铁路信号电源屏

铁路信号电源屏（通用6篇）

铁路信号电源屏 篇1

随着铁路提速、高速铁路以及铁路信号技术的发展, 信号电源设备也发生着巨变。由原来采用干式变压器变压方式改为高频数字变压方式, 自身增加监测功能等, 出现了具有模块化、智能化、网络化、高可靠性、高效率、便于维护等特点的铁路信号智能电源屏。但近年来铁路信号智能电源屏运用中发现一些影响其稳定运用的问题, 通过阐述其结构、特点, 列举了运用中的典型问题, 对其分析并提出相应的整治措施。

1 铁路信号智能电源屏结构及主要特点

铁路信号智能电源屏各种型号、生产厂商不同, 其结构及特点有所不同, 但主要结构和特点大同小异。这里以PDZ系列智能电源屏为例, 说明其主要结构及特点。

1.1 电源屏主要由以下几部分组成

1) 综合信号电源机柜:用于电源屏各模块、部件等的安装, 同时是实现按钮开关操作、维护测试的人机会话界面;

2) AFD稳压单元:用于外网供电电源的稳压。当外网电压在AC220/380V+15%~-20%范围内, 提供给各模块的工作电压为AC220±10V;

3) 输入、输出控制、隔离单元:用于信号各系统、设备所用电源的输入、输出控制、切换和隔离;

4) AC/AC电源模块:用于信号交流电源的稳压隔离控制输出, 输出的信号交流电源主要有信号机点灯电源、道岔表示电源、电码化电源、稳压备用、非稳压备用、表示灯电源 (AC24V) 、轨道电源等;

5) AC/DC电源模块:用于信号直流电源的变换、隔离和控制输出, 输出的信号直流电源主要有直流转辙机电源 (DC220V) 、继电器电源 (DC24V) 、闭塞电源 (DC24~60V) 等;

6) 微机监测单元:用于智能电源屏输入、输出电源电压、电流的监测, 对工作状态提供监测和报警, 当系统发生故障时, 有声光报警、故障定位, 故障信息中文显示等。

1.2 主要特点

PDZ系列电源具有综合化、模块化、智能化、网络化等特点, 特别是高频电源模块和监控模块运用了多种先进技术, 具有高可靠性、高效率、便于维护等优点。

1) 高度综合:一套电源系统全面集成了信号设备所需的全部电源;

2) 高度集成:25Hz电源模块容量大 (最大4k VA) 、体积小、设计紧凑, 可以在单机柜内配置8k VA的25Hz电源;

3) 智能监控:可实时监测系统的工作状态, 故障及时显示和告警, 并具有故障记忆功能;

4) 网络化:可远程监控和集中监测组网, 与信号集中监测设备实现无缝对接, 最终实现信号电源的无人值守;

5) 低噪音:高频开关电源技术;系统和模块全部采用自然冷却技术, 避免了工频噪音和风扇运转噪音;

6) 无污染:采用PFC技术, 避免了模块内部高次谐波对外电网的污染;采用EMI技术;电磁兼容性好;

7) 便于维护:所有电源模块接口均采用规一化设计, 根据需要灵活配置模块, 方便实现系统扩容, 交、直流配电方式可灵活选择, 模块可热插拔, 操作简单, 便于更换、维护。

2 影响运用的典型问题分析及整治措施

2.1 H型供电的问题

《铁路信号维护规则》第12.2.1条规定输入电源供电方式有一主一备和两路同时供电2种方式。在铁路信号智能电源屏道上使用初期, 采用主、副电源H型 (属两路同时供电) 供电方式。使用H型供电的智能电源屏, 正常供电情况下由主、副两路电源并列运行, 各带50%负载;当一路电源发生故障时, 自动切换至另一路电源100%供电;一旦故障电源恢复正常, 系统将自动恢复为各带50%负载的H型供电方式。其优点是供电电源负载均衡。由于H型电源屏电源逻辑关系的原因, 受电源质量的影响, 当供电任一路电源出现电压瞬间波动或设备主导电回路隐患等现象, 即会导致电源屏频繁切换, 造成输出电压异常, 影响信号设备使用, 干扰运输生产秩序。

为完善“H”型供电电路的不足, 提高电源系统的工作可靠性, 使智能电源屏的技术指标满足现行的技术标准, 需对电源屏供电方式进行改造。

改造工程实施较复杂, 已投入使用的铁路信号智能电源屏改造时对铁路运输的影响较大, 这里提供2种改造方案供参考。

方案1:在现使用电源屏上改造。该方案实施时按照新的改造配线图在现场使用的电源屏上改造, 投资小, 但改造过程时间长, 对铁路运输影响大、安全风险大。

方案2:工厂内按现有电源屏生产改造部分机笼, 在现场局部更换机笼。该方案改造操作简单, 用时短, 对铁路运输影响小、安全风险小。但是投资较大。

2.2 切换系统存在的问题

兰武线龙泉寺等站的电源屏采用W1、T2、T3模块供电如图1所示, 在使用中, 由于切换系统驱动板问题, 造成内部Ⅱ路断电, 使部分模块输出中断, 此时可通过W模块反拼输入开关旁路到内部另一路工作, 影响电源屏的稳定使用。

该问题应属电源屏内部电路设计缺陷。解决该问题的措施是将接在内部Ⅰ路、内部Ⅱ路电源上的W1模块交叉接后面的T模块如图2所示, 即使切换系统由于驱动板等问题出现内部一路电源故障, 主备互锁工作的两台T模块中仍有一台可以继续工作, 同时系统切换、模块切换时间需满足铁标要求, 避免因瞬间断电打灭信号的问题。原来的输入反拼开关保留作为设备维修开关。

