铁路数字信号电缆（精选7篇）
铁路数字信号电缆 篇1
1 屏蔽铜带断带故障的影响
内屏蔽铁路数字 信号电缆 不仅具有 衰减小、传输容量大、信号传输平稳、高低频信号传输兼容性好、安全性能好等优点,而且其以独特的屏蔽四线组的设计突破 了信号传 输 “同频不同 缆”的限制,由此获得了原铁道部的行政许可,并被指定为铁路列控系统专 用配套电 缆,广泛应用 于我国铁路的 第五次、第六次大 提速以及 客运专线 的建设中。
图1示出了典型的内屏蔽铁路数字信号电缆的结构。在内屏蔽铁路数字信号电缆生产中,必须确保缆芯中屏蔽四线组铜带屏蔽层完整、连续,如发生铜带断带(即铜带不能导通)故障,必将影响屏蔽层的连续性,从而导致电缆性能不合格。由于内屏蔽铁路数字信号电缆的生产制造工序较多(如图2所示),从四线组屏蔽工序到成品经过的每道工序都有可能造成铜带断带故障,因此为确保电缆性能,必须从四线组屏蔽工序开始每道工序对此进行检查,一旦发现铜带断带,应及时定 位故障点 并加以修 复或分割电缆。
2 屏蔽铜带断点的定位
2.1 屏蔽和成缆工序中铜带断点的定位
实际生产过程中,当在四线组屏蔽工序和成缆工序中发生铜带断带故障时,常用电容法定位铜带断点,然后进行修复。常规电容法是根据电容与电缆长度成正比的原理来定位铜带断点,即测试四线组(四线同时)A、B两端与故障铜带之间的电容CA和CB,以获得铜 带断点的 位置[1]。 相关计算 公式为:
式中LA为铜带断点距电缆(四线组)A端的长度,L为电缆(四线组)总长度。
2.2 铝护套到外护套工序中铜带断点的定位
对于屏蔽四线组的铜带在屏蔽工序和成缆工序结束后是导通,而到铝护套工序,甚至外护套工序结束后就出现不通的故障,只能采取先准确定位铜带断点,然后再分割电缆的方法。此时,铜带断点的定位越准确,电缆分割后的浪费就越小。虽然常规电容法对四线组屏蔽工序和成缆工序中发生的铜带断点定位非常准确,但对其后工序(从铝护套工序到外护套工序)中发生的铜带断点定位却误差较大,难以令人满意。例如,在对多起SPTYWPL23-14B内屏蔽铁路数字信号电缆的铜带断点定位时,常规电容法的定位结果和实际铜带断点位置出现了较大的差异,如表1所示,两者平均相差高达39m,如以此定位结果进行电缆分割,则浪费较大。
在对内屏蔽铁路数字信号电缆结构仔细分析后,发现根据电容与电缆长度成正比的原理,除常规电容方法外,还可以采用改进测试法1(通过测试其余正常铜带(相连起来)与故障铜带之间A、B两端电容CA1和CB 1)和改进测试法2(通过测试铝护套与故障铜带之间A、B两端电容CA2和CB 2)确定铜带断点的位 置。 在长1 182 m的SPTYWPL23-42A内屏蔽铁路数字信号电缆中红色屏蔽四线组出现铜带断带故障时,常规电容法、改进测试法1、改进测试法2对铜带断点的定位结果分别为距A端298m、219 m、353 m。面对如此之大的定位差异,为稳妥起见,在分割电缆时以改进测试法1的定位结果(即距A端219m处)进行分割;在对分割后的电缆进行测试时发现,219m短段电缆中红色屏蔽四线组仍存在铜带断带故障,而另一段电缆中红色屏蔽四线组的铜带是导通的,这说明铜带断点位置距离A端更近,小于219m;在对219m短段电缆中铜带断点的进一步分段查找后,最终在距A端180m处找到铜带断点。可见,常规电容法、改进测试法1、改进测试法2的定位结果与实际铜带断点位置的误差分别为118m、39m、173m。虽然三种测试方法中改进测试法1的定位结果误差最小,但仍有39m的误差,需要进一步完善。
m
注:1)距电缆 A 端的长度,同下表。
改进测试法3是在改进测试法1的基础上引进了附加电容C0对定位结 果进行校 正,相关计算 公式为:
式中C为正常铜 带对其余 正常铜带 的测量电 容。在长1 008 m的SPTYWPL23-21A内屏蔽铁路数字信号电缆中白色屏蔽四线组出现铜带断带故障时,改进测试法3对铜带断点的定位结果为距A端725m,以此定位结果进行电缆分割,并进一步分段查找后最终在距A端723m处找到铜带断点,两者误差仅为2 m。 可见,改进测试 法3在实际生 产过程中对屏蔽铜带断带故障的定位具有较高的准确性。
为了全面 检验改进 测试法3对各规格SPTYWPL23型内屏蔽铁路数字信号电 缆的铝护套工序到外护套工序中发生的屏蔽四线组铜带断带故障的定位准确性,采用该方法对多起内屏蔽铁路数字信号电缆的铜带断点位置进行了定位,定位结果如表2所示。可见,改进测试法3的定位结果和实际铜带断点位 置的差异 较小,两者平均 相差仅5.4m,表明改进测试法3是一种比较实用且准确的铜带断带故障定位方法,如以此定位结果进行电缆分割,则浪费较小,处理效率较高。
m
3 结束语
本文详细介绍并对比了各种内屏蔽铁路数字信号电缆生产中屏蔽线组铜带断带故障点 的定位方法。笔者认为对 传统理论 的运用,不能硬搬 照抄,应注重结合实 际情况的 变化,灵活运用;在实际操作使用过程中,电缆不可能处于理论的标准状况,不同的电缆结构、不同的环境、不同的测试仪表以及电缆长度的准确性等,都有可能影响最终的定位准确性;在不能完全杜绝问题出现的情况下,应不断地总结经验,摸索出适合实际的更好的处理问题的方法。
