何忠華

摘 要：鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是監(jiān)測信號設(shè)備狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)信號設(shè)備隱患、分析信號設(shè)備故障原因、加強信號結(jié)合部管理、輔助故障處理、指導現(xiàn)場維修、反映設(shè)備運用質(zhì)量、提高維護水平和維護效率的重要行車設(shè)備。在信號設(shè)備運用質(zhì)量要求越來越高的今天，對于如何實時反映設(shè)備運行狀態(tài)，準確抓住設(shè)備出現(xiàn)的各類變化，有效提高現(xiàn)場職工維護和隱患處置能力，需要我們不斷的優(yōu)化和改進集中監(jiān)測系統(tǒng)功能。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)監(jiān)控;功能改進;指導維修

集中監(jiān)測系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)是通過對鐵路室內(nèi)外信號設(shè)備的有關(guān)電壓、電流和開關(guān)量、接口信息的采集，通過毫秒級的開關(guān)量或模擬量來分析信號設(shè)備運用中可能存在的異常，但在日常集中監(jiān)測設(shè)備運用中，會出現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)漏測、測試不正確、測試功能不完善等問題，極大的干擾了設(shè)備的正常維護。本文以我們在工作中遇到的集中監(jiān)測電流漏流測試數(shù)據(jù)未能發(fā)現(xiàn)電源接地，電源測試未能及時反映外電網(wǎng)電源質(zhì)量不良造成信號設(shè)備損壞等問題，通過原因分析、探討方案、制定對策，并落實改進措施優(yōu)化功能。

1.集中監(jiān)測電源漏流測試失效

1.1現(xiàn)象概況

某站在電源屏集中檢修進行漏流人工校對時發(fā)現(xiàn)集中監(jiān)測系統(tǒng)電源JF220電源漏流值超標，在排除監(jiān)測測試線和電源屏自身問題后，經(jīng)逐段排查為集中監(jiān)測顯示器電源線接地不良。電源漏流超標在信號維護工作中是處理不得過夜的嚴重問題，會給信號系統(tǒng)的安全運用帶來極大隱患，而該站在日常的監(jiān)測測試中卻未能及時發(fā)現(xiàn)該問題。

1.2漏流監(jiān)測電路和原因分析

根據(jù)現(xiàn)行的集中監(jiān)測規(guī)范《鐵路信號集中監(jiān)測安全要求》（運基信號〔2011〕377號），電源漏流測試原理（見圖1）是需采集配線在電源屏輸出電路自身設(shè)置的保險或空開隔離輸出端子的后級端子上采集，并通過監(jiān)測保險絲組合隔離后再接到漏流測試組合側(cè)面。經(jīng)過電路檢查測試，發(fā)現(xiàn)該站集中監(jiān)測不能測試到集中監(jiān)測JF220電源漏流超標的原因正是這個保險盒內(nèi)的保險管安裝不良，測試電路開路，導致得到了錯誤的測試數(shù)據(jù)。

1.3整改方案

1.3.1方案一

（1）方案描述

使用帶保險管斷絲指示功能的C0組合（見圖2）替代現(xiàn)場既有的C0組合。帶保險管斷絲指示功能的C0組合可以在保險斷絲后，保險管端子上指示燈窗口發(fā)光指示。便于人工檢查時發(fā)現(xiàn)其保險管斷絲現(xiàn)象。

（2）設(shè)備配置

帶指示C0組合替代原來C0組合，配置路數(shù)與既有C0組合保持一致。

（3）方案優(yōu)缺點

優(yōu)點：工程施工工作量小。

缺點：需要人工去檢查判斷保險管狀態(tài)，無法納入集中監(jiān)測站機監(jiān)測。

（4）施工方法

①使用非實采C0組合站點

在垂直天窗點內(nèi)，將所有電源屏輸出斷電后，先拆掉原有CO 組合更換上新的CO組合，再將有采樣線按照線纜標識配到新的C0組合上。

②使用實采C0組合站點

調(diào)查后按照非實采C0組合設(shè)計施工圖紙，在天窗垂直天窗點內(nèi)更換C0組合、進行配線。

1.3.2方案二

（1）方案描述

增加智能光電采集組合（見圖3），通過型智能光電采集組合實現(xiàn)保險管斷絲監(jiān)測功能并上報至集中監(jiān)測站機。

（2）設(shè)備配置

智能光電采集組合，可以采集24路即48個保險。

（3）方案優(yōu)缺點

優(yōu)點：采用光電隔離組合采集保險后端的電源狀態(tài)，可以實現(xiàn)對保險管是否斷絲進行監(jiān)測并納入集中監(jiān)測站機進行實時監(jiān)測。