2.3 监控子系统供电问题

智能电源屏为实现对系统输入、输出各支路数据、模块工作状态的采集、处理和传输, 并实时进行故障报警而设置监控子系统, 是智能电源屏智能性的一个重要体现。监测系统是独立于实际输出和功能系统外的一个辅助系统, 不会对电源屏的工作状态进行控制和干预, 监测系统的本身故障不会对系统输出及功能引起二次影响。

智能电源屏监控子系统工作电源取自本屏直流24V联锁控制电源如图3所示, 但外电网断电时, 监控子系统同时掉电, 无法继续记录外电网的供电情况, 不利于铁路信号部门查找供电电源断电的记录, 造成设备故障分析是拿不出数据证据。鉴于上述情况, 为充分发挥智能电源屏监控子系统的功能作用, 为保障在外电网断电的情况下, 能继续使监控子系统有工作电源, 提出了2种解决建议方案:

方案1:另外找电源为监控子系统提供工作电源。

方案2:在电源屏上增加具有储能的辅助24V电源模块如图4所示, 平常该辅助24V电源模块处在储能充电状态, 在两路电断电时为监控子系统补充供电, 其容量根据监控子系统功耗和用户的需求时间计算确定, 但一般不超过10min放电时间。

分析:方案1改造简单、方便, 但存在其他外部电源与信号电源供电时间不同步导致记录功能与电源屏工作时间不一致的问题。建议采用方案2。

以上是针对铁路信号智能电源屏运用中的典型问题及整治措施分析, 在实际运用中还存在其他问题, 需要技术人员继续在维护、使用中不断发现, 并就提高电源屏运用稳定提出针对性解决措施。

参考文献

[1]中国人民共和国铁道部.TB/T 1528.1-2002, 铁路信号电源屏[G].北京:中国铁道出版社, 2002.

[2]中国人民共和国铁道部.铁路信号维护规则[G].北京:中国铁道出版社, 2008.

[3]北京铁通康达铁路通信信号设备有限公司.PDZ智能型综合信号电源屏使用操作手册[G].兰州:技术资料未出版, 2010.

对一起铁路信号电源屏故障的分析 篇2

1 电源屏工作原理

铁路信号智能电源屏主要由配电、模块、防雷、监测等组成 (见图1) , 系统由外电网输入两路市电, 经输入配电后两路同时或其中一路进入电源模块进行稳压及变换处理, 处理后的电压在经过适当的转换变换为能直接为信号设备供电的洁净电源, 通过输出端子为负载供电。

在系统工作过程中监控模块始终对系统各参数进行监控, 如有异常即发出警报。当发生雷电危害时, 防雷单元泄放过大的电流, 保护电源设备[1,2]。文中以信号电源屏“H”型切换介绍其切换原理[3 (见图2) 。QF2~QF3为断路器, KM1~KM4为交流接触器, KM1, KM2, KM3, KM4分别具有电气和机械互锁特性, 接触器的切换为“H”型切换方式。正常供电的情况下, KM1和KM3吸合, KM2和KM4断开, 两路输入分别给互为主备的一组模块供电;在第一路输入不正常时, KM1断开, KM2吸合, KM3与KM4保持不动作, 这样由第二路输入给2个模块供电;相反的, 在第二路输入不正常时, KM3断开, KM4吸合, KM1, KM2保持不动作, 这样由第一路输入给2个模块供电。

2 电源屏故障原因分析

区间轨道电源从电源屏Ⅰ, Ⅱ路交流电A, B, C三相通过TE2模块进行处理得到直流48 V, 用来满足区间轨道电路的供电需求 (见图3) 。其中, A相带1台TE2模块, B相带1台TE2模块, C相带两台TE2模块。当电源屏发生故障或手动进行Ⅰ路、Ⅱ路转换时, 为了保证对信号设备的不间断供电, TE2模块所具有的续流能力必须满足在转换时间内稳定供电。

根据微机监测可知, Ⅱ路输入电网所带负载在17:08:35~17:08:36接近1 s时间段内功率总量由正常→零→正常→零反复进行了三次剧烈变化, Ⅰ路输入电网所带负载功率总量在对应时间内存在由零→正常→零→正常相反趋势的波动, 最后停留在Ⅰ路输入电源侧, 两路输入电源所带负载在1 s之内发生了3次来回交替现象。由此可见, 此时Ⅰ路、Ⅱ路输入电源在1 s内基本上同时存在不稳定剧烈扰动情况, 电源屏Ⅰ路、Ⅱ路输入交流接触器频繁切换[4,5]。由于系统的每次输入切换, 模块输入端都会发生150 ms的断电情况。这种短时间内的频繁切换可能会造成区间轨道电源模块由于输入电压不足, 造成输出电压瞬时下跌。根据对外电网Ⅰ路、Ⅱ路的功率曲线图的分析, 采用以下方法进行试验。

第一, Ⅰ路、Ⅱ路转换时, 输入电压切换正常, 续流时间为100 ms (切换时间小于150 ms) , 轨道电路工作正常, 未出现红光带。

第二, 关闭1台TE2模块输入空开, 在Ⅱ路切换到Ⅰ路时, 续流时间下降到70~80 ms, ZPW2000R轨道电路出现红光带。

第三, 关闭两台TE2模块输入空开, 剩余两台模块工作正常, 工作电流分别为23 A。

第四, 恢复4个TE2模块供电, 在Ⅰ路、Ⅱ路系统多次切换过程中, 轨道区段有红光带出现。

根据以上试验结果并结合微机监测, 推断出电源屏系统进行多次切换导致TE2模块续流时间不够, 因此出现模块电压跌落到41.3 V, 造成轨道电路欠压, 出现红光带4 s。

