《電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備》TB/T 3539-2018 解讀

羅 奇 盧 智

1 編制背景

在早期的鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系中，一直缺乏鐵路道岔融雪設(shè)備方面的相關(guān)規(guī)范。直到我國第一條城際高速鐵路——京津城際鐵路修建時，才由原鐵道部科技司組織編制了《客運專線鐵路信號產(chǎn)品暫行技術(shù)條件匯編——電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備》（科技運［2008］36 號）（簡稱《暫行技術(shù)條件》），并于2008 年4 月起實施。

在隨后幾年里，《暫行技術(shù)條件》對指導(dǎo)鐵路工程建設(shè)發(fā)揮了重要作用。成為各鐵路設(shè)備供應(yīng)廠商、鐵路設(shè)計院、路局用戶、施工單位的產(chǎn)品生產(chǎn)、施工設(shè)計和使用的依據(jù)，同時為編制《電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備》TB/T 3539-2018（簡稱“本標(biāo)準(zhǔn)”）奠定了基礎(chǔ)。

本標(biāo)準(zhǔn)是在《暫行技術(shù)條件》基礎(chǔ)上，總結(jié)和借鑒我國鐵路道岔融雪設(shè)備相關(guān)科研成果，緊密結(jié)合我國鐵路道岔融雪設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀編制而成，由西安全路通號器材研究有限公司提出并歸口，國家鐵路局發(fā)布，自2019 年7 月1 日起實施。

2 差異性分析

本標(biāo)準(zhǔn)是集產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及施工設(shè)計配置為一體的鐵路專用設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定位為鐵路道岔融雪設(shè)備生產(chǎn)及施工設(shè)計配置的通用要求。

共性部分包括：范圍、規(guī)范性應(yīng)用文件、術(shù)語和定義、融雪設(shè)備構(gòu)成及型號、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)識、包裝、運輸及儲存、附錄A、附錄B 等。

2.1 術(shù)語和定義

根據(jù)需要在第3 章增加了對電加熱道岔融雪、融雪控制柜、鋼軌溫度傳感器、彈性卡、握軌力、壓條力、融雪隔離變壓器的定義。

1）電加熱道岔融雪：采用電加熱的方法使道岔轉(zhuǎn)換部位積雪融化的技術(shù)。

2）融雪控制柜：引入融雪動力電源并進行分配，按控制條件執(zhí)行接通、斷開各道岔融雪加熱電路的控制設(shè)備。

3）鋼軌溫度傳感器：測量鋼軌溫度的器件。

4）彈性卡：將加熱元件夾定在鋼軌上的器件。

5）握軌力：彈性卡本體對鋼軌軌底兩端的壓力。

6）壓條力：將加熱元件條體、引線壓貼于鋼軌的力。

7） 融雪隔離變壓器：為使加熱電路對地絕緣、不同加熱電路間相互隔離，在加熱電源和加熱電路之間接入的變壓器。

2.2 融雪設(shè)備構(gòu)成及型號

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了融雪設(shè)備的組成。融雪設(shè)備由道岔融雪遠程控制中心工作站、道岔融雪車站控制終端、道岔融雪控制柜、鋼軌溫度傳感器、電加熱元件、道岔融雪隔離變壓器等組成。在《暫行技術(shù)條件》中融雪設(shè)備由控制中心、車站控制終端、控制柜、環(huán)境監(jiān)測裝置、電加熱元件、隔離變壓器、接線盒、連接線纜和信息通道等組成。兩者的差異在于：本標(biāo)準(zhǔn)用了鋼軌溫度傳感器代替了環(huán)境監(jiān)測裝置，系統(tǒng)只使用鋼軌溫度傳感器來監(jiān)測鋼軌的溫度即可，而環(huán)境監(jiān)測裝置有時還包括氣象站、環(huán)境溫度傳感器等。本標(biāo)準(zhǔn)明確了系統(tǒng)具有軌溫監(jiān)測功能即可，不再強制要求具有氣象站功能，氣象站、環(huán)境溫度監(jiān)測功能屬于擴展選擇。設(shè)備組成里取消了接線盒、連接線纜和信息通道，因為接線盒一般用于現(xiàn)場接線，連接線纜屬于施工材料類，信息通道在現(xiàn)場由設(shè)計單位設(shè)計，通信專業(yè)提供，不應(yīng)由融雪設(shè)備廠家提供。同時在CRCC 認(rèn)證規(guī)則中明確取消了接線盒的關(guān)鍵件定義及要求。

本標(biāo)準(zhǔn)還明確了設(shè)備型號及含義，如圖1所示。

圖1 設(shè)備型號構(gòu)成示意圖

相較于《暫行技術(shù)條件》中未規(guī)定融雪系統(tǒng)設(shè)備的型號及含義，本標(biāo)準(zhǔn)明確了設(shè)備型號構(gòu)成，統(tǒng)一定義了系統(tǒng)型號，對行業(yè)的發(fā)展是一種促進。