铁路数字信号电缆 篇2
内屏蔽铁路数字信号电缆是通过对铁路数字信号电缆中的四线组进行单独屏蔽,以提高电缆的近端串音衰减,有效降低同根电缆内传输相同频率铁路信号时各线组之间的干扰。内屏蔽铁路数字信号电缆主要用于传输铁路信号、系统控制信号及电能,是铁路信号系统非常重要的组成部分。通常内屏蔽铁路数字信号电缆可分为A型和B型两种结构。A型内屏蔽铁路数字信号电缆的缆芯由铜带屏蔽四线组与无屏蔽四线组绞合而成(如图1 所示);B型内屏蔽铁路数字信号电缆的缆芯全部由铜带屏蔽四线组绞合而成。这两种结构内屏蔽铁路数字信号电缆导体均采用标称直径为1.0 mm的铜导线,绝缘均为皮—泡—皮物理发泡三层共挤(所不同的仅是绝缘外径),护套形式有塑料护套、综合护套、铝护套三种[1]。
2 对地电容不平衡E的要求
对地电容不平衡E是指电缆任意一个工作线对与地之间的电容不平衡。由于电缆对地电容不平衡E较大时,将直接影响电缆的传输质量,对行车安全有很大的影响,因此为了保障铁路信号系统的安全性,相对于实心绝缘铁路信号电缆,TB/T3100—2004铁道行业标准对内屏蔽铁路数字信号电缆的对地电容不平衡E提出了更为严格的要求(平均值≤330pF/km,最大值<800pF/km)。同时,原铁道部质量监督检测中心发布的铁路数字信号电缆检测细则中也规定“对外来地电容不平衡属A类项目指标,单项不合格即判定不合格”。以星绞四线组内屏蔽铁路数字信号电缆(如图2所示)为例,电缆任一四线组内红白工作线对的对地电容不平衡Ea1和蓝绿工作线对的对地电容不平衡Ea2的计算公式为:
式中:C10,C20,C30,C40分别为红、白、蓝、绿四根绝缘单线的对地电容[2]。根据上式可知,当C10和C20,C30和C40分别相等的情况下,Ea1和Ea2为零,但这种理论上的理想状态在实际生产中很难达到。
3 生产过程中对E值的控制
现以铝护套内屏蔽铁路数字信号电缆为例,介绍在生产过程中如何对E值进行控制。该铝护套内屏蔽铁路数字信号电缆的工艺流程为:拉丝→绝缘→星绞→铜带屏蔽→成缆→内护(套)→铝护(套)→内垫→铠装→外护(套)。数字信号电缆因无内屏蔽,E值只能在铝护工序完成后才能测试,一旦E值出现不合格就要报废,而铝护套内屏蔽铁路数字信号电缆因增加了铜带屏蔽,使得E值可在屏蔽工序完成后就能进行测试,只有在每一个屏蔽四线组E值合格后才能进行之后的生产工序,避免了较大的浪费。由于屏蔽四线组E值与最终电缆E值较为接近,虽会有变化,通常变化范围为-50~50pF/km,但只要进行合理配组,仍在后面工序的可控范围之内,因此确保屏蔽四线组E值较小十分关键,屏蔽工序的前面工序———绝缘工序和星绞工序成为对电缆E值控制的重要工序。下面就结合我们多年的生产实践,针对各工序中影响E值的因素给出相应的控制措施。
3.1 绝缘工序
绝缘工序是影响电缆E值的关键工序之一,只有两根绝缘单线均匀一致才能保证E值较小,因此在实际生产中必须加强绝缘单线一致性的控制。绝缘单线一致性主要包括绝缘外径、发泡度、偏心度、同轴电容等的均匀一致。目前通常采用皮—泡—皮三层共挤物理发泡绝缘生产线进行绝缘单线的生产,生产过程包括放线 → 拉丝 → 退火 → 预热 → 挤出→冷却→在线检测→收线等。在生产中应通过在线监测系统实时监控绝缘单线的导体直径、绝缘外径、同轴电容等指标的一致性。在整个绝缘单线生产中应对预热温度、挤塑温度、氮气压力、模具配比、冷却水槽温度等关键工艺参数进行严格控制。大多生产厂家因任务紧而实施三班作业,四种颜色的绝缘单线往往需要分班组生产,交接班时下一班组必须密切关注上一班组生产的绝缘单线的指标参数,尤其是同轴电容的一致性。在多年生产实践中发现,当四线组中工作对的两根绝缘单线同轴电容差达到3pF/m,电缆E值会达到500~1 000pF/km,将面临不合格。
3.2 星绞工序
3.2.1 设备状况对E值的影响及其控制
目前通常采用高速星绞机星绞四线组。该设备由四盘无轴式主动放线架、预扭发生器、弓绞收线装置、电控装置等组成。星绞工序中节距的选择与控制对E值的影响较大。由于星绞工艺已相当成熟,因此在生产中星绞节距的选择已无需重点关注,多年的生产实践告诉我们,高速星绞机的设备状况(导轮、放线装置、分离器、扎纱张力装置等)对E值的影响不可忽略,下面将对此进行详细阐述。
生产四线组时,如果绝缘单线经过的导轮、预扭轮、排线导轮转动不灵活、有死点、摇晃,将给绝缘单线施加额外的摩擦力或张力,从而造成批量电缆E值不合格。因此,在生产前必须仔细检查绝缘单线经过的所有导轮、预扭轮、排线导轮,一旦发现上述问题应及时排除,最好是生产厂家定人定期进行整体检修。
高速星绞机采用四盘无轴式主动放线架主动放线,可在最大程度上改善单线的受力状况,同时利用配重对单线施加均衡一致的张力,以防止单线弯曲。为防止放线轴承及配重过度磨损造成绝缘单线放线张力的不均衡,造成电缆E值不合格,生产过程中应定期对放线轴承及配重导轮进行检查。