3 电源屏故障解决方法和建议

通过以上分析, 在系统频繁切换过程中, 有可能导致TE2模块的续流时间减小, 从而使TE2模块输出电压下降到43 V以下。为彻底解决该隐患, 建议增加续流排的方式来提高TE2模块的续流能力, 该续流排容值为模块内部母线电容值的4倍, 理论计算模块续流时间增加电容后可以提高4倍, 模块负载为46 A时, 模块的续流时间提高到400ms, 其值远大于150 ms切换时间, 可以彻底解决该缺陷。

摘要：随着智能型铁路信号电源屏在铁路的广泛应用, 如何保证信号电源屏在发生故障时提供稳定、可靠的信号电源成为亟待解决的问题之一。本文就信号电源屏系统在进行I, II路切换时, 针对由于续流时间不足造成轨道区段红光带的现象进行了详细分析和研究, 并提出了有效的解决措施。

关键词：电源屏,轨道红光带,续流时间,微机监测

参考文献

[1]刘国红.铁路智能信号电源屏典型切换系统[J].铁道通信信号, 2011 (7) :46-47.

[2]李丽梅.浅谈影响信号电源屏稳定性的原因及改进方法[J].内蒙古科技与经济, 2006 (22) :85.

[3]林瑜筠.铁路信号智能电源屏[M]北京:中国铁道出版社, 2006:5-120.

[4]邵亚军, 陈兴发.鼎汉电源屏两路电源输入切换电路的改进[J].上海铁道科技, 2009 (3) :130-131.

铁路信号电源屏 篇3

关键词：信号电源屏,PLC,软件设计

1 引言

铁路信号电源屏起源于20 世纪90 年代。随着电子技术、数字信息技术及计算机技术等的高速发展, 使得智能化电源屏获得了较快的发展, 直接使铁路信号直、交流电源质量得到了提高, 并且实现了对电源系统具体运行状态的远程传输和实时监测。

2 基于PLC的铁路信号电源屏网络系统整体要求

在铁路信号电源屏网络实际设计过程中要求较多, 并且要求注意的事项多。通常情况下, 要对电源屏中的频率、电压及电流等情况进行具体抽样分析, 并且对收集到的模拟量和开关量等数据进行细致整理, 用整理分析获得的结果对电源屏的具体工作进行衡量。而在其各类设备实际工作过程中, 还要求对开关问题、接触器状态及设备的实际运行状态等进行检测和控制[1]。如果在这一过程中, 发现电源屏运行存在问题, 那么必须要立刻开启声光报警, 接着要将电源屏内的各种参数集中起来, 并直接传输至人机界面显示。与此同时, 还要保证微机监测系统能够实时收集到电源屏上传的各项参数。

3 常见PLC组网类型及具体案例

3.1 常见PLC组网类型

当前所用的PLC不但能够完成一些简单的逻辑控制, 而且还能够实现一些网络通信功能和包含模拟量的数值处理功能, 而这些功能的实现使得PLC能够利用网络而建构分布式系统, 从而实现一些较为复杂的控制功能。而常见的PLC组网类型有如下几种: (1) 采购PLC开发商供应的网络适配器及其系统软件协议, 然后通过一定的方式, 建构企业具体内部网络, 这样建立的PLC组网, 其内部网络协议不会公开, 并且这样的PLC组网必须要求供应商在提供的配套协议外设计一些下位机组态软件, 如西门子公司所提供的PPI协议内的令牌环网。 (2) 工业施工现场相对开放的总线, 并构成以现场总线为主的集散控制网络, 其主要代表有西门子S-7200 系列PLC, 西门子S-7200 系列PLC辅助以PROFIBUSDP通信口, 即可接入至PROFIBUS总线网络, 而这样的接入其主要是利用总线所具有的通信功能, 使得PLC控制范围和能力得到扩展[2]。 (3) 利用自定义通信协议或者自助选择的通信协议, 加上标准化的RS485 串行通信网络, 即可组成PLC及工控机所用分布式网络。

3.2 案例分析

在具体应用过程中, 从功能实用性及开发成本等整体角度来看, 第三个方案无论是性价比还是灵活性均较佳, 因此第三种方案在我国相关系统设计中应用相对较多。而本文主要就某铁路信号智能电源屏集散监控系统的设计进行叙述, 而该智能电源屏集散监控系统主要应用第三种方案的设计思路, 并主要以实现电源屏的通信和组网为目的。

4 基于PLC的铁路信号电源屏硬件结构设计

对于电源屏来说其主要由多面屏组合而成, 而本文对三面屏分别以A、B、C为代号, 而整个电源屏硬件主要由辅助电源、人机界面、传感器、拓展模块及中央处理单元等部分共同组成。

4.1 中央处理单元设计

在该监控系统中, 所用的监控系统主要为西门子S7-200系列的CPU226, 整个CPU单元设计有开关量输入、输出等接口, 而其中A屏、B屏、C屏分别使用CPU226、CPU222、CPU226, 并且A、B、C等屏均有PORT1、PORTO等通信接口, 这两个通信接口在工作过程中可以顺利完成微机监测系统和电源屏及A、B、C等屏之间的相互通信, 另外这两个接口在实际应用过程中, 还可以根据实际需求, 在一定范围内设定通信速率, 因此其相对较为灵活方便。

4.2 拓展模块设计

在实际电源屏网络设计当中, 可以根据各屏实际工作量的差异, 针对性地添加一些拓展模块。而对于该系统来说, 其通常所用的拓展模块有数字量拓展模块及模拟量拓展模块, 该系统实际最多能够同时添加7 个模块。