缺點：僅實現(xiàn)了保險管斷絲的監(jiān)測功能，沒有對電源屏對應的輸出電壓進行監(jiān)測。

（4）實施方法

將新增加的智能光電采集組合安裝在室內(nèi)組合架的空位，進行施工配線時需將監(jiān)測CO組合保險斷開，新增采集配線至C0組合或絕緣漏流監(jiān)測組合，配線完畢后將監(jiān)測CO組合保險恢復。

1.3.3方案三

（1）方案描述

將既有非實采C0組合更換為電源屏實采組合，并增加電源屏采集器（見圖4），不僅實現(xiàn)保險管斷絲監(jiān)測功能而且實現(xiàn)了對電源屏輸出電壓的監(jiān)測，通過電源屏采集器上報至集中監(jiān)測站機。

（2）設(shè)備配置

實采C0組合，容量分為18、54、90三種規(guī)格。

增加電源屏采集器。

（3）方案優(yōu)缺點

優(yōu)點：既有現(xiàn)場通過增加電源屏采集器，不僅實現(xiàn)保險管斷絲監(jiān)測功能而且實現(xiàn)了對電源屏輸出電壓的高精度監(jiān)測，通過電源屏采集器上報至集中監(jiān)測站機。

缺點：采集內(nèi)容與電源屏接口中有部分內(nèi)容重復，個別站需要再增加一套C0組合。

（4）實施方法

①使用實采C0組合站點

增加智能電源屏采集器和CAN通信線，修改數(shù)據(jù)軟件調(diào)試。

②使用非實采C0組合站點

調(diào)查并進行施工圖紙設(shè)計，在天窗垂直天窗點內(nèi)更換C0組合、進行配線和調(diào)試工作。

1.4方案比較

通過以上方案的優(yōu)缺點比較，方案三用電源屏采集器是2000版微機監(jiān)測使用的方法，在當前普遍推行智能電源屏的技術(shù)條件下，已經(jīng)不是很適合。方案一優(yōu)點在于更換方便、操作性強，適用于既有的車站。方案二優(yōu)點在于更加智能，適用于技改、新建車站。按以上原則，在新建車站適用方案二，在既有車站適用方案一，可有效消除保險管（安裝）不良帶來的信號設(shè)備重大隱患。

1.5現(xiàn)場實施

經(jīng)集中監(jiān)測廠家、設(shè)備管理單位等現(xiàn)場論證和試驗，在新建車站使用方案二，在既有車站使用方案一效果良好，既有車站已經(jīng)在滬昆線浙贛段進行擴大試驗，下一步將進行推廣運用。

2.外電網(wǎng)電源的零點漂移

2.1現(xiàn)象概況

某站9號道岔定位無表示，外電網(wǎng)I、II路電源電壓不穩(wěn)定， 測試信號電源箱空開輸入端I路電源A、B、C相電壓和II路電源A、B、C相電壓均在209V至232V間波動，測試外電網(wǎng)I路和II路零線端子與地線端子間有69.9V和73.7V電壓，但集中監(jiān)測未能捕捉到相關(guān)異常信息。零線的正常與否關(guān)系到全站及相鄰區(qū)間信號設(shè)備的正常使用，影響范圍大，后果極其嚴重。

2.2原因分析

鐵路信號電源供電大都為ABCN四條線構(gòu)成低壓電源的供電系統(tǒng)，稱之為380伏的三相四線制。ABC對于N來說是A相B相C相，這三相都是220伏的電壓，在矢量空間的排列上相差120度的電角度。A和B，A和C，B和C之間是380伏特的電壓，這4條線就從變壓器出來送到信號的配電箱。為了使三相用電負荷趨于平衡，把A相、B相、C相電送給了3個用電負載。當3個用電負載的用電量基本一致時，通過N線的電流基本上是0個安培，所以 N線的作用至關(guān)重要。

本例中正是由于外電網(wǎng)I、II路電的N線不良造成“中性點電位漂移”，測試外電網(wǎng)I路和II路零線端子與地線端子間有69.9V和73.7V電壓。將信號電源箱內(nèi)零線端子拉線與地線端子臨時連接，外電網(wǎng)I路和II路A、B、C相電壓恢復穩(wěn)定。