分离器的作用主要是将已经绞合的四根绝缘单线打开后重新对称绞合,以确保四根绝缘单线的位置对称与稳定,避免E值变大。生产过程中应通过视窗关注分离器的打开情况,如果发现分离器打开状况不良,应及时停车重新安装,否则会使本盘四线组报废或存在质量隐患。由于绝缘单线在高速运行下,其绝缘表面的粉末易粘附在分离器的内孔中,导致四根单线因受内应力而运行不畅,难以保证其结构的对称性,导致E值变大,因此每生产几盘后就应拆下分离器检查,并及时用酒精棉擦拭内孔。
扎纱张力主要是通过张力环来施加。张力过小,聚酯纱起不到扎紧四线组的作用,四线组在成缆过程中易受挤压,导致四根绝缘单线相对位置变化而不再对称(即四根绝缘单线偏心程度加大),从而E值变大;张力过大,聚酯纱在绝缘单线上留下勒痕,损伤绝缘单线的绝缘机械性能。因此,在生产过程中应定期对张力环进行检查。
综上所述,为了确保屏蔽四线组E值较小,必须保证高速星绞设备的稳定性,生产厂家在生产前应对所有设备关键点进行仔细检查,发现问题应及时更换备件,尤其是为保证所有轴承及导轮的磨损一致,可采用定期整体更换的方法。
3.2.2 电容耦合值K2、K3的控制
星绞四线组电容耦合值K2、K3分别为实路Ⅰ(红白工作对)和实路Ⅱ(蓝绿工作对)对幻路的电容不平衡(如图2所示),其计算公式为:
式中:C13,C14,C23,C24分别为红、白、蓝、绿四根绝缘单线的相对电容[3]。 虽然K2、K3不属于TB/T3100.1—2004标准中规定的必测电气指标,且与铝护套中绝缘单线的Ea1或Ea2也无线性关系,但因K2和Ea1都与红白工作对的一致性有关,K3和Ea2都与蓝绿工作对的一致性有关,因此在生产过程中同样应进行严格控制。通过多年生产实践发现,当K2、K3实测值(绝对值)大于300pF/km,则Ea1、Ea2可达到500~1 000pF/km,将面临不合格。此时必须综合考虑每批次的生产状况,严密关注屏蔽、成缆、铝护工序对四线组E值的影响,以判断E值的变化趋势,避免电缆E值出现不合格。
3.3 屏蔽工序
屏蔽工序是在四线组外包覆一层铜带。屏蔽工序中采用的模具太大易使四线组松散,排线后紧压会导致四线组在铜带内被压扁,四根绝缘单线相对位置改变造成E值偏大;模具太小容易导致铜线、铜带及内部绝缘带材被拉断,影响电缆的质量。因此,屏蔽工序中的控制要点就是模具的合理选用,以及生产中定期检查各种模具的尺寸,避免因过度磨损造成模具尺寸出现偏差。
在屏蔽工序后(或铝护工序后)发现绝缘单线的Ea1或Ea2增大,应先将同组绝缘单线更换线位(即红白工作线对与蓝绿工作线对同时改变放线位置)再一次进行Ea1或Ea2的测试。如果重新测得Ea1和Ea2的数值大小反过来,则可基本断定高速星绞工序出现问题;如果重新测得Ea1和Ea2数值没有改变,则应该考虑是否绝缘单线一致性出现了问题。
3.4 成缆工序
在生产内屏蔽铁路数字信号电缆时,应注意E值的合理配组,以求在符合标准要求的情况下,最大程度减少报废。虽然从总体上讲成缆工序对电缆E值影响要小于绝缘工序和星绞工序,但在成缆中也应确保所有的过线部分导轮都转动灵活、各摇篮架放线张力均匀。为保证缆芯圆整、紧凑,应选用合适的紧压模具,特别在生产A型铝护套内屏蔽铁路数字信号电缆时尤其应避免缆芯中非屏蔽四线组被挤压。以规格为37A的内屏蔽铁路数字信号电缆为例(如图3所示),两个蓝色屏蔽四线组之间的白色非屏蔽四线组,很容易受挤压造成结构不对称,从而引起E值突变和电容增大。
B型内屏蔽铁路数字信号电缆在屏蔽工序后即可获得所有绞合的屏蔽四线组的E值,只要进行合理配组,后面工序就可容易地对电缆E值实现控制,基本上可以确保E值满足标准要求。而A型内屏蔽铁路数字信号电缆的E值控制难度则较大。通常A型铝护套内屏蔽铁路数字信号电缆的内屏蔽线在成缆工序后将所有的屏蔽铜带连到一起后作为地,分别测试每一个四线组的Ea1和Ea2值,屏蔽组测得的E值与铝护工序后测得的E值差别不大,基本可以反映此电缆E值的真实水平。但A型铝护套内屏蔽铁路数字信号电缆的非屏蔽四线组因无铜带屏蔽,其测得的E值和最终铝护工序后测得的E值有差别的,经过大量的数据统计,未发现有规律性的变化,因此应在绝缘工序、星绞工序、成缆工序中对E值预留出一定的余量,以免铝护工序后因E值不合格而导致电缆报废。
3.5 铝护工序
铝护工序中铝管的焊接密闭性、扩口压扁性等结构性能均会影响电缆的E值。同时,为了防止E值发生突变,还应避免缆芯在铝管中成蛇形弯曲,保证缆芯在铝管中的间隙量保持一致。因此,在铝护工序中必须采用合适的模具配比、一致的收放线张力。
4 结束语
铁路电缆产品的质量关乎着铁路行车的安全性,本文对铁路信号系统非常重要的组成部分———内屏蔽铁路数字信号电缆的对地电容不平衡指标的定义及各道生产工序中影响因素的控制方法进行了详细介绍。只有保证内屏蔽铁路数字信号电缆的生产过程达到精确控制,才能生产出对地电容不平衡指标合格的产品,提高电缆的传输质量,确保铁路行车的安全性。
参考文献
[1]铁道部.TB/T 3100.1—2004铁路数字信号电缆第1部分:一般规定[S].北京:中国铁道出版社,2004.
