設(shè)計(jì)的優(yōu)化

王 超

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司東北分院，哈爾濱 150006）

分析信號(hào)設(shè)計(jì)電源方面的重要性，列舉設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)和方法，總結(jié)施工和維修中的隱患和安全問(wèn)題，提出工程設(shè)計(jì)和施工的實(shí)施建議。

鐵路信號(hào)；設(shè)計(jì)；電源

1 概述

鐵路信號(hào)系統(tǒng)是保證鐵路運(yùn)輸安全、提高行車(chē)效率的重要系統(tǒng)，而電源系統(tǒng)是其重要組成部分。鐵路信號(hào)電源方面的設(shè)計(jì)是車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)計(jì)者容易忽視的地方，由于設(shè)計(jì)前期對(duì)電源的諸多問(wèn)題沒(méi)有合理的統(tǒng)籌考慮，所以在施工和維修過(guò)程中極易出現(xiàn)安全隱患及信號(hào)設(shè)備故障，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2 室內(nèi)電源配線方面

2.1 信號(hào)配電盤(pán)至信號(hào)電源屏的配線線徑和熔斷器容量

在車(chē)站設(shè)計(jì)前期，信號(hào)設(shè)計(jì)者需按照車(chē)站的站場(chǎng)規(guī)模給電力專(zhuān)業(yè)提電源需求，提出車(chē)站信號(hào)設(shè)備用電等級(jí)、容量大小、負(fù)荷要求。并與電力專(zhuān)業(yè)共同確認(rèn)接口處電纜、斷路器配置等相關(guān)參數(shù)。按照《鐵路信號(hào)站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10071-2000）第9.0.9條 熔斷器的設(shè)置應(yīng)能對(duì)設(shè)備進(jìn)行分級(jí)防護(hù)。目前在國(guó)內(nèi)很多車(chē)站，信號(hào)電源屏輸入電源的斷路器與信號(hào)配電盤(pán)斷路器容量沒(méi)有逐級(jí)防護(hù)，并且在現(xiàn)場(chǎng)也發(fā)現(xiàn)個(gè)別車(chē)站配電盤(pán)至電源屏配線小于屏內(nèi)輸入側(cè)配線線徑。為防止配電盤(pán)至電源屏間配線線徑、斷路器容量各級(jí)間發(fā)生錯(cuò)誤配置的情況，需要設(shè)計(jì)者在做施工圖時(shí)，先與電源屏廠家溝通明確電源屏輸入電源配線線徑、斷路器容量，再計(jì)算出配電盤(pán)至電源屏間配線、斷路器容量。并在信號(hào)室內(nèi)電源環(huán)線圖、信號(hào)電源屏及架間電源環(huán)線圖中詳細(xì)表示出來(lái)。

2.2 信號(hào)電源屏至組合柜的配線

信號(hào)電源屏屏間連線需要施工單位按照電源屏廠家的圖紙進(jìn)行連接，還要與維修單位溝通電源屏屏間走線方式是上走線還是下走線，方便維修單位進(jìn)行維修。電源屏的電源種類(lèi)、容量、輸出回路數(shù)除滿足車(chē)站聯(lián)鎖需要的同時(shí)，還要符合《鐵路信號(hào)電源屏》TB/T1528.3-2002繼電聯(lián)鎖信號(hào)電源屏和TB/T1528.4-2002計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖信號(hào)電源屏中規(guī)定的要求。如為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站，還應(yīng)考慮計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖廠家關(guān)于電源的要求，目前國(guó)鐵聯(lián)鎖的4個(gè)廠家要求交流電源220 V兩束各12.5 A。CTC或TDCS系統(tǒng)需要交流電源220 V一束10 A。信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要交流電源220 V一束10 A。施工時(shí)注意事項(xiàng)應(yīng)增加：如室內(nèi)電源線走房建專(zhuān)業(yè)預(yù)留的地溝，則需要將電源線和計(jì)算機(jī)等設(shè)備走線采用PVC管防護(hù)，地溝應(yīng)做防鼠、防火處理。