2.3 技術(shù)要求

2.3.1 環(huán)境要求

第5.1 條為環(huán)境要求，對周圍空氣溫度、濕度、周圍介質(zhì)要求不變；變化之處在于對大氣壓力的要求。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定大氣壓力為不低于70.1 kPa（相當(dāng)于海拔高度3 000 m 以下）；《暫行技術(shù)條件》中規(guī)定大氣壓力為不低于51.22 kPa（相當(dāng)于海拔高度5 400 m 以下）。本標(biāo)準(zhǔn)放寬了設(shè)備對大氣壓力適應(yīng)性的要求。對于高原地區(qū)的應(yīng)用可由工程設(shè)計單位提出特定的規(guī)定，不作為普適性要求。

2.3.2 基本要求

第5.2.7 條：振動應(yīng)符合以下規(guī)定。

1）安裝在鋼軌、滑床板上的電加熱元件、電加熱元件安裝卡具、鋼軌溫度傳感器應(yīng)符合TB/T 2846-1997 中規(guī)定的第4 種方式的等級要求。

2）安裝在軌道旁的隔離變壓器、監(jiān)控模塊等設(shè)備應(yīng)符合TB/T 2846-1997 中規(guī)定的第2 種方式的等級要求，振動試驗后，設(shè)備應(yīng)無損壞，并能正常工作。

相較于《暫行技術(shù)條件》中的振動試驗要求，本標(biāo)準(zhǔn)增加了電加熱元件安裝卡具也要按振動標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2846-1997 中第4 種方式的等級要求進行試驗。由于電加熱元件安裝卡具直接安裝在鐵路鋼軌上，用于固定加熱條，對于抗振動性能要求更高，因此電加熱元件安裝卡具一旦受到振動而脫落將會影響道岔的正常轉(zhuǎn)換。此外，取消了對接線盒的振動試驗要求，主要是在關(guān)鍵件中取消了接線盒，接線盒作為可選項不再進行強制要求。而對于控制柜的振動要求改為對監(jiān)控模塊的振動要求，主要是考慮試驗的可執(zhí)行性及對系統(tǒng)的控制功能要求，只要監(jiān)控模塊振動后能正常工作，即表示控制柜的控制功能是正常運行的即可。

第5.2.8 條：融雪設(shè)備經(jīng)電磁兼容試驗后，應(yīng)符合GB/T 24338.5 中性能判據(jù)B 的規(guī)定。性能判據(jù)B 為在受試設(shè)備試驗中，功能或性能暫時喪失或降低，在干擾后能自行恢復(fù)而無需人工干預(yù)。受試設(shè)備的控制電源端口應(yīng)分別在相位0°、90°、180°、270°施加浪涌脈沖。試驗按GB/T 17626.2、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5、GB/T 24338.5、GB/T 24338.6 的規(guī)定進行。本標(biāo)準(zhǔn)對電磁兼容性增加了靜電放電抗擾度、快速脈沖群抗擾度的要求，同時也明確了試驗的具體端口。

第5.2.9 條：融雪設(shè)備經(jīng)雷電防護試驗后，應(yīng)符合TB/T 3498-2018 中B 類判定條件的規(guī)定。雷電沖擊試驗按TB/T 3498-2018、TB/T 3074-2017、TB/T 3539-2018 的規(guī)定進行，如表1 所示。融雪設(shè)備的雷電防護要求及端口位置為新增要求。

表1 雷電防護能力

第5.2.14 條：道岔融雪電加熱元件安裝范圍包括：道岔融雪設(shè)計原則、安裝原則、配置原則，明確了道岔融雪系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域，同時附錄B 劃分了嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、其他地區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)及各地區(qū)各道岔型號的推薦加熱功率參考值，方便各設(shè)備廠家、設(shè)計院、路局使用單位根據(jù)參考值進行道岔功率配置。

2.3.3 控制方式

第5.4.4 條：控制終端和工作站應(yīng)能實時監(jiān)視到控制柜的以下信息，其中包括“b）輸入電源故障報警”。由于道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備為單電源系統(tǒng)，當(dāng)控制柜電源斷電時，由于控制柜本身沒有電源，將無法采集電源端口是否供電及向控制終端發(fā)出斷電信號。結(jié)合應(yīng)用實踐及試驗操作過程，控制柜為三相電源輸入時，保證其中一相有電供給控制柜用作系統(tǒng)采集電源，當(dāng)其他兩相缺相或斷相時系統(tǒng)應(yīng)報警，當(dāng)三相電同時缺相或斷電時，導(dǎo)致控制柜無電源供電，系統(tǒng)將失去通信聯(lián)絡(luò)，此時系統(tǒng)應(yīng)報通信故障或控制柜斷電故障。

2.3.4 控制柜

第5.7.5 條：“采集信息及要求中，a）各種開關(guān)量、模擬量的采集；b）電壓、電流、頻率測試誤差不應(yīng)大于±1.5 %”。相較于《暫行技術(shù)條件》中控制柜采集處理信息及要求，本標(biāo)準(zhǔn)不再對各種開關(guān)量、模擬量的檢測周期做要求，由信息變化響應(yīng)時間決定檢測周期。