[2]王春江.电线电缆手册:第1册[M].2版.北京:机械工业出版社,2008.
如何查找铁路信号电缆接地故障 篇3
1 对铁路信号电缆接地分析
铁路信号电缆接地主要有两种方式,一种是单端接地另一种是双端接地。在单端接地中,可以提高铁路信号电缆的接地性,但也存在一定的缺陷,例如单端接地方式中,具有较低的安全性,铁路信号电缆接地的屏蔽性能也较差,使得铁路电缆在进行信号传输时极易受到外界电磁场的干扰。当外界电磁场对铁路电缆信号进行干扰后,就会影响电缆信号传输的质量[2]。而双端接地方式,则可以减少单端接地方式的不足。在采用双端接地方式时,可以减少被外界电磁场干扰的可能性,而提高信号运输效率。但是,双端接地方式也存有一定不足,在采用双端接地时,有可能会出现线路回流,而线路回流会经过金属保护层,大大缩短信号电缆与外界电流的距离,对于铁路电缆信号的安全传输有一定影响。而就目前来看,在我国的铁路信号电缆铺设时,通常选择沿着铁路沿线铺设电缆槽方式进行电缆铺设。当铁路信号电缆放置于电缆槽中时,将电力电缆防止在电缆槽外部,信号电缆置于电缆槽中间。但该种电缆铺设方式不利于信号的传输,使得铁路电缆信号极易受到外界电磁场的干扰,降低信号的传输效率。同时,还有可能会增加事故发生的概率。当电磁场较强时,很容易击穿铁路电缆的绝缘层,造成故障[3]。由此可知,目前我国铁路信号电缆铺设还存有许多不足之处,当收到外界因素影响时,很容易发生故障,降低铁路电缆信号的传输速率,影响工作人员对列车的管理,影响铁路的整体运作。
2 查找铁路信号电缆接地故障方法
2.1 查找铁路信号电缆接地故障原理
采用相位法对铁路信号电缆接地故障进行查找,可以提高故障查找准确率。相位法是通过其自身所分布相容的存在,利用不同大小的相容剂接地电阻情况来判断接地故障部位。主要遵循两种原理进行检查,一是电流幅值原理,二是电流相位原理。在电流幅值原理中,是利用相容法原理进行故障排查。主要是利用信号发送器向可能发生故障的部位进行信号发送,注入低频正弦电压信号,使其形成闭合回路。当电流通过电缆接地的故障部位时,会减少由于接地电阻而引起的泄漏电流现象。而在电流相位原理中,可以利用接地故障电流相位原理进行故障排查。当信号器发送电流后,当电流经过故障部位时,会使电压相位有显著减少,而经过故障部位之后,则会使得电压相位有明显增加。根据此原理对其进行故障检测,查找故障部位,进行维护与处理。
2.2 对铁路信号电缆接地故障排查进行仿真实验
根据上述原理对铁路信号电缆接地故障进行仿真实验分析。用信号器进行电流发送,发送范围为整个回路。运用专业检查机器对整个回路的电流进行专业的分析[4]。测验结果发现,当信号器发送电流之后,在电缆接地故障部位会出现电阻变化。经过测量发现,当接地电阻小于100kΩ时,电流信号会显著的波动,具有较大的变化幅度。在这时就可以判断该部位为故障部位。利用科学合理的方法可以更加快速的发现铁路信号电缆的故障部位,减少故障时间,保障铁路信号的正常传输。利用这两种原理,为解决铁路信号电缆接地故障提供了良好的方法。
3 结束语
综上所述,当铁路信号电缆发生接地故障时,应当根据电流幅值原理以及电流相位原理对故障进行排查。根据电流变化、相位电压以及检测电阻情况对故障部位进行检测,不能盲目的进行故障排查。由于铁路信号电缆铺设范围较长,当发生故障时,倘若只是盲目的进行故障排查,只会无故加大工作量,并且还不能取得良好的故障处理效果。而根据科学的方法对故障进行排查,不仅能够大大节省故障处理工作人员的工作量,还能够提高故障部位排查准确度。铁路信号电缆发生接地故障属于较为常见的故障,当发生接地故障时,会影响铁路电缆信号的传输,对于铁路系统的正常运转有很大的负面作用。因此,提高铁路信号电缆接地故障处理速度,对于整个铁路系统的运转来说,具有很大的作用。采用合理的方式对故障进行处理,使故障处理工作的效率提高,减少由于信号不通所产生的损失,对于铁路信号电缆接地故障具有巨大意义。
参考文献
[1]王安,刘三帅,杨伟伟.铁路信号电缆接地故障点查找方法研究[J].城市轨道交通研究,2014,11(17):82-85.
[2]刘鑫东.铁路信号电缆接地故障点查找方法[J].通讯世界,2015,19(21):39-40.
[3]苏有斌.朔黄铁路长大区间信号电缆接地查处案例分析[J].铁道通信信号,2015,11(16):45-47.