電源屏至組合架間配線線徑應(yīng)根據(jù)用電量經(jīng)計(jì)算確定，如表1所示。

為減少電線傳輸壓降，設(shè)計(jì)中應(yīng)與房建專(zhuān)業(yè)溝通減少繼電器室與電源屏室距離，一般繼電器室與電源屏室應(yīng)設(shè)置在同一個(gè)房間，并緊鄰計(jì)算機(jī)房及運(yùn)轉(zhuǎn)室。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注明室內(nèi)電源線，從室外引入線纜與其他線纜的走線徑路應(yīng)分開(kāi)布設(shè)。根據(jù)《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》TB 10063-2007第9.2.3條（鐵建設(shè)[2012]29號(hào)修改），信號(hào)設(shè)備電線及電纜均應(yīng)采用阻燃型或采取阻燃防護(hù)措施，并具有低煙無(wú)鹵性能。

表1 BV，BVR型單芯電線單根敷設(shè)時(shí)載流量

在組合柜零層至組合側(cè)面的電源線，應(yīng)采用電源雙環(huán)且電源線徑加大的設(shè)計(jì)，一般可采用ZRBVR 7X0.52或ZR-BVR 48X0.15的配線。個(gè)別組合內(nèi)部如直流道岔組合啟動(dòng)電路組合內(nèi)部配線線徑也應(yīng)采用側(cè)面電源配線線徑相同。

2.3 引向室外的信號(hào)直流電源

根據(jù)《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB 10007-2006 第12.2.3條，用于集中供電的電源屏對(duì)不同類(lèi)別、用途的電源應(yīng)相互隔離或設(shè)專(zhuān)用電源供電。引向室外的交流電源，應(yīng)設(shè)斷路器防護(hù)。引向室外的直流電源，應(yīng)單設(shè)整流設(shè)備供電?！惰F路信號(hào)站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)規(guī)范》TB 10071-2000第9.0.11條，引向室外的直流電源，應(yīng)單設(shè)整流設(shè)備供電。一般引向室外的直流電源有半自動(dòng)外線電源、道口信號(hào)通知電源、燈絲報(bào)警電源、站間聯(lián)系電源、場(chǎng)間聯(lián)系電源等，目前設(shè)計(jì)要求電源屏廠家按DC24（36、48、60） V±5 V多束配置。電源屏廠家在做直流電源模塊配置時(shí)，如果設(shè)計(jì)不強(qiáng)調(diào)每束去室外電源的隔離，就會(huì)有安全問(wèn)題。設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)者可以單做整流變壓器做每束直流電源，也可以根據(jù)車(chē)站聯(lián)鎖使用直流電源情況，要求電源屏廠家做單獨(dú)模塊并隔離輸出。但是這樣電源屏?xí)黾雍芏嗄K，占用機(jī)械室空間較大。

3 軌道電源設(shè)計(jì)方面

3.1 微電子接收器軌道柜零層電源

在25 Hz相敏軌道電路采用微電子接收器的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)要考慮軌道柜零層KZ、KF直流24 V電源的斷路器容量。依據(jù)信號(hào)廠家要求“JXW-25型微電子相敏軌道電路接收器的工作電源為直流24 V±15%，由電源屏供給，每套接收器耗電小于100 mA。每個(gè)組合架24 V電源保險(xiǎn)絲可用10 A。”軌道柜滿配接收器零層直流電流大約為1.7 A左右，但是由于在瞬間通電時(shí)峰值電流為7 A左右，所以設(shè)計(jì)考慮運(yùn)營(yíng)后的使用，需合理選用斷路器容量。

3.2 軌道電源分線盤(pán)處斷路器

在軌道電路設(shè)計(jì)時(shí)，引向室外的交流電源目前各個(gè)設(shè)計(jì)院依據(jù)《鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)》第二章第三節(jié)熔斷器的選擇第五條1.5中，軌道電路電源GJZ220、GJF220在轉(zhuǎn)換屏中已設(shè)有斷路器，在分線盤(pán)上應(yīng)不設(shè)熔斷器，否則，將影響停電監(jiān)督繼電器GDJ的正確動(dòng)作。所以一般在防雷分線柜不再設(shè)計(jì)斷路器。但是在運(yùn)營(yíng)維修過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)室外某一區(qū)段送端電源混線，造成整個(gè)咽喉區(qū)或大面積軌道都落下紅光帶的故障。故障造成影響面大，維修不便。