4.3 触摸式显示屏设计

当前电源屏网络设计过程中, 人机界面是主要的站点, 在实施通信的过程中必须要经过人机界面和PLC进行, 通过该过程能够将PLC中的所有数据进行体现同时自动弹出报警信息, 除此之外, 还会对故障进行记载以作为日后查询的依据。

4.4 智能电源屏传感器

电源屏作为智能的传感器在工作中有着非常重要的作用, 它对于转换各种电流、电压以及频率量有着显著的作用, 同时还可以在标准信号的传送如模拟量输入扩展模块中起到一定的作用, 最后还可以进行A/D转换模式, 并对相关数据用中央处理器进行处理。

5 智能型铁路运输信号电源屏的软件设计情况

5.1 软件的构成

一般情况下在铁路智能运输电源屏的软件设计过程中, 最常用的是来自西门子公司的一种特殊化的指令系统, 该系统在工作过程中使用的是梯形图编辑器, 并在该编辑器中对各个屏幕的程序进行编写和修改, 最终经过与实际情况的衔接, 事先进行相关的通信方法和通信速率的测定, 在通过测定之后进行联机操作便可解决该问题, 实现机器的正常运行。

5.2 软件运行流程

在整个铁路信号电源屏网络设计软件的工作过程中, 必须要实施有效的监控措施对整个工作过程中的各个模块诸如接触器、断路器以及模块的运行状况以及报警系统的工作效率等进行精准监控, 以实现积极管理[3]。对于在电源屏幕内的各种电源参数诸如电压、电路和漏电等的具体情况进行标准化的检测, 同时将各个参数聚集于电源屏幕上, 以便通过触摸屏显示和查看, 除此之外, 还必须要保证电脑系统与电源屏上的数据进行联通, 以便能够方便地进行参数的上传。

在具体的操作过程中, 系统的软件流程图详见图1。

在该系统的运行过程中正常使用的是多主机化的组网方式。其中A屏和C屏构成整个软件工作系统中的主站, B屏为副站。在该软件系统的运行过程中具体是这样:系统通过接受SIMATIC指令系统中的NETR指令和NETW指令对各个屏之间的信息进行掌控和联系。NETR指令主要用于A屏, 并在PORTO的协助之下帮助B屏和C屏实现参数的读取, 并将读取的数据输送到缓冲区中, 根据系统软件的特殊标准对数据进行分类分区存放, 再经过触摸显示屏对PLC中数据录入, 将录入到的数据集中显示于显示屏幕上。在工作过程中, C屏的流程与A屏基本一致, 利用相同的指令对A屏和B屏中的数据进行读取并保存于C区的指定缓冲区域中。在微机和PLC之间要想实现通信必须要通过RS-485 串行接口。[4]在具体的工作过程中铁路信号电源屏幕网络的设计必须要遵守有关铁道信号的相关通信协议。

6 结语

对于西门子S7-200PLC来说, 其不仅功能较为完善, 编程简单之外, 而且在实际使用过程中可靠性也较高。其次, 西门子S7-200PLC在实际使用过程中还具有监测稳定可靠、使用美观大方、操作简单灵活等优点;再次, 通过实践表明, 西门子S7-200PLC在满足铁路信号电源屏上应用的基础上, 其还能使得铁路电源屏实际通信需求得到解决。而由于笔者所学及文章篇幅等方面的限制, 本文仅仅针对西门子S7-200PLC在铁路信号电源屏中的应用进行了叙述, 文章在其他方面的叙述仍然有所不足, 希望有关学者能够给予补足。

参考文献

[1]冯金州, 沈培生.智能电源屏可靠性初探[J].铁道通信信号, 2012 (12) :4-5.

[2]侯江涛, 付强, 郭欢娟.PLC在智能型铁路信号电源屏中的网络设计[J].铁道通信信号, 2016 (11) :18-19.

[3]高静敏.数字通讯在铁路信号智能电源屏系统中的应用[D].天津:天津大学, 2007.

铁路信号电源屏 篇4

信号智能化电源屏主要用于国家铁路、高速客运专线、城市轨道交通、地方铁路以及钢厂、煤场、煤矿等各类专用线。它具体组成包括稳压转换屏、直流屏、第一交流屏第二交流屏, 稳压转换屏包括转换电路、交流稳压模块、表示闪光电源电路、监测单元及采集电路;直流屏包括直流转辙机电源电路、继电器电源电路、区间移频电源电路、站内电码化电源电路、闭塞电源电路及采集电路;第一交流屏包括信号点灯电源电路、道岔表示电源电路、微机监测电源电路、计算机联锁电源电路及采集电路;第二交流屏包括调度监督、稳压备用等输出电源电路、25/50Hz轨道电源电路、交流转辙机电源电路及采集电路;采集电路板及电压电流传感器构成了电源屏中的各个采集电路。提高了铁路信号设备的供电质量, 兼有智能监测、实时数据查询、故障信息存储和报警等功能。

2 信号智能化电源屏的维护

2.1 电源屏系统的检查

如果电源屏在正常工作的状态下一般呈现以下情况:保护灯和故障灯在设备安全情况下是熄灭的, 除去这两个灯以外电源模块指示灯均是亮的状态, 两路交流输入电源的指示灯也是亮的, 位于前门内的蜂鸣器是开的状态, 不会有声音提示告警, 但告警/消音开关处于告警的状态。

2.2 查看电源屏上的防雷器

首先检查防雷地线的连接, 其次是防雷器的颜色变化, 是否有形状变化、设备开裂的情况出现, 防雷空开的工作状态是否正常, 并且防雷器的安全状态空开置于闭合处, 防雷器的显示窗口正常颜色是:C级颜色为绿色, D级为亮灯状态, 这时防雷器的输出顶盒面板的指示灯显示。

