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        區(qū)間組合柜線纜布置優(yōu)化設(shè)計

        2020-02-25 02:29:14趙波波
        鐵路技術(shù)創(chuàng)新 2020年6期
        關(guān)鍵詞:屏蔽線移頻線槽

        趙波波

        (中鐵建電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司,河北高碑店 074000)

        0 引言

        信號系統(tǒng)控制電路的執(zhí)行部分設(shè)置于機(jī)械室中,機(jī)械室設(shè)備主要由組合柜、繼電器及繼電器之間的線纜組成[1]。室內(nèi)設(shè)備布線、配線是信號工程施工的一項(xiàng)重要工作,機(jī)柜以及機(jī)柜內(nèi)組合的布置直接影響機(jī)柜間布線的工藝和質(zhì)量,因此對機(jī)柜和組合布置的優(yōu)化對于信號工程室內(nèi)施工具有事半功倍的作用。

        施工人員一般都非常注重室內(nèi)機(jī)柜的布置,而往往忽視對機(jī)柜內(nèi)部組合布置排列優(yōu)化。由于機(jī)柜布置直接影響室內(nèi)面積、人員維護(hù)通道以及線纜的走向,效果較為直觀,而組合的布置、排列往往在設(shè)計中已被明確,施工人員習(xí)慣性地“照圖施工”而忽略了存在的問題。

        1 ZPW-2000移頻軌道電路概述

        隨著高速鐵路的發(fā)展,聯(lián)鎖、列控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使信號系統(tǒng)室內(nèi)配線更加簡單。然而在高速鐵路信號系統(tǒng)中,為防止電磁干擾采用了大量屏蔽線,導(dǎo)致部分組合柜走線槽被占滿,較為突出的問題往往出現(xiàn)在區(qū)間組合柜處[2]。

        在ZPW-2000 移頻軌道電路中(見圖1),區(qū)間組合柜介于ZPW-2000移頻柜和綜合柜之間,對移頻柜發(fā)出的信息或綜合柜接收的室外軌道信息進(jìn)行邏輯判斷,是ZPW-2000 移頻軌道電路的繼電邏輯執(zhí)行部分。圖1中發(fā)送和接收連接的線纜(帶星號圖標(biāo)的線纜)均需采用雙芯絞型阻燃屏蔽線纜。

        區(qū)間組合柜主要放置軌道繼電器(GJ)和方向切換繼電器(FQJ)組合,根據(jù)車站管轄的區(qū)段數(shù)量可設(shè)置多層組合,每個軌道組合最多可以安裝10臺繼電器,繼電器之間、繼電器與組合側(cè)面間通過組合內(nèi)部配線連接。組合側(cè)面通過室內(nèi)線纜與移頻柜、綜合柜進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)電路的連通。信號工程室內(nèi)布線就是按照相關(guān)規(guī)則,布放組合柜之間以及組合柜與各種機(jī)柜間的線纜。組合柜內(nèi)部組合布置示意見圖2。

        圖1 ZPW-2000移頻軌道電路

        2 存在問題

        根據(jù)設(shè)計圖紙,高速鐵路區(qū)間組合柜一般設(shè)置2 臺,一臺組合柜中全部布置GJ 組合,另一臺組合柜中全部布置FQJ 組合(見圖3)[3]。為防止移頻信息受到干擾,機(jī)械室內(nèi)傳輸移頻信息的線纜全部采用屏蔽線,而FQJ繼電器節(jié)點(diǎn)又處于移頻信息傳輸通道上,因此連接FQJ組合側(cè)面的線纜全部為屏蔽線。每根屏蔽線中包含2芯23×0.15 mm的芯線,屏蔽線外徑6 mm,根據(jù)圖1 可知,每個區(qū)段在FQJ 組合側(cè)面都有4 根屏蔽線,1 架組合最多可容納10 個區(qū)段,組合側(cè)面每側(cè)屏蔽線20根。以圖3為例,該站有54個軌道區(qū)段,當(dāng)FQJ組合全部設(shè)置于1臺組合柜中時,每側(cè)組合側(cè)面槽中將出現(xiàn)108根屏蔽線,線徑總和122.1 mm,而側(cè)面走線槽寬度僅為70 mm×100 mm(寬×深),側(cè)面走線槽根本無法容納所有線纜,線纜布放質(zhì)量必將受到嚴(yán)重影響。而GJ組合中每臺繼電器外部線纜只有2芯,且為23×0.15 mm的普通阻燃芯線,每芯線徑0.4 mm,即便采用6芯護(hù)套線,6 芯線纜的外徑也僅為8 mm,該站有54 個軌道區(qū)段,GJ組合每側(cè)護(hù)套線的數(shù)量為9根,線槽利用率較低。

        圖2 組合柜內(nèi)部組合布置示意圖

        由于FQJ 的作用為方向切換,當(dāng)列車反向行駛時,發(fā)送和接收對調(diào)使用,因此在FQJ組合以及在組合側(cè)面無法將發(fā)送和接收線纜分開布放,但發(fā)送和接收線纜在側(cè)面密集布放將導(dǎo)致移頻信息的抗干擾能力嚴(yán)重減弱。

        目前組合柜布置設(shè)計存在的主要問題是:區(qū)間組合柜2側(cè)面走線槽內(nèi)線纜過多,線纜溢出槽蓋,線纜的互相擠壓導(dǎo)致移頻信息互相干擾,危及行車安全[4]。而反觀區(qū)間組合柜1側(cè)面走線槽利用率不高,槽道內(nèi)線纜數(shù)量極少,2臺組合柜側(cè)面走線槽線纜布置非常不均衡。

