鐵路信號中電源設(shè)計的優(yōu)化

王 超

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司東北分院，哈爾濱 150006）

鐵路信號中電源設(shè)計的優(yōu)化

王 超

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司東北分院，哈爾濱 150006）

分析信號設(shè)計電源方面的重要性，列舉設(shè)計中的注意事項和方法，總結(jié)施工和維修中的隱患和安全問題，提出工程設(shè)計和施工的實施建議。

鐵路信號；設(shè)計；電源

1 概述

鐵路信號系統(tǒng)是保證鐵路運輸安全、提高行車效率的重要系統(tǒng)，而電源系統(tǒng)是其重要組成部分。鐵路信號電源方面的設(shè)計是車站聯(lián)鎖設(shè)計者容易忽視的地方，由于設(shè)計前期對電源的諸多問題沒有合理的統(tǒng)籌考慮，所以在施工和維修過程中極易出現(xiàn)安全隱患及信號設(shè)備故障，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

2 室內(nèi)電源配線方面

2.1 信號配電盤至信號電源屏的配線線徑和熔斷器容量

在車站設(shè)計前期，信號設(shè)計者需按照車站的站場規(guī)模給電力專業(yè)提電源需求，提出車站信號設(shè)備用電等級、容量大小、負(fù)荷要求。并與電力專業(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《鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(guī)范》（TB 10071-2000）第9.0.9條 熔斷器的設(shè)置應(yīng)能對設(shè)備進行分級防護。目前在國內(nèi)很多車站，信號電源屏輸入電源的斷路器與信號配電盤斷路器容量沒有逐級防護，并且在現(xiàn)場也發(fā)現(xiàn)個別車站配電盤至電源屏配線小于屏內(nèi)輸入側(cè)配線線徑。為防止配電盤至電源屏間配線線徑、斷路器容量各級間發(fā)生錯誤配置的情況，需要設(shè)計者在做施工圖時，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，再計算出配電盤至電源屏間配線、斷路器容量。并在信號室內(nèi)電源環(huán)線圖、信號電源屏及架間電源環(huán)線圖中詳細(xì)表示出來。

2.2 信號電源屏至組合柜的配線

信號電源屏屏間連線需要施工單位按照電源屏廠家的圖紙進行連接，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，方便維修單位進行維修。電源屏的電源種類、容量、輸出回路數(shù)除滿足車站聯(lián)鎖需要的同時，還要符合《鐵路信號電源屏》TB/T1528.3-2002繼電聯(lián)鎖信號電源屏和TB/T1528.4-2002計算機聯(lián)鎖信號電源屏中規(guī)定的要求。如為計算機聯(lián)鎖站，還應(yīng)考慮計算機聯(lián)鎖廠家關(guān)于電源的要求，目前國鐵聯(lián)鎖的4個廠家要求交流電源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。信號集中監(jiān)測系統(tǒng)需要交流電源220 V一束10 A。施工時注意事項應(yīng)增加：如室內(nèi)電源線走房建專業(yè)預(yù)留的地溝，則需要將電源線和計算機等設(shè)備走線采用PVC管防護，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)計算確定，如表1所示。

為減少電線傳輸壓降，設(shè)計中應(yīng)與房建專業(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)置在同一個房間，并緊鄰計算機房及運轉(zhuǎn)室。設(shè)計時應(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)分開布設(shè)。根據(jù)《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》TB 10063-2007第9.2.3條（鐵建設(shè)[2012]29號修改），信號設(shè)備電線及電纜均應(yīng)采用阻燃型或采取阻燃防護措施，并具有低煙無鹵性能。

表1 BV，BVR型單芯電線單根敷設(shè)時載流量

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，一般可采用ZRBVR 7X0.52或ZR-BVR 48X0.15的配線。個別組合內(nèi)部如直流道岔組合啟動電路組合內(nèi)部配線線徑也應(yīng)采用側(cè)面電源配線線徑相同。