2.3 查看电源屏的电线连接

电源屏的线缆包括防雷器接地线缆和交流输入线缆, 首先保证这些线路的连接良好, 然后要定时检查线缆是否有局部过热或者老化的情况, 所有的接地电阻阻值不得大于10Ψ, 否则可能会导致电源屏的迅速毁坏。

2.4 检查实时数据的误差

实时数据与实际的数据误差也可以反映电源屏的状态, 一般情况下直流电压的误差在额定值的百分之二以内, 交流电压在百分之三以内, 无论交流还是直流电流不会大于额定值的百分之五, 如果电压过低甚至大于额定值的百分之五那么就要替换模块的电容。

2.5 电源屏的告警指示

一旦发生故障会有告警提示, 所以必须保证信号电源屏的模块和相应的监控单元通讯连接, 告警一定不能有断开的现象, 如果相应的声光告警项目均没有显示异常则电源屏的状态正常。

2.6 查看电源的通讯的状态

保证信号电源屏的模块和相应的监控单元通讯连接, 当前没有通讯断开的告警项目, 历史的告警记录也不存在断开的记载, 实时数据显示不能是反白。以上通讯必须保证。

3 智能电源屏的常见检修

3.1 智能电源屏的系统切换检修

测试电源屏的切换功能可以利用如下方法:在保证路电网连通的情况下, 将I路电网切断, 手动切换到Ⅱ路电网, 并将I路电网连通供电, 切换到I路电网, 若一二路电网均有故障, 那么可以利用外网供电, 从而避开模块的故障, 就可以保证供电的顺畅。

3.2 交流模块的相互转换常见检修

检修交流模块的主要工作是其切换电路的状态以及模块的运作状态, 模块的运作状态可以通过其带载的情况判断, 分为f带载和热备两种, 具体做法是:切断带载模块的开关并手动切换到一个处于热备状态的模块, 供电并闭合开关, 模块稳定运作后就可以对另一个模块进行切换电路测试, 做法与上述相同。

3.3 带载直流模块检修

电源内部的带有闭塞、站联而且电压在24到60伏的的直流模块需要检测其内部的闭塞支路输出的状态, 切断两模块的一个输入, 给未断开的模块加负载并查看模块的输出信号, 智能电源屏有无告警, 将模块均恢复原状, 重复上述做法测试, 确认模块的电源输出信号安全正常。

3.4 检修模块的工作数据

导出所有监控单元的工作记录数据检查并记下相关内容, 要特别注意交流稳压模块的运行数据, 通过这些判断模块的情况。

3.5 优化智能电源屏的检修建议

首先要加强对电源屏的检修标准研究, 统一各个部门的检修水准, 还要注意不同类型的电源屏检修又有一定的差别, 相关人员要遵循《维规》的执行标准和现场设备情况做出最合适的检修标准;第一现代的新型技术发展迅速, 所以人工检修的电源屏检修精准程度早已无法满足铁路运输稳定运作的需要, 其次无论怎样完善的检修体制都无法从根本上解决设备的故障问题, 所以需要提升检修电源屏设备的工艺精度, 才能根本上解决设备的故障以及人工检修容易遗漏问题的弊端;最后要加大力度提高电源屏检修工作人员的专业素养, 在培养检修人才上需要改革培训理念, 有针对性的训练, 并且立足于当下, 力求超前性, 尤其在铁路运输岗位上更需要工作人员的操作技能良好和紧急处理问题能力, 根本来说就是追求员工的“专业”和“敬业”。只有这样铁路运输的安全稳定运作才能得到保障。

4 结语

智能电源屏的在近几年的发展说明电气集中电源屏被取代是一个必然趋势, 随着新技术的不断更新和被应用, 新时代背景下的信号智能化电源屏检修必然充满挑战, 按照以上方法对信号智能电源屏进行日常维护以及常见问题的检修处理, 能够减少故障的出现频率, 最大限度提升智能化电源屏的运用品质, 保障了铁路运输的安全性。

参考文献

[1]王如春.智能电源屏维护与故障处理[J].铁道通信信号, 2009, 02.

[2]刘大为, 郭进.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报, 2014, 05.

[3]王如春.智能电源屏维护与故障处理[J].铁道通信信号, 2009, 02.

铁路信号电源绝缘不良分析和处理 篇5

信号电源绝缘不良,实质上是信号设备绝缘不良的综合反映。因为我们现场工作中所指的信号电源绝缘不良通常是指在有负载情况下的信号电源绝缘不良。由于信号电路功能和要求的需要,信号电路负载数量大,相应的传输通道数量也很大,再加上这些特殊的传输通道是受多种条件控制的,各种条件又存在着相互关联、相互制约的复杂关系。多种负载经多种通道汇接在电源上,所以信号电源绝缘不良已经不再是无负载时纯电源绝缘不良的问题,而是各种电源及其与之相关联的信号设备电气绝缘不良的一个综合反映。

1 电源绝缘不良的分类

1.1 从电路结构方面分类电源绝缘不良有单纯电源部分绝缘不良,传输通道部分绝缘不良,负载部分绝缘不良。

1.2 从设备类型方面分类

有信号点灯系统绝缘不良,轨道电路系统绝缘不良,电动转辙机系统绝缘不良,电源屏设备绝缘不良,机械室内组合设备绝缘不良,控制台设备绝缘不良,以及室内各设备之间联系电线绝缘不良。

1.3 从电源类型方面分类

有表示灯电源JZ、JF绝缘不良,控制电源KZ、KF绝缘不良,信号电源XJZ、XJF绝缘不良,轨道电路电源GJZ、GJF绝缘不良,道岔动作电源DZ、DF绝缘不良,道岔表示电源DJZ、DJF绝缘不良。本文把现场认为难度较大的JZ、JF、KZ、KF绝缘不良作为重点。