        3 優(yōu)化方案

        由上述分析可知,若將2 個組合柜線槽內(nèi)的線纜均衡分布,將有效解決此問題。組合柜中組合的布置并不影響設(shè)備功能,僅與組合之間的連接線長度、走線徑路有關(guān)系,因此可以通過優(yōu)化布置組合的位置關(guān)系,使組合側(cè)面的線纜徑路更加合理,提升線纜的抗干擾能力[5]。

        3.1 優(yōu)化方案1

        優(yōu)化方案1:按軌道區(qū)段里程由小到大分布組合,將FQJ、GJ交錯布置。

        該站范圍內(nèi)的軌道區(qū)段自1947DG—2078EG,根據(jù)圖3 按照軌道區(qū)段由小到大的順序,將組合柜1 布置1947DG—2053AG 軌道區(qū)段的FQJ 和GJ 組合,組合柜2布置1976AG—2078EG 軌道區(qū)段的FQJ 組合和GJ 組合。除GFJ 組合和BJL2 組合外,F(xiàn)QJ 組合和GJ 組合上下交錯布置,即上層布置FQJ 組合,下層布置GJ 組合(見圖4)。該方案能保證線槽內(nèi)線纜自上而下都比較均勻,2個組合柜側(cè)面的線纜大致相等,不會造成線纜擁擠的現(xiàn)象,組合側(cè)面線纜的綁扎較為容易、工藝也更為美觀,一定程度上解決了現(xiàn)場施工中線纜擁擠的突出問題。根據(jù)《京沈客專信號專業(yè)施工工藝指導(dǎo)手冊》[6]室內(nèi)屏蔽線的屏蔽層采用1.5 mm2黃綠地線在區(qū)間組合柜處集中接地,接地線采用雙環(huán)線連接。按照該工藝要求,F(xiàn)QJ 組合側(cè)面走線槽處每層均有一處集中接地點(diǎn),由于該方案中FQJ 組合被GJ 組合間隔,側(cè)面走線槽中的屏蔽線接地點(diǎn)間隔設(shè)置,導(dǎo)致線纜敷設(shè)工藝無法達(dá)到預(yù)期效果,不利于布線工藝的控制。

        圖3 某站區(qū)間組合柜布置設(shè)計方案

        圖4 區(qū)間組合柜布置優(yōu)化方案1

        3.2 優(yōu)化方案2

        優(yōu)化方案2:按軌道區(qū)段里程由小到大分布組合,將FQJ、GJ組合集中布置。

        方案1 雖有效解決了當(dāng)前施工中線纜不均勻的問題,但由于FQJ與GJ組合間隔布置,使屏蔽線的接地點(diǎn)被分散,導(dǎo)致側(cè)面走線槽的線纜工藝達(dá)不到要求。因此方案2 將FQJ 組合和GJ 組合分別集中布置(見圖5),組合柜的上面幾層先布置FQJ 組合,最后再布置GJ 組合。該方案既保證了線纜的均勻分布,也使布線工藝更加美觀,能夠有效解決原設(shè)計方案的問題。但從維護(hù)角度看,上下行軌道區(qū)段設(shè)置在同一組合柜內(nèi),在日常維護(hù)過程中容易混淆、出現(xiàn)人為錯誤,不符合維護(hù)習(xí)慣。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障,故障查找時無法及時快速地進(jìn)行問題定位,該方案還需進(jìn)一步優(yōu)化。

        圖5 區(qū)間組合柜布置優(yōu)化方案2

        3.3 優(yōu)化方案3

        優(yōu)化方案3:按上下行分布組合,將FQJ、GJ 組合集中布置。

        方案1、方案2 分別從不同角度出發(fā),基本解決了當(dāng)前施工中存在的問題,但在工藝保證、維護(hù)便捷性上還有一定不足,為了高效率、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量如期完工并達(dá)到預(yù)期效果[7],還需進(jìn)一步優(yōu)化。通過分析方案1、方案2 可知,將FQJ 和GJ 分2 個獨(dú)立的組合柜布置會造成線纜不均勻、擁擠的問題,將FQJ 和GJ 間隔布置又會引起線纜工藝的問題,因此考慮將FQJ、GJ 按照上下行軌道區(qū)段的原則進(jìn)行部分集中布置。按照方案1、方案2 優(yōu)化后的結(jié)果,進(jìn)一步將上下行軌道區(qū)段分開布置,組合柜1 布置上行區(qū)段,組合柜2 布置下行區(qū)段,上3 層布置FQJ 組合,下3 層布置GJ 組合(見圖6)。該方案首先解決了線纜不均勻造成某組合柜線槽內(nèi)線纜擁擠的問題,使2個組合柜側(cè)面線纜數(shù)量基本相同;第二,按照上下行軌道區(qū)段的原則布置組合,便于維護(hù)人員日常維護(hù)和故障處理;第三,通過將FQJ組合集中布置,使屏蔽線的接地更為集中,線纜布設(shè)工藝更加美觀,較為完美地解決了實(shí)際施工中的問題。

        圖6 區(qū)間組合柜布置優(yōu)化方案3

        4 結(jié)束語

        設(shè)計與施工密不可分,設(shè)計在整個工程中起到源頭控制的作用,但在實(shí)際施工過程中,應(yīng)以最終質(zhì)量、工藝為目標(biāo),而不能盲從于原始設(shè)計方案。施工圖審核是施工的首要環(huán)節(jié),施工中應(yīng)對設(shè)計圖紙進(jìn)行深入分析,及時調(diào)整不合理的部分。信號工程施工線纜多、工藝要求高,若設(shè)計不合理、施工不嚴(yán)謹(jǐn)將對工程質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響,特別是軌道電路鄰線干擾、鄰區(qū)段干擾等問題處理起來十分復(fù)雜,因此必須在源頭上、過程中的每個階段優(yōu)化方案,從而保證施工質(zhì)量。

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