如依據(jù)《鐵路信號(hào)站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)規(guī)范》TB 10071-2000第9.0.11條及《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB 10007-2006第12.2.3條，引向室外的交流電源，應(yīng)設(shè)斷路器防護(hù)。在防雷分線柜上室外電纜的分束端加斷路器則可減少故障影響范圍，也便于天窗點(diǎn)的維修。

3.3 97型25Hz相敏軌道電路軌道電源與局部電源

目前一些設(shè)計(jì)者在25 Hz軌道電路設(shè)計(jì)時(shí)，要求軌道電源與局部電源分束必需一一對(duì)應(yīng)。軌道柜中微電子接收器排列順序按“電纜徑路圖”中劃分的線束進(jìn)行排列，不是同線束的軌道接收器不放于同一個(gè)組合中。分束分界點(diǎn)兩側(cè)的受電端劃分給送電端線束。

在實(shí)際使用時(shí)，微電子接收器軌道局部電源110 V/25 Hz，每套接收器局部輸入阻抗為30 kΩ,即局部電源輸入電流為3.7 mA。只要電源屏做到軌道信號(hào)的理想相位角滯后局部電源相位90°就滿足使用。因軌道電源220 V與局部電源110 V本身就是不同變壓器輸出的，所以在一些較大站場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，很難將所有區(qū)段軌道電源與局部電源一一相對(duì)應(yīng)，在保證上下咽喉電源分開(kāi)后，也沒(méi)有必要保持軌道電源與局部電源的對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)。

4 聯(lián)鎖方面的電源設(shè)計(jì)

4.1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車(chē)站電源

在進(jìn)行國(guó)鐵聯(lián)鎖如二乘二取二型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、雙機(jī)熱備型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖等4個(gè)廠家電路設(shè)計(jì)時(shí)，有的聯(lián)鎖廠家結(jié)合設(shè)計(jì)將采集電源、驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)電源均由聯(lián)鎖機(jī)柜送至車(chē)站組合柜零層，但是有的廠家只是送一個(gè)采集或驅(qū)動(dòng)的正電源。這樣在故障情況下，現(xiàn)場(chǎng)維修人員借用電源查找故障時(shí)非常麻煩，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將聯(lián)鎖機(jī)的采集電源、驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)電源均送至車(chē)站組合柜零層，方便運(yùn)營(yíng)單位的維修。

4.2 繼電器做復(fù)示時(shí)考慮電源取向

在電碼化設(shè)計(jì)或者場(chǎng)聯(lián)、站聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常做一些復(fù)示繼電器，有時(shí)會(huì)不考慮復(fù)示繼電器與原繼電器KZ或KF電源不在一個(gè)組合架上會(huì)造成串電現(xiàn)象。站內(nèi)聯(lián)鎖規(guī)范總則中“涉及行車(chē)安全的鐵路信號(hào)系統(tǒng)及電路設(shè)計(jì)，必須符合故障導(dǎo)向安全的要求”。所以做復(fù)示繼電器的設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證復(fù)示繼電器電源取自原繼電器組合架KZ或KF電源。

5 結(jié)束語(yǔ)

以上是作者在多年的施工與設(shè)計(jì)中，結(jié)合維修單位的意見(jiàn)，針對(duì)鐵路信號(hào)電源方面經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行論述，提出相應(yīng)的處理方法，為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)與施工提供參考。

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This paper analyzes the importance of the power supply in the signal design, presents design methods and matters needing attention, and summarizes risks and safety issues in construction and maintenance; meanwhile, it puts forward the implementation suggestions of engineering design and construction.

railway signal; design; power supply

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.03.023

2015-01-06）