1.4 从电源绝缘不良性质上分类

有电源对地绝缘不良,各类电源之间绝缘不良。本文把JZ、JF、KZ、KF对地绝缘不良,JZ、JF与KZ、KF之间绝缘不良作为重点。受篇幅所限,本文把现场普遍认为难度较大的机械室组合设备绝缘不良和控制台设备绝缘不良作为重点。

2 JZ、JF对地绝缘不良

2.1 室内三大项设备及联系电线部分范围的区分

由于电气集中联锁设备中大量继电器接点的使用,要想准确而快速地查到JZ、JF对地绝缘不良的具体部位,必须首先区分不良范围是在控制台、组合架、电源屏这三大项设备中,还是在这些设备的联系电线上。否则,因为各单项设备互相关联,任何一种单项设备中测得的绝缘不良值的真正故障原因都有可能在其它单项设备中,无法针对这几种单项设备进行查找。这几种单项设备可按以下步骤进行区分:

2.1.1 在明确我们的处理对象是JZ、JF的前提下,再关注与之相关的情况。相关情况一:电源部分。与JZ、JF从同一个电源变压器供出的电源SJZ,及条件电源X-JF-TCJ,S-JF-TCJ。相关情况二:负载部分。JZ、JF的负载主要是各种表示灯。

2.1.2 在处理方法上,主要采用断线法。在此基础上应进一步确定处理顺序。考虑到电源对负载的直接作用,在断线时应先断负载。具体地说,应明确在没有动态行车作业时进行处理,以减少动态车辆的表示灯所可能产生的动态影响。把控制台上所有按钮置于定位状态,特别注意拉出接通道岔按钮,不让道岔表示灯亮。并确保控制台上亮灯为定位状态下的最小的数量。拔下所有点亮的灯泡并作好记录,以利正确恢复。这就是为什么要先断负载,在JZ、JF供电的情况下我们才能确保拔去所有点亮的灯泡。

2.1.3 JZ、JF、X-JF-TCJ、S-JF-TCJ这几种电源,电源屏至组合架的配线、电源屏至控制台的配线分别在电源屏、组合架、控制台相应端子上卸下,并做好相应标记,以防止恢复时装错。

2.1.4 拔下控制台各段上的JZ、JF、X-JF-TCJ、S-JF-TCJ的主付保险。

2.1.5 检查附属设备。有一些车站有语言报警,熔丝报警等附属设备,这也是检查的重点对象。尤其是一些附属设备,引用JZ、JF电源时,可能存在技术管理不规范现象。有实物,不一定有图纸,需要更加仔细地检查处理。完成上述几个步骤,一般来说,JZ、JF对地绝缘不良问题,室内三大项设备电源屏、组合架、控制台就互不影响了,与它们之间的联系电线也互不影响了。如果此时对这几种设备分别测得不同的对地绝缘电阻,则说明已经断开了。如果在这几种不同设备上测得的绝缘数值仍然相同,可针对各站的具体情况再检查是否还没有断开。有时,也可以判定为相应设备都存在绝缘不良,且绝缘不良数值相同,而不是没有分开。实现了这些设备的互不影响,就可以安排分项进行处理。

2.2 室内三大项设备及传输部分分项处理

经上述范围进行区分后,可以针对电源屏、组合架、控制台、联系电线进行分项处理。现场处理过程中,对JZ、JF对地绝缘不良问题,已发现联系电线、组合架、电源屏方面比较容易查找,而控制台内部难度最大。因此本文把控制台内部JZ、JF对地绝缘问题作为重点。在确认控制台内部对地绝缘不良后,可再对控制台各个段进行判断。卸下控制台之间的环线,分别摇测K1段、K2段、K3段JZ、JF汇流排对地绝缘。因控制台JF使用比较多,相应比较复杂,因此,本文重点讨论JF。此时,K1、K2、K3段汇流排JF对地绝缘,只要有不良情况,就能一查到底。以K2段JF汇流排对地绝缘不良为例。如图1所示,汇流排有许多端子,并且许多端了上都有配线。但是我们可以发现,汇流排端子的使用是有规律的,并且,不同设备之间又可以区分开。汇流排端子一般成对使用,并且可以按设备类型进行区分。

如图1,JF24V汇流排中的端子1,一般是作为电源来线使用的。信号机复示器为一部分,例如下行信号使用端子3~5,上行信号使用端子4~6;道岔表示灯及按钮为一部分,例如下行道岔使用端子7~9,上行道岔使用端子8~10;轨道电路光管为一部分,例如下行轨道使用端子11~13,上行轨道使用端子12~14等等。其它端子可分配给零散设备使用,但是,只要仔细观察,一般也都是成对使用的,都有一定的规律可循。汇流排端子的使用,信号、道岔等,各自属于一部分,不再与其它设备相关,因而可直接按控制台内部配线图分步进行查找。

轨道电路光带还应再做具体处理,请参照图2。经进路继电器1LJ或2LJ接点,一个咽喉区的JZ-TGJ条件电源联在一起,无法区分到各个区段,因此需要进一步采取措施。拔去各个区段的1LJ或2LJ即可断开这一影响条件。然后针对每个区段进行查找。具体到某一个区段后,再严格按照图纸,判断有关的电线、电缆、表示灯等。

3 KZ、KF对地绝缘不良

3.1 室内三大项设备及联系电线部分范围的划分

KZ、KF对地绝缘不良,KF更难处理一些,因为6502电气集中电路中KZ一般较容易分开,而KF在原设计中就存在着组合间相通的情况。因此,我们选择KF为例进行讨论,采取以下步骤:

