淺談地鐵屏蔽門安全回路改造方案

賴勝波

（廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州510380）

0 引言

當前地鐵屏蔽門安全回路系統(tǒng)還需進一步改進，以便提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保長期運行的安全。

1 地鐵屏蔽門安全回路的主要構(gòu)成

地鐵屏蔽門安全回路是由門閘鎖、行程開關(guān)、LCB開關(guān)、DCU、控制柜、電源柜、信號系統(tǒng)組成。

門閘鎖根據(jù)電磁閥和滑動門傳動裝置的命令完成動作。當信號系統(tǒng)給予開門指令時，電磁閥向上吸合，帶動門閘鎖上移。當信號系統(tǒng)給予關(guān)門指令時，滑動門關(guān)閉，滑動門傳動裝置碰撞門閘鎖，使之下落。行程開關(guān)是3組常閉觸點的開關(guān)裝置，其觸點的斷開／閉合是由與門閘鎖的接觸來實現(xiàn)。當門閘鎖上頂時，行程開關(guān)與之接觸，行程開關(guān)觸點斷開；當門閘鎖下落時，行程開關(guān)與之分離，行程開關(guān)觸點重新閉合。LCB開關(guān)的作用是保護單個門安全回路，當某個門出現(xiàn)安全回路斷開的情況時，將對應的LCB開關(guān)打手動位，可保證安全回路的暢通。DCU內(nèi)部有3個接線端子將行程開關(guān)接線、LCB安全回路接線匯總并接線下一個DCU。

2 實例探討

安全回路的作用是防止屏蔽門未關(guān)閉情況下列車進站，危及乘客人身安全。因此，安全回路設計應在嚴謹性和安全系數(shù)上做好功課。

筆者篩選了關(guān)于安全回路的改造實例，即廣佛線首通段之中屏蔽門的安全回路，來分析其接線的不謹慎性。廣佛線首通段采用瑞士卡巴DCU系統(tǒng)安全回路，這套系統(tǒng)將安全回路線接入DCU線，但DCU并未對安全回路采取監(jiān)控措施，只是通過DCU跳線的形式傳送給下一個DCU，這在嚴謹性上出現(xiàn)了重大失誤：（1）接線端子多，跳線多，經(jīng)列車進站出站產(chǎn)生的震動容易導致接線端子松脫，安全回路斷開；（2）DCU并未設計安全回路監(jiān)控，因此安全回路線經(jīng)過DCU完全是多余的設計。本文根據(jù)原設計現(xiàn)場試用情況進行以下案例分析：

2.1 案例一：西塱上行屏蔽門關(guān)門后安全回路不通，導致列車無法出站

這次故障是電磁閥上部接線端子排6號線氧化（圖1），導致全回路不通所致。電磁閥上部接線端子安裝在門蓋板內(nèi)部，密封性能差，由于空氣潮濕，接線端子比較容易氧化，造成安全回路斷開。

2.2 案例二：雷崗下行屏蔽門安全回路斷開，導致列車無法進站

這次故障是DCU內(nèi)部接線端子X11上的5號接線端子（圖2）松動造成的。由于安全回路線經(jīng)過DCU內(nèi)部X11、X12、X5端子排，接線點多，且接線頭短、硬，列車震動極易引起松動，導致安全回路斷開。

圖1 電磁閥上部接線端子

圖2 DCU接線端子分布圖

3 改造方案實施

（1）滾輪觸點的機械式行程開關(guān)改為非接觸式行程開關(guān)，增加可靠性。廣佛線屏蔽門系統(tǒng)采用的是滾輪觸點的機械式行程開關(guān)，相對于目前屏蔽門行業(yè)大量采用的非接觸式行程開關(guān)故障率要高一些。滑動門和應急門的行程開關(guān)進入安全回路，滑動門門機內(nèi)有左、右兩扇門關(guān)門到位行程開關(guān)各一個。運營時，每次滑動門電動打開、關(guān)閉過程中上述兩個行程開關(guān)都要動作。每天列車通過約240次，鎖緊機構(gòu)內(nèi)兩個行程開關(guān)每天則動作480次。由于廣佛線控制系統(tǒng)中使用的行程開關(guān)都是利用某些運動部件的碰撞來控制觸頭動作的，均屬機械行程開關(guān)，在實際應用中它們常常因機械彈性問題、觸點切斷太慢、易受電弧燒灼、積灰塵等多種原因而出現(xiàn)故障，從而造成安全回路斷開，故障發(fā)生時ISCS和PSA沒有故障門的任何記錄。