2.3整改方案

目前信號集中監(jiān)測對信號機械室外電網(wǎng)配電箱的電流監(jiān)測只到A、B、C三相，沒有對零線的電流、電壓監(jiān)測采集，是監(jiān)測盲區(qū)。觀察輸入電零線是否正常，可利用采集零線（N相）電流以及零線與地線間的電壓方法，做到對零線的實時監(jiān)測。由于按現(xiàn)有的外電網(wǎng)監(jiān)測環(huán)境，如果要實現(xiàn)采集零線與地線間的電壓，需要重新設(shè)計采集四路的采集模塊并進行更換，工程量較大。而采集N相電流的方式只需單獨增加1路電流采集模塊就能實現(xiàn)，因此目前我們采用了對外電網(wǎng)N相采集電流的方案，同時同步升級了外電網(wǎng)的采集模塊能實現(xiàn)對諧波電壓和電流的采集，對外電網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)測功能的改善做到了既方便，又有效。

2.3.1方案描述

為了進一步論證整改方案的有效性和安全性，目前我們在杭州轄區(qū)管內(nèi)選取了杭長線某站進行試驗，該站集中監(jiān)測型號為CSM-TH型，現(xiàn)有外電網(wǎng)采集信息包含I路、II路的電壓電流及功率信息，確定了在原有采集功能基礎(chǔ)上增加外電網(wǎng)基波和諧波電壓電流信息及N相電流采集兩項功能，達到判斷外電網(wǎng)供電質(zhì)量預防故障的效果。

2.3.2設(shè)備配置

為增加N相電流信息，在既有外電網(wǎng)箱內(nèi)新增兩個采集傳感器，N相電流值在三相平衡的情況下接近于0，如出現(xiàn)三相不平衡峰值可達某相電流值（10-30A）。為增加基波和諧波數(shù)據(jù)的實時值及瞬間斷電曲線，升級了采集傳感器芯片軟件。

2.3.3實施方法

（1）斷開外電輸入

分別撥起外電網(wǎng)監(jiān)測箱內(nèi)部A1＼B1＼C1＼N1＼A2＼B2＼C2＼N2共8個WAGO保險，斷開電力外電輸入。

（2）外電網(wǎng)采集傳感器更換

拔出2個藍色外電網(wǎng)采集傳感器上端電壓電流輸出插頭、下端電源通信插頭，并拆下傳感器。將升級的外電網(wǎng)采集傳感器安裝到對應的安裝位置。

（3）相電流采集傳感器安裝

環(huán)接I路和II路N相電流采集傳感器的+E和G端子接入到外電網(wǎng)箱的13、14端子， A和B端子接入到外電網(wǎng)箱的15、16端子。軟線通過線槽分別連接防雷配電箱內(nèi)的兩個電流互感器與和外電網(wǎng)箱內(nèi)的N相電流采集傳感器的I+和I-端子。后將防雷配電箱內(nèi)的開口式電流互感器卡在閘刀內(nèi)側(cè)I路和II路N相電源線上。

（4）接入外電輸入

合上外電網(wǎng)監(jiān)測箱內(nèi)斷開的8個WAGO保險開關(guān)，接入外電輸入。

（5）站機軟件升級

升級站機接口軟件和數(shù)據(jù)配置。

2.4方案論證

通過增加監(jiān)測模塊、修改監(jiān)測軟件等措施，實現(xiàn)了N相電流、外電網(wǎng)諧波電壓、諧波電流數(shù)據(jù)的實時顯示，并對測試的數(shù)據(jù)進行上下限設(shè)置，提供了隱患報警功能，解決了外電網(wǎng)電源出現(xiàn)零點漂移及外電網(wǎng)諧波質(zhì)量不良等問題的有效反應。

結(jié)束語：我們在理解監(jiān)測電路設(shè)計原理的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)場出現(xiàn)的各類監(jiān)測問題，通過不斷的技術(shù)改造并采取周密的現(xiàn)場論證，使集中監(jiān)測的實用性得到了充分發(fā)揮。本文涉及的兩項措施的改進，通過實踐證明大大增強了電源設(shè)備的日常監(jiān)控，彌補了出現(xiàn)重大隱患無法察覺的漏洞，為現(xiàn)場設(shè)備的安全運行進一步提供了可靠的保障。

參考文獻：

[1]鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)安全要求，運基信號[2011]377，鐵道部運輸局，2011年。

[2]鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件，運基信號〔2010〕709 號，鐵道部運輸局，2011年。

（杭州鐵路辦事處，浙江 杭州 310009）