3.1.1 我们必须区分组合架、电源屏、控制台及这三项设备间的电线,究竟绝缘不良是在哪一种设备上。

3.1.2 仍然要求在没有动态行车作业情况下处理,以免由此引起的动态条件影响。控制台上各按钮置于定位,且拔下主、副电源指示灯泡,该灯用KZ、KF电源,并作好记录,以利恢复。

3.1.3 拔下控制台K1、K1、K3各段上的KZ、KF保险。

3.1.4 KZ、KF电源,电源屏至组合架的配线、电源屏至控制台的配线分别在电源屏、组合架、控制台相应KZ、KF端子上卸下,并作好标记,以利恢复。经上述步骤,可以作到上述三大件及联系电线部分范围划分。下面可以针对单项设备进行处理。

3.2 组合架KZ、KF绝缘不良的处理

对KZ、KF对地绝缘不良,具体到三大项后,控制台、电源屏及联系电线方面存在对地绝缘不良,处理起来要比组合架方面容易一些,因此本文主要针对组合架方面对地绝缘不良进行讨论。当确认组合架中有对地绝缘不良时,还要进一步确定某一架不良,假定此时我们只分析一个故障点。

3.2.1 拔下各架的零层KZ、KF保险,再分节卸下中间部分某些组合架架间KZ、KF环线。

3.2.2 主要针对道口、电码化、中间出岔等一些非定型电路进行深入研究,然后拔掉一批可能造成相互影响的继电器。

3.2.3 经以上两步,基本上应能确定出某几个组合架存在对地绝缘不良现象。然后再焊下组合架侧面06-1、06-2、06-3、06-4端子上的KZ、KF配线,特别注意做好编号标记,以免在恢复时上错电源线。这样基本上可以确定出某一层,此时再采用拔相关继电器的方法,进一步确定绝缘不良具体部位。

4 关于JF与KF间绝缘不良

在分析JZ、JF与KZ、KF线间绝缘不良问题时,为使问题简化,我们以JF与KF间绝缘不良为例。因为从复杂程度上讲,这样同样具有代表性。JF与KF线间绝缘不良主要应从电路结构方面去分析。即分析电源JF与电源KF间、JF与KF的传输通道间、JF与KF的负载间;JF电源与KF的传输通道间,JF电源与KF的负载间;KF电源与JF的传输通道间,KF电源与JF的负载间。分析处理JF与KF间混线,仍须区分室内三大单项设备与联系电线。室内三大单项设备与联系电线的区分方法,可参照JZ、JF对地绝缘不良、KZ、KF对地绝缘不良相应的区分方法。这里着重强调的一点是在处理JF与KF间绝缘不良时一定不要局限于电源JF与电源KF之间,而一定要考虑到传输通道和负载,并且是各有各的传输通道,各有各的负载。一定要细测细查一种电源与不同传输通道及负载间的影响。

如图3所示,我们应考虑KZ、KF与JZ、JF之间的情况,但不能局限于这两种纯电源之间绝缘不良,而是应当测试a1~a6,a1~a8,a1~b6,a1~b8之间,a5~a2,a5~a4,a5~b2,a5~b4之间的情况。

我们在这里只是举出了两个不同的传输通道和负载的例子。事实上,通道和负载还很多。在能够大致区分出一个范围时,作上述各种线间测试,也可能是抽测,但是抽测的设备越多,就越利于找到故障的真正部位。某些情况下,同种性质的故障,可能存在于许多部位,只要我们找到一个部位,就有利于找到更多部位。

5 某一极电源对地漏泄电流较大的问题

如果在测试中发现一种电源的一极漏电流超标,则可以说明这种电源的另一极电源对地电阻较低。考虑到一极电流较大这一特点,已经反映了另一极接地电阻很低很低这一问题,针对这一问题,可以考虑采取以下方法:

5.1 烧保险法

在天窗点内,在有控制的前提下利用烧保险的方法,缩小故障范围。在没有行车作业时,被处理的信号电源不停电,将有漏电流的电源一极瞬间接地。这时,可能会造成某个保险烧断。我们可以根据烧保险的位置,缩小故障的范围和层次,专门分析与烧断的保险相近、相关的一些条件因素。有利于采取断线法等措施,进一步进行查找,提高处理故障的速度和准确性。

5.2 试验电源法

在天窗点内,在没有行车作业时,停用信号电源,另外设一套交流电源,称作试验电源。如果已经判断出某种电源的一极对地电阻很低,则可将这一极接到试验电源的一极上;试验电源的另一极接地,如图4所示。此时由于试验电源对设备的一极有一定的电流,且经过设备接地地点,因此,可以利用钳形表,摸索性地测量设备中的电流。由图可知,钳形表测出电流的线段就是试验电源与设备接地点之间的线段。用钳形表一段一段地找,就能够较快地找到设备接地点。

6 信号电源绝缘不良的防治

信号电源绝缘不良故障同许多问题一样,也存在着防与治的关系问题。我们建议在以下几个方面多加注意:

6.1 施工时选用合格设备

要加强施工前对单项设备的测试,确保每个分立元件、电线、电缆和单项设备在施工前电气绝缘就符合部颁标准。施工设计文件要严格按照设计规范编制,保证设计阶段对信号设备质量保证的关键作用。

6.2 施工时采用较好的器材

有一些措施、设备虽然在施工时投资稍大一点,但是,比起日后频繁发生故障,动用大量人力物力进行被动地处理,还是值得的。另外,施工时要严格按照相关工艺,例如,电缆弯曲程度不能超过标准限度。