第5.7.10 條：“外殼防護等級應(yīng)符合GB/T 4208-2017 中IP55 的規(guī)定”。本條規(guī)定了控制柜的外殼防護等要求。因控制柜直接露天安裝于道岔區(qū)段，因此控制柜內(nèi)使用的電子元器件本身對防水防塵有要求。如果控制柜進水進塵到一定程度而造成系統(tǒng)故障，會降低元器件的使用壽命。由于本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定試驗的接受條件，在試驗時將按外殼防護等級GB/T 4208-2017 中的13.5.2 和14.3 條的接受條件進行。在不足以影響設(shè)備的正常操作或安全的情況下，允許控制柜有進水進塵的現(xiàn)象。

2.3.5 隔離變壓器

第5.9.1 條：“c）額定容量為5 kVA～15 kVA；e）空載電流應(yīng)小于8 %；f）溫升，在室內(nèi)常溫時，正常使用條件下，用電阻法進行測試，溫升不應(yīng)大于100 ℃”。相較于《暫行技術(shù)條件》中的隔離變壓器要求，本標(biāo)準(zhǔn)縮小了變壓器的額定容量范圍，增加了對空載電流的要求和溫升要求。主要是由于道岔融雪系統(tǒng)中隔離變壓器所帶的負載為電加熱條，功率相對比較大，會影響變壓器的空載損耗和溫升性能。變壓器的空載損耗越大，效率會越低，將會造成能源浪費；變壓器溫升越高，對變壓器箱內(nèi)的器材要求越高，同時損耗越大。從節(jié)能和可靠性的角度，對隔離變壓器提出比較高的要求。

第5.9.5 條：“接線端子宜采用籠式彈簧夾線端子，并應(yīng)符合GB/T 14048.7 的規(guī)定”。本條規(guī)定了變壓器的接線端子形式。接線端子一般有籠式彈簧夾線端子和螺釘緊固端子，在工程施工中變壓器靠近道岔區(qū)振動頻繁，對防振要求比較高，從工程應(yīng)用出發(fā)，提出了使用籠式彈簧夾線端子的要求。此條為非強制性要求。

2.3.6 電加熱元件

第5.10.2 條：“電加熱元件的引線端與金屬外殼間施加2 000 V50 Hz 正弦交流電壓1 min，漏泄電流不應(yīng)大于10 mA，無擊穿現(xiàn)象，重復(fù)試驗的試驗電壓值為原試驗電壓值的75%”。本條規(guī)定了電加熱元件的絕緣耐壓要求。相較于《暫行技術(shù)條件》中電加熱元件的要求“2 400 V50 Hz 正弦交流電壓1 min”，本標(biāo)準(zhǔn)降低了一個等級，主要參考TB/T 1448《鐵路通信信號產(chǎn)品的絕緣耐壓》中5.2 條電工類產(chǎn)品絕緣耐壓，加熱條產(chǎn)品額定電壓為220V，所以試驗?zāi)蛪褐等? 000V，而控制柜和隔離變壓器輸入端額定電壓為380V，絕緣耐壓試驗?zāi)蛪褐等? 400V。

第5.10.4 條：“電加熱元件的引線接頭和電加熱元件間應(yīng)進行隔熱處理，引線端應(yīng)密封，在長期振動下不滲水，防護等級應(yīng)不低IP56”。本條規(guī)定了電加熱元件的防護等級。相較于《暫行技術(shù)條件》中電加熱元件的防護等級要求為不低于IP66，放寬了對防塵的性能要求。因為加熱條為金屬外殼填充絕緣導(dǎo)熱材料，將接頭和條體都作為一個整體考慮，防護等級試驗后絕緣性能符合要求即可。

2.3.7 電加熱元件安裝卡具

第5.11.1 條：“電加熱元件安裝卡具應(yīng)滿足50 kg/m、60 kg/m、75 kg/m 標(biāo)準(zhǔn)軌道岔安裝要求；固定電加熱元件的各種卡具的耐腐蝕性能評級應(yīng)符合GB/T 6461-2002 中4/4sE 的規(guī)定；采用螺栓固定電加熱元件的卡具，應(yīng)配防松螺母；電加熱元件的固定、拆卸應(yīng)方便；各種安裝卡具不應(yīng)影響道岔正常轉(zhuǎn)換”。本條規(guī)定了電加熱元件安裝卡具的類型要求、耐腐蝕性能要求、防松及安裝要求。本條為新增內(nèi)容。

3 結(jié)語

《電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備》TB/T 3539-2018為國家鐵路局發(fā)布的鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，作為道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備的主要標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了鐵路道岔融雪設(shè)備的生產(chǎn)及施工設(shè)計的通用要求，完善了我國鐵路道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系。本篇關(guān)于《電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備》的解讀，是對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗的總結(jié)，尤其是在產(chǎn)品CRCC 認(rèn)證實踐過程中，與《客運專線鐵路信號產(chǎn)品暫行技術(shù)條件匯編——電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備》（科技運［2008］36 號）要求的差異性分析和總結(jié)，有助于本標(biāo)準(zhǔn)在鐵路產(chǎn)品設(shè)計及工程建設(shè)中的應(yīng)用。