铁路数字信号电缆 篇4
铁路信号电缆是整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分, 是传递列车运输控制信息的重要载体, 随着现在铁路运输量的不断加重, 运输速度的不断加快, 铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响, 铁路信号电缆的故障具有隐蔽性等特点, 在进行故障定位和分析处理时具有相当的难度, 铁路的正常运输受到了严重的干扰, 对人民的生命财产安全造成了难以估计的损失。为了更加方便精确的检测出铁路信号电缆的故障必须加大力度研发一套效率高、精准度强的在线检测系统, 不仅能够通过网络在线检测信号电缆的运行状况, 而且能够精确地确定电缆故障的部位。
二、铁路信号电缆网络故障在线检测思路设计
本次所研究的铁路信号电缆网络故障在线监测方法结合了SSTDR和TFDR两种方法。该系统的电路核心模块是DSP+CPLD, 在整个检测线路中DDS芯片负责信号波的产生, A/D芯片用于信号样本的采集, 而485总线可以完成各个模块间信号的传递。SSTDR是用于故障检测的一种方法, 以扩展频谱为基础技术支持实现信号电缆故障的在线检测, 并且在线检测时, SSTDR所发出的信号不会对信号电缆的正常工作造成任何影响, 还可以预测信号电缆的低阻故障。TFDR检测技术用于信号电缆故障的定位和故障种类的判断, TFDR称为时频反射法, 能够精确方便的分析出具有高斯分布特征的调频信号, 能够精确的测量信号电缆的故障距离, 并且可通过对故障抗阻的精确测量来确定是何种类型的故障。这种信号电缆网络故障的在线检测思路设计如下。
2.1明确此法的基本检测功能
SSTDR和TFDR两种检测方法的统一硬件平台的结合能够有效的实现铁路信号电缆故障的在线检测, 不仅能够精确的测定信号电缆出现的高阻故障, 还能正确的预知信号电缆的低阻故障, 最重要的是能够准确的测定信号电缆故障的具体位置, 而在设计检测思路时首先要明确的是它们的基本功能, 主要有四点, 第一是能够发射任意的信号波, 即幅值和频率都可调节;第二是能够接收和识别各种故障发射波形;第三是精确的定位故障位置, 确定故障的类型;第四是能够实现信号电缆的自动化在线管理。
2.2检测系统的设计内容
SSTDR和TFDR两种方法组成的检测系统包括DSP+CPLD、信号发射模块、信号采集模块、通讯模块基本检测思路是由信号发射模块向需要检测的信号电缆发射检测信号, 由信号采集模块来接收被测信号电缆所反射的检测信号, 进行存储, 同时传送到DPS, 由其对反射信号及相关信息进行处理, 判断信号电缆的故障类型和故障发生的具体距离, CPLD负责对信号发射模块和采集模块进行控制, 通信模块的主要作用是实现与上位机的通信。
在这一测试系统中, 信号发射模块需要通过数字合成的DDS芯片来产生频率和幅度均可调节的任意波形, 除此之外还应包括驱动放大电路、变压器和平衡电阻网络等。变压器可起到电气隔离和提高抗干扰的作用。
因为所测试的信号电缆的反射信号都相对较弱, 其幅值大小受到故障距离的影响, 这就要对信号采集模块进行相应的设计, 可选择增益可变化的放大缓冲电路作为其前端缓冲放大电路。通过TFDR检测电路故障时, 为保证精确度要选用采样频率不小于100MHz的A/D采样芯片和大容量的双口RAM芯片来进行数据缓存处理, 由CPLD来控制RAM和A/D的时序, DPS完成对采集数据的处理。
三、总结
随着现在铁路运输量的不断加重, 运输速度的不断加快, 作为整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分和传递列车运输控制信息的重要载体, 铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响, 铁路信号电缆的安全正常运行决定着列车的行车安全, 因此对铁路信号电缆网络故障在线检测的思路是值得相关人员深入探究的。
参考文献
[1]王立华.通信电缆断点故障自动检测报警电路的设计[J].自动化仪表.2010 (12)
[2]王国权.铁路信号电缆对外来地电容不平衡的探讨[J].铁道通信信号.2008 (07)
铁路数字信号电缆 篇5
关键词：铁路信号,信号电缆,电缆施工,铁路事业,铁路建设
引言
我国经济的腾飞给铁路交通事业带来了巨大的发展空间。为满足市场需要, 铁路事业各组成要素都在以一种前所未有的速度发展变化着。随着铁路交通网络建设规模不断扩大, 铁路系统调度、管理的需求日趋加大, 给铁路信号电缆网络维护管理工作提出了更高的要求。特别是最近几年来高速铁路的迅猛发展, 更是给铁路信号的电缆管理与维护工作带来了全新的挑战, 铁路信号电缆网络运行情况, 已经成为衡量地区铁路交通事业发展水平的重要指标。铁路管理部门要高度重视铁路信号电缆的建设和维护工作, 将铁路信号电缆建设与维护管理工作作为日常工作中的重要内容之一, 针对铁路信号电缆建设和维护管理工作中的缺陷和不足不断加以完善, 不断提高铁路信号电缆的高效性与稳定性, 实现铁路工作的正常、合理的运转。
1 科学谋划, 严格管控铁路信号电缆施工质量
铁路信号电缆敷设是铁路信号电缆网络建设的基础设施工程。要保障并提高铁路通信、调度水平, 必须以高质量的信号电缆施工为前提。铁路管理部门要高度重视铁路信号电缆敷设工作, 坚持质量第一的施工理念, 加强施工质量管理, 严格执行国家相关法律、法规和行业标准, 切实贯彻各项保障措施, 全面提高施工质量, 确保铁路信号电缆投入使用后的服务效率和使用质量。