6.3 试验采用先进的工艺

在处理电源绝缘不良时,已经发现从电源屏到控制台之间电线、电缆绝缘不良的情况较多。经多次观察、判断,这与运转室室内的电缆沟潮湿有关。既然是这样,那么我们能否考虑不让电线、电缆从地下走,而是从室内架空走线呢?考虑到室内施工的特点,室内走架空线要比室外容易许多,因此,这个方法应该说是现实的。如果室内电线、电缆采用架空方法,那么,其绝缘程度将会有更好的保障。

6.4 维修时做好防护工作

设备维修时要加强防护,做好各项密封工作,以免设备进潮,这样也可以减少相当一部分绝缘不良问题的发生。维修工作中的防雷工作,也是一项关键工作。雷害造成的绝缘不良也时有发生,因此,防雷措施到位,防雷元件选用,防雷地线整治达标等项工作应加强。

总之,电源绝缘不良,对信号设备影响很大。信号电源绝缘不良是信号设备绝缘不良的一个综合反映。因此,复杂疑难故障较多,处理时涉及电路层次、电路结构、设备种类、电源性质等多种因素,可能会发生许多意想不到的情况。这要求我们一方面要注意随机捕捉可疑点,深入分析研究,同时,处理故障时的安全措施必须落实到位

摘要：信号电源绝缘不良需要从多方面综合分析研究,要通过这一现象去发现深层次的问题。本文重点讨论铁路信号电源绝缘的不良分析以及处理方法。

关键词：铁道信号,绝缘,分类

参考文献

[1]车站信号.中国铁道出版社.

[2]电路分析.中国铁道出版社.

[3]铁路技术管理规程.中国铁道出版社.

铁路信号电源屏 篇6

关键词：铁路信号,电源测控,DSP

1铁路信号电源测控系统现状

铁路信号电源测控系统可实现对每个信号供电点的供电状态实时监控, 实现供电监测自动化, 节省大量人力, 有效提高了铁路信号系统供电的安全可靠性和经济性。铁路贯通线路的负荷沿铁路线路分布, 分布点多且容量较小, 供电电源具有故障发生率高的特点, 原有的人工调度和故障排查模式已无法适应现代铁路的发展要求。另外, 随着铁路提速, 近年提出了铁路信号电源低压测控系统, 该类系统具有一些缺陷:控制器多使用单片机, 内存不足, 数据采集量小, 容易发生数据丢失现象;设备组网形式单一, 多使用拨号方式联网, 实时性差;通信协议多是供应商自定义设计, 协议标准不统一, 设备兼容性差。本文针对铁路信号电源研究现状, 提出一种基于DSP的新型铁路信号电源测控系统。

2铁路信号电源测控系统整体设计

铁路信号电源测控系统主要的功能包括:1) 实现对监测对象的远程遥测和遥控;2) 实现对电源故障点的监测和控制;3) 具备自检功能;4) 具备自动报警功能;5) 具备通信功能, 可将设备状态数据实时传输等等。

基于以上功能要求, 整个系统包括开关量采集、测量数据采集、数据处理和通信四个主要模块组成。主控制器采用TMS320F2812, 主要负责开关量采集和通信功能, 完成开关量的采集和输出工作, 同时负责与远程监控计算机的通信。测量数据采集和处理器采用可编程逻辑控制器CY37064P100MAX125, 主要负责对电量的数据采集和计算处理, 并对电量进行监测和限流, 实现故障监测和控制功能。关于其它部件, AD采集使用MAX125, 串口通信方式可采用RS232、RS485或USB, 可根据现场需要进行配置。RS232和RS485可使用MAX3160芯片, USB通信科使用CY7C680010芯片。另外, 系统可配置现场控制总线, CAN总线收发芯片可选用SN65HVD230, 芯片使用3.3v电压供电, 可直至与DSP相连接。

为了增加数据存储量, 可对DPS的数据存储单元进行外扩, 采用IS61LV512160芯片可扩展0.5M片外存储空间。监控电路可采用TPS3823-33芯片, 用于监控系统的电源和电路, 并能实现系统复位和看门狗的功能, 可有效减低监控电路复杂度, 增加系统可靠性和监控精度, 系统整体结构如图1所示。

3测控系统程序设计

测控系统软件运用程序模块化设计思想, 主要程序模块包括:数据采集模块、数据处理模块、故障诊断模块、谐波分析模块和通信模块等等。系统上电后, 主控制器首先完成对系统及各模块初始化, 然后进入数据AD采集及处理, 对电流、电压及功率进行有效值计算, 判断是否有故障发生, 并进行数据发送。DSP系统与上位机PC的通信方式这里采用RS232串口, 首先DSP通过串口控制寄存器进行串口初始化, 设置数据格式和波特率, 并打开串口进行数据的收发, 系统出采用串口中断方式相应于上位机的通信程序。

上位机软件采用Borland公司的C+Builder监控系统平台, 该系统采用了先进的多线程技术和API函数技术, 可实现对信号电源的实时遥控、记录、报警等功能, 同时可对系统参数进行设定和修改操作, 并具备数据库管理和打印等功能, 主程序流程图如图2所示。

4结论

本文对铁路信号电源的特点及其监控系统的现状进行了分析, 提出了一种新型电源测控系统, 利用DSP运行速度高、实时性强和可靠性高等特点, 可实现对电源系统的故障检测、故障报警和故障上报等功能, 并能进行对电源系统的实时控制, 提高了系统的实用性、可靠性和经济性, 可进一步提高铁路电源调度自动化水平。

参考文献

[1]刘大为, 郭进.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报, 2014, 05.

[2]卫志刚.基于双DSP的铁路信号电源监控系统的研究[J].电气化铁道, 2006, 04.

[3]于国旺.铁路信号冗余电源控制系统设计与实现[J].中国铁路, 2013, 07.