（2）減少回路上的節(jié)點數(shù)量，如安全回路不進入DCU；各節(jié)點從工藝設計上增加可靠性。每道滑動門門機內(nèi)安裝有DCU主板。安全回路的電源為直流24V，送到距離屏蔽門設備間最遠的滑動門門機主板上，串聯(lián)40個行程開關(guān)的常閉觸點后，此電壓送入屏蔽門設備PSC的從動繼電器單元的安全繼電器線圈，從動繼電器單元向ATC設備發(fā)送“關(guān)閉且鎖緊”命令。使用過程中，發(fā)現(xiàn)主板上X11、X12、X5端子連接器有時松動或個別插針松動，造成安全回路斷開，故障發(fā)生時，ISCS和PSA沒有故障門的任何記錄。行程開關(guān)的固定螺釘松動、行程開關(guān)調(diào)整不當均可造成所有滑動門、應急門關(guān)閉且鎖緊后，安全回路為低電平。應緊固插針，必要時將所有插頭重新安裝，調(diào)整行程開關(guān)，保證安全回路工作正常。

（3）提高PSC柜安全等級，將傳統(tǒng)繼電器控制更改為PEDC集成電路板控制。普通繼電器搭建有自鎖和互鎖功能的雙回路線路，這是最原始的安全控制方式，能達到較低的安全等級。其優(yōu)點是成本低廉，缺點是維護和改造十分復雜，使用壽命較短，故障屬性較難查找。單元控制器（PEDC）作為處理系統(tǒng)中所有關(guān)系安全性的關(guān)鍵信號的單元，是保障系統(tǒng)安全可靠運行的重要零部件，并具有門狀態(tài)運行及故障監(jiān)視功能。1）PEDC主要由控制部分和監(jiān)視部分組成?？刂撇糠郑簩Φ罔F屏蔽門系統(tǒng)進行安全回路檢測、開門信號和允許信號開斷的控制；對輸入信號進行邏輯分析，輸出控制信號給SRO插件，控制相應的安全繼電器。監(jiān)視部分：對地鐵屏蔽門系統(tǒng)進行狀態(tài)檢測、故障判斷和數(shù)據(jù)通信。PEDC采用的是安全繼電器，與一般繼電器相比，安全繼電器中設計有“強制導向結(jié)構(gòu)”，保證當NO觸點出現(xiàn)熔接時，繼電器失電時NC觸點不會閉合；如果繼電器得電時NC觸點出現(xiàn)熔接，NO觸點不會閉合（及NO、NC觸點不會同時閉合，且觸點間距大于0.5mm，EN50205），配合安全電路設計，能體現(xiàn)其安全性。2）PEDC的安全控制（圖3、圖4）。安全信號電路由3個安全繼電器組成，確保出現(xiàn)任意觸點熔接時，不會輸出硬線命令，并以正、負線雙切方式實現(xiàn)安全冗余。3）雙邏輯芯片控制電路。雙邏輯芯片控制輸出，保證安全可靠。在任何一個邏輯芯片監(jiān)控到異常時或任何一個邏輯芯片損壞時，都會閉鎖輸出，以保證系統(tǒng)的安全性。

圖3 SRO插件

圖4 SLG插件

4 結(jié)語

綜上所述，對于地鐵屏蔽門安全回路要從硬件上著手提高其質(zhì)量，并在設計階段進行綜合分析與判斷，針對不同的運行條件和影響因素，來研究和部署改造方案，發(fā)揮先進技術(shù)手段的優(yōu)勢，增強系統(tǒng)運行的安全性，保證其安全等級符合國家標準。

［1］劉永紅.成都地鐵屏蔽門絕緣問題及處理［J］.鐵道工程學報，2014（4）.