首先, 选择高质量的铁路信号电缆产品。信号电缆本身的质量水平是敷设后电缆运行质量的关键因素。要保障信号电缆敷设工程施工质量, 必须选择高质量的通信电缆产品。施工企业必须坚持安全、经济、高效、适宜的选择标准。根据设计要求并结合施工实际情况, 在技术指标合格的前提下, 尽可能选择价格较低的电缆产品。这样不仅有利于降低施工难度, 提高施工效率, 还能有效降低工程造价, 提高施工企业经济效益。在一般情况下, 带有铝护套的数字信号电缆是铁路电化区段使用电缆的主要选择, 而铠装综合扭绞信号电缆则是其他区段的信号电缆的主要形式。其次, 选择合适的铁路信号电缆敷设方式。铁路信号电缆施工方式和具体工程的实际情况密不可分。在实际工作中, 信号电缆的敷设方式往往受到城市规划、生态保护、电缆里程等诸多因素的影响, 在选择电缆敷设方式时要综合考虑各个方面限制条件, 提出多个预选方案并进行对比, 确保实现敷设方式最优化。除了上述因素外, 在选择敷设方式时, 还要注意日后信号电缆维护管理的需求, 尽量选择维护管理难度低的敷设方式。要注意每种信号电缆敷设方式都有各自的适用范围和特点, 在选择信号电缆敷设方式时必须要从施工实际情况出发, 确保信号电缆敷设方式与实际的施工环境相符合。举例来说, 电缆表面和地面间的距离是考虑电缆埋设方式时的重要因素, 必须保证在0.7米以上;如果敷设的是过轨信号电缆, 那么电缆外必须加设保护钢管;由于电力电缆周围会形成较强的电磁场, 对附近的传输信号产业不良影响, 所以信号电缆要避免与电力电缆同沟敷设。信号电缆及相关设备的主要组成材质是金属, 易受水或酸性物质侵蚀腐蚀, 在具体施工过程中, 必须对这些因素做出防范, 保护设备安全。再次, 做好信号电缆敷设工程施工管理。信号电缆敷设工程工艺复杂, 其工程质量如何将会直接影响到铁路信号电缆投入使用后的实际运行效果。采取积极有效的施工管理方式、手段, 是保障敷设工程质量的重要途径。在施工准备阶段, 施工单位要根据工程设计和具体的施工条件, 编制充分细致、切实可行的施工方案, 对于施工过程中可能出现的问题, 要提前制定应对预案, 保障工程进程始终处于可控范围之内。要做好技术交底工作, 保障施工单位和电务段工作的人员间的沟通通畅。要充分做好施工材料和设备的准备工作, 做好施工设备的维护保养, 保证施工过程中设备正常使用, 入场材料要认真检查, 严禁使用不合格材料。在施工过程中, 要认真执行施工质量检查制度, 严把施工质量关, 每一道工序都要检查合格后才能进入下一道工序。工程末期竣工验收阶段, 还要对信号电缆进行必要的质量检测, 及时发现并排除质量隐患, 保证后续使用的安全。
2 多措并举, 切实做好铁路信号电缆的日常维护与管理工作
铁路信号电缆的运行情况直接关系到铁路系统的调度管理, 为保障铁路通信系统的高效运行, 除了保证信号电缆敷设工程质量外, 还要做好信号电缆的日常维护管理工作。信号电缆的日常维护管理不仅可以排除隐患, 降低安全事故发生的可能性, 还能有效保障铁路信号电缆的运行质量, 延长信号电缆的使用寿命, 对于铁路信号电缆的经济性、安全性和稳定性都有着极为重要的积极作用。
首先, 要高度重视铁路信号电缆的维护与管理工作。当前, 还有相当一部分铁路工作者没有正确认识到信号电缆维护管理工作的重要意义。在工作中, 缺乏对信号电缆维护管理工作的主动性和积极性。其结果就是造成疏忽散漫, 消极懈怠等负面思想的蔓延, 影响了信号电缆维护管理工作的有效开展, 为质量安全事故的发生创造了条件。铁道管理单位, 要切实贯彻重视信号电缆维护管理工作的思想。积极开展多样化的宣传活动, 广泛普及铁路信号电缆维护与管理工作知识, 强调信号电缆维护与管理对于铁路运行管理工作的重要作用;定期组织相关人员进行信号电缆维护和管理有关知识的讲座与培训, 提高工作人员的业务水平, 组织开展铁路信号电缆维护和管理相关内容的技术创新活动, 挖掘并培育一批高水平的铁路信号电缆维护与管理工作人才。其次, 要夯实铁路信号电缆维护和管理工作基础保障。任何工作的有效开展, 都离不开科学规范的实施方案和制度保障。开展信号电缆维护管理工作, 必须要提前制定全面、切实可行的工作方案, 明确工作制度, 落实工作措施, 确保铁路信号电缆管理工作和谐、有序地进行。要坚持做好信号电缆的日常维护工作, 将提供电缆运行效率, 保障电缆运行安全的措施落实到日常工作的细节中去。
3 结束语
综上所述, 铁路信号电缆在铁路事业的前进与发展中承担着十分重要的职责, 加强铁路信号电缆施工和维护管理力度, 对于提高我国电路信号运行效率与功能, 改善我国铁路调度运行管理水平, 推进我国铁路交通事业的健康发展具有非常重要的积极作用。铁道部门要高度重视信号电缆的施工和日常维护管理工作, 采取各种切实可行的措施, 不断提升电缆施工和维护水平, 确保工作质量, 从而实现铁路事业的和谐、有序、健康的发展。
参考文献
[1]刘大江.关于铁路信号电缆维护和管理工作探讨[J].科技创新与应用, 2012 (29) .
[2]史培宏.基于铁路信号电缆施工及维护的探讨[J].硅谷, 2012 (23) .
[3]张方如.电力电缆施工管理与技术探讨[J].科技促进发展 (应用版) , 2010 (4) .