2.3 引向室外的信號直流電源

根據(jù)《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》TB 10007-2006 第12.2.3條，用于集中供電的電源屏對不同類別、用途的電源應(yīng)相互隔離或設(shè)專用電源供電。引向室外的交流電源，應(yīng)設(shè)斷路器防護。引向室外的直流電源，應(yīng)單設(shè)整流設(shè)備供電。《鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(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外線電源、道口信號通知電源、燈絲報警電源、站間聯(lián)系電源、場間聯(lián)系電源等，目前設(shè)計要求電源屏廠家按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，如果設(shè)計不強調(diào)每束去室外電源的隔離，就會有安全問題。設(shè)計過程中設(shè)計者可以單做整流變壓器做每束直流電源，也可以根據(jù)車站聯(lián)鎖使用直流電源情況，要求電源屏廠家做單獨模塊并隔離輸出。但是這樣電源屏?xí)黾雍芏嗄K，占用機械室空間較大。

3 軌道電源設(shè)計方面

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)計時，設(shè)計要考慮軌道柜零層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。每個組合架24 V電源保險絲可用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峰值電流為7 A左右，所以設(shè)計考慮運營后的使用，需合理選用斷路器容量。

3.2 軌道電源分線盤處斷路器

在軌道電路設(shè)計時，引向室外的交流電源目前各個設(shè)計院依據(jù)《鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊》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的正確動作。所以一般在防雷分線柜不再設(shè)計斷路器。但是在運營維修過程中經(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)《鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(guī)范》TB 10071-2000第9.0.11條及《鐵路信號設(shè)計規(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。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)計者在25 Hz軌道電路設(shè)計時，要求軌道電源與局部電源分束必需一一對應(yīng)。軌道柜中微電子接收器排列順序按“電纜徑路圖”中劃分的線束進行排列，不是同線束的軌道接收器不放于同一個組合中。分束分界點兩側(cè)的受電端劃分給送電端線束。

在實際使用時，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設(shè)計時，很難將所有區(qū)段軌道電源與局部電源一一相對應(yīng)，在保證上下咽喉電源分開后，也沒有必要保持軌道電源與局部電源的對應(yīng)設(shè)計。

4 聯(lián)鎖方面的電源設(shè)計

4.1 計算機聯(lián)鎖車站電源

在進行國鐵聯(lián)鎖如二乘二取二型計算機聯(lián)鎖、雙機熱備型計算機聯(lián)鎖等4個廠家電路設(shè)計時，有的聯(lián)鎖廠家結(jié)合設(shè)計將采集電源、驅(qū)動電源的正、負(fù)電源均由聯(lián)鎖機柜送至車站組合柜零層，但是有的廠家只是送一個采集或驅(qū)動的正電源。這樣在故障情況下，現(xiàn)場維修人員借用電源查找故障時非常麻煩，所以在設(shè)計時應(yīng)將聯(lián)鎖機的采集電源、驅(qū)動電源的正、負(fù)電源均送至車站組合柜零層，方便運營單位的維修。

4.2 繼電器做復(fù)示時考慮電源取向

在電碼化設(shè)計或者場聯(lián)、站聯(lián)設(shè)計時經(jīng)常做一些復(fù)示繼電器，有時會不考慮復(fù)示繼電器與原繼電器KZ或KF電源不在一個組合架上會造成串電現(xiàn)象。站內(nèi)聯(lián)鎖規(guī)范總則中“涉及行車安全的鐵路信號系統(tǒng)及電路設(shè)計，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)計時，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

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

[1]鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊[M].北京:中國鐵道出版社，2007.

[2]中華人民共和國鐵道部.TB/T1528.1/2/3/4-2002 鐵路信號電源屏[S].北京：中國鐵道出版社，2002.

[3]中華人民共和國鐵道部.TB 10071-2000鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2000.

[4]中華人民共和國鐵道部.TB 10007-2006鐵路信號設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2006.

[5]中華人民共和國鐵道部.TB 10011-2012鐵路房屋建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國鐵道出版社，2012.

[6]中華人民共和國鐵道部.TB 10063-2007鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2007.

[7]阮振鐸.鐵路信號設(shè)計與施工[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

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）