線路所道岔聯(lián)鎖控制方式探討

何 凱

線路所道岔聯(lián)鎖控制方式探討

何 凱*

線路所信號(hào)設(shè)備的聯(lián)鎖控制方式是鐵路信號(hào)工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題。線路所的道岔通常有3個(gè)特點(diǎn):①道岔組數(shù)很少(常只有1組雙動(dòng)道岔);②距相鄰站信號(hào)樓的距離比較遠(yuǎn)(通常在5～7 km);③對(duì)大部分的國(guó)鐵正線而言,通常使用對(duì)側(cè)向通過(guò)速度要求較高的較大號(hào)碼道岔(1/ 18號(hào)及以上)。

1 現(xiàn)有控制方式分類及比較

線路所道岔的聯(lián)鎖控制方式通常有以下3種。

1.獨(dú)立控制方式。在線路所設(shè)一套完整的聯(lián)鎖系統(tǒng),因道岔的組數(shù)很少,每組道岔的造價(jià)將相當(dāng)高,而且增加定員。需在線路所設(shè)車(chē)務(wù)人員,這些人員的工資將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的成本,也不便于運(yùn)營(yíng)部門(mén)的管理。

2.區(qū)域控制方式。將線路所作為被控區(qū)域納入相鄰車(chē)站區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖集中控制。區(qū)域控制方式相比獨(dú)立控制方式,造價(jià)有所降低。由于是在相鄰車(chē)站集中控制線路所道岔,不需在線路所設(shè)車(chē)務(wù)人員,減輕了現(xiàn)場(chǎng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,也可以降低運(yùn)營(yíng)單位的工資成本和管理壓力。然而區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖方式在線路所仍然需要配置一套冗余的區(qū)域聯(lián)鎖設(shè)備,并且線路所與主控站之間還要求有2條不同徑路光纜,因此造價(jià)仍然偏高。

3.直接控制方式。將線路所道岔直接納入相鄰車(chē)站聯(lián)鎖系統(tǒng)集中控制。直接控制方式具備區(qū)域控制方式的優(yōu)點(diǎn),且比區(qū)域控制方式減少了一套區(qū)域聯(lián)鎖設(shè)備。然而,由于線路所道岔距相鄰站信號(hào)樓的距離比較遠(yuǎn),必須通過(guò)大量電纜芯線并聯(lián),減少電線路傳輸電壓衰耗,才能可靠動(dòng)作線路所道岔,因此需要在線路所和相鄰站間敷設(shè)大量電纜,電纜價(jià)格較高,不利于工程投資的控制以及對(duì)重金屬資源的節(jié)約,而且大量芯線并聯(lián),其可靠性將隨時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸降低,含有重金屬的大量電纜超過(guò)使用期限后廢棄于地下,也會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。

2 采用中繼控制方案

鑒于線路所道岔傳統(tǒng)控制方式存在的上述缺點(diǎn),本著控制工程造價(jià)和以人為本、有利于鐵路運(yùn)輸?shù)淖谥?在實(