铁路数字信号电缆 篇6
铁路信号电缆作为铁路信号系统(如图1所示)中有线传输的载体,应具有传输稳定、保密性好、受外界干扰少、工作寿命长等特点。但这些特点离不开良好绝缘的保障,在铁路信号电缆中绝缘层包覆在导体外,其作用是隔绝导体,承受相应的电压,防止电流泄漏,保障传输信号稳定送达接收端。由于在铁路信号系统中,发送端与接收端往往相距几百公里,有的甚至更远,因此对铁路信号电缆的绝缘性能提出了较高的要求。绝缘质量问题是铁路信号电缆常见的问题,特别是在铁路信号电缆生产中发生的,其具有一定的隐蔽性,往往不能在半成品生产过程中被及时发现,导致有绝缘质量问题的半成品继续转序生产,使损失扩大,无法挽回。
2原因分析及解决措施
经过长期跟踪后发现,造成铁路信号电缆在生产过程中发生绝缘质量问题的关键是自检、互检制度不够具体,执行不够认真,忽略了非仪器仪表检查的重要性。有些绝缘质量问题在一定条件下,是仪器仪表不能检测发现的,这就更体现出对绝缘外观结构检查的重要性。这个重要性的控制重点在自检和互检制度的落实上。为解决铁路信号电缆在生产过程中发生的绝缘质量问题,我们对出现绝缘质量问题的铁路信号电缆进行解剖分析,查找出了绝缘质量问题的成因。下面就以铝护套型铁路信号电缆为例,对其生产工序流程(如图2所示)中易被忽略的造成绝缘质量问题的原因进行简要分析,并给出相应的解决方法。
2.1绝缘工序
绝缘工序是绝缘形成的工序,绝缘线芯挤出时应按工艺规定进行火花试验在线监测,绝缘线芯表面应光滑圆整,不允许有偏心、压扁、脱胶、刮伤及塑化不良等缺陷。但在实际生产过程中,有时存在一种不易被发现的绝缘表面间断热损伤。该热损伤长几米、几十米、几百米不等,时连时断,因其没有完全损坏绝缘层,故在线检测设备火花击穿机未能检测出来,一旦这些有缺陷的绝缘单线进入下道工序,会给整根电缆造成质量隐患。我们开始时简单地认为这是因为模具不干净造成的,但清理模具后重新生产,经过一段时间又出现了热损伤现象。我们再次对绝缘热损伤处进行了认真观察,发现在损伤处的尾端有一细微颗粒杂质,经仔细分析,最终确定料内混入细微颗粒杂质是产生这一现象的原因。在绝缘挤出过程中细微颗粒杂质和绝缘料一起被挤出到模具口,粘挂在模套上,造成绝缘热损伤,而后又被绝缘料带出,滞留在绝缘损伤处的尾端,这个过程造成的绝缘热损伤可能是一个点,也可能是几米、几十米或几百米不等。
针对绝缘热损伤现象,采取的预防措施是从加料源头对绝缘料的净度进行控制,具体包括:加料时操作人员应细心操作,严防灰尘颗粒等杂质混入;混料前要将混料桶清理干净,混料时不准带手套,要用净手将料混匀;混料后要及时加盖防护,避免灰尘落入。此外,在绝缘单线生产过程中应加强自检巡查,一旦出现问题要及时发现,及时解决。
2.2成缆工序
成缆工序是电缆缆芯形成的工序,其质量直接影响铁路信号电缆的各项电气指标。铁路信号电缆结构中包含有四线组和对绞组,一般先进行四线组和对绞组生产,再进行成缆绞合生产。在缆芯为对绞组结构成缆时,应针对对绞组间平行或相交的情况选用模具,否则会造成绝缘隐形损伤。以8芯铁路信号电缆4×2×d(绝缘单线直径)结构为例,在对绞结构电缆成缆时,理论计算对绞组直径d0=2d,缆芯直径D0=2.414d0k,其中k为经验系数,假设d=2.2mm,则D0=9.5mm[1]。通常为使成缆缆芯紧凑、圆整、不跳线,操作者偏好选用较小的成缆压模,即压模内径比成缆计算直径小1mm,但在对绞结构成缆时,应避免以上述惯性思维确定成缆压模内径,否则极易造成间断性的绝缘挤伤,其原因在于对绞结构成缆具有一定的特殊性。图3为对绞结构成缆时可能出现的两种绞合截面示意图,当对绞结构以绞合截面A进入压模时,其最大直径为9.5mm,与缆芯直径理论计算值相符,此时按习惯选择内径为8.5mm压模不会对绝缘产生损伤;当以绞合截面B进入压模时,两对绞组中的单线出现在同一并列平面,其最大直径为10.6 mm,大于缆芯直径理论计算值,此时如果还按习惯选择内径为8.5mm的压模,就有些偏小,极易对绝缘单线造成挤压,损伤绝缘层,一旦出现这种挤伤绝缘现象,电缆的电气性能就会被破坏。由于上述挤伤绝缘是间断性的,在成缆绞合经过压模后又被包带包裹,很难发现这一绝缘隐形损伤,而一般情况下半成品生产过程中不进行耐压试验,因此往往到成品耐压试验时才发现该缺陷,造成很大损失。对此,我们在选择对绞结构成缆压模时,原则上应选用成缆压模直径不小于成缆直径理论计算值的95%。这样既能有效保障电缆紧凑、圆整,又能有效预防压模挤伤绝缘现象的发生;同时,在试生产时应在缆芯过压模3~5m后及时停车检查缆芯有无挤伤现象,在确保没有绝缘损伤后,再进行正常生产。
2.3铝护套工序
铝护套工序是铁路信号电缆铝护套防护形成的工序,其通过铝带的成型、焊接、拉拔使铝护套包裹在缆芯外形成防护。在铝护套工序中焊接电流过大、补焊时防护不当,均易烫伤缆芯绝缘,造成绝缘隐形损伤。针对这两种现象,操作人员应在正常开车前认真检查焊机设备是否正常,严禁设备带病工作;启车前应先在空管上试焊,确保焊机正常工作后再穿线生产;在出现漏焊裂缝,需要手工补焊时,应做好缆芯防护,要做到补一点,冷却一会儿,防止烫伤缆芯,同时在冷却过程中,还必须防止冷却水通过裂缝进入缆芯;为确保补焊后的缆芯绝缘质量,补焊过的缆芯必须进行耐压和绝缘电阻试验,以验证缆芯的绝缘性能是否良好。
2.4其他工序
在装铠工序中,钢带的翘边、毛刺、尖角会扎伤缆芯绝缘,造成绝缘隐形损伤。对此应通过预防措施有效防止对缆芯绝缘的损伤,即在装铠前认真检查每盘钢带质量,对有翘边、毛刺的钢带要先修复再使用;钢带接头要焊接牢固,修复平整,确保无尖角、无毛刺。在外护套工序中,主要发生烫伤缆芯绝缘和冷却水进入缆芯等损伤缆芯绝缘的现象。对此在外护套工序生产时,应避免缆芯在挤塑机机头内停留,防止烫伤缆芯;生产隔热层时模具不易太小;电缆端头经过冷却水槽时,要有专人负责防护,将电缆端头抬离水面,防止缆芯进水。除以上所述,在生产过程中上、下线碰伤绝缘单线,过线轮脱线刮伤绝缘,过线轮轴承损坏、不转挤伤绝缘等,都会对缆芯绝缘造成损伤,形成质量隐患。对此,操作人员应重视绝缘外观结构 的检查,以及自检 和互检制 度的执行。
3结束语
综上所述,造成铁路信号电缆绝缘质量问题的原因是多方面,因此在生产的各个环节上都要严格按操作规程和工艺要求精心操作;在生产过程中要认真巡检,预防损伤缆芯现象的发生;针对可能出现的不同绝缘损伤现象进行有效的预防,加强监督检查,在质量问题发生前能有效控制;要求操作者主观上重视起来,认真执行自检、互检的各项要求,避免麻痹思想,只有这样 才能有效 控制好电 缆产品的质量。
参考文献
铁路数字信号电缆 篇7
室外电缆工程量统计是由已完成的室外电缆径路图中大量的数据统计而来, 一些较大车站, 由于室外信号设备众多, 图中各类电缆纵横交错, 十分庞杂, 统计电缆工程量难度很大, 使得室外电缆工程统计的准确率十分有限。因此, 专门针对电缆工程量统计开发了一个辅助统计软件, 使电缆工程量的统计工作的准确率和效率均大大提高。
1 开发工具的选择
Auto LISP语言语法简单, 函数功能强大, 撰写环境不挑剔, 还有一个特点是“即写即测, 即测即用”, 不需要操作系统支持。在CAD各个版本间不需要修改就可以使用, 因此选择采用Auto LISP语言作为开发工具。
目前, 铁路信号设计辅助设计工具中, 微机联锁、微机监测都有采用Auto LISP作为开发工具的案例, 由此看来, Auto LISP在铁路信号设计辅助工具中, 有一定的优势。
2 软件的使用
2.1 软件运行的环境
软件使用前, 把软件包复制到D盘根目录下, 即D:LISP工具, 在CAD中, 将”D:LISP工具”设置为CAD支持文件搜索路径。至此, 软件运行的环境就建立好了。
2.2 软件的运行
打开电缆径路图, 在命令行加载软件
Command:LOAD“001DLTJ” (粗体部分为用户输入内容, 以下同)
软件加载成功后, 就可以运行了, 运行过程如下:
其中, 第一列内容为铁建设【2010】223号文中规定的定额号;第二列内容为定额号对应的电缆长度, 单位为hm;第三列内容为定额号对应电缆类型的简写。
2.3 软件输出文件的作用
软件输出的***.csv文件可以直接复制前两列内容, 粘贴到相关的预算软件中, 用户不用每一行在预算软件中输入, 减少了手工输入时的麻烦和错误。
2.4 软件的扩展
在软件包中, 有一个DLXH.CSV文件, 它定义了电缆型号和电缆对应的定额号, 如果有新增的电缆型号, 按规律在后面补充就可以将新的电缆型号扩展到程序中, 不需要修改程序。
3 使用本软件对用户设计电缆径路的要求
一般用户在设计电缆经路时, 电缆等信息都是用文本格式填写到电缆径路中的, 本软件也是统计文本信息, 不需要用户有特别改变的地方。目前大部分设计院电缆径路图中的数据格式也基本如下:
□xxx—○ (x)
其中, □有L, SL, 或省略几种选项, L为铝护套信号电缆;S数字非铝护套电缆;SL为数字铝护套电缆;省略为普通信号电缆。xxx为电缆长度。○为电缆型号, 如4表示普通4芯电缆, 4B表示数字内屏蔽4芯B型数字电缆。 (X) 为电缆备用芯线数。
软件筛选、统计电缆也是根据上述格式进行分类统计的, 只要用户电根据上述格式进行标注, 就可以使用本软件轻松地完成室外电缆统计工作。
4 程序举例
程序中, 部分关键函数如下:
此函数功能是根据第2个参数BJ将字符串分解成一个列表, 并返回给调用函数, 在本软件中大量使用。
此函数功能根据字符的ASCII码值判断字符是否是数字字符, 如果是, 则返回NIL值, 用于截取电缆数据中非数字字符。
此函数功能是根据从图形中选择的文本, 筛选出符合电缆标注格式要求的文本, 并与数据库中的电缆类型比较, 若电缆数据库中有, 则当成有效的电缆数据文字信息。
此函数的功能是将统计好的电缆数量信息排除数量为零的类型, 写入“室外箱盒电缆统计***.CSV“文件中。其中, ”***”为用户在开始时输入的车站名。
5 结语
以上辅助统计软件, 在笔者近年来工程设计工作中应用效果十分良好, 使用户在完成室外电缆径路设计的同时, 高效地、准确地完成室外电缆统计工作, 为后续设计概算的编制提供准确的基础数据, 大大减轻了工作强度, 提高了工作效率。
摘要：铁路信号工程设计中, 统计工程材料的数量是必不可少的一个环节。一方面, 准确的工程量是施工材料定制的主要依据, 另一方面, 在既有“量×价”计价模式下, 正确的材料消耗是工程费用控制的主要因素之一。文章针对铁路信号工程设计中较为庞杂的室外电缆工程量的统计工作, 设计出利用设计工具和AutoLISP语言进行室外电缆辅助统计的工具软件, 并附部分程序清单。
关键词：信号工程,计算机辅助设计,电缆统计,辅助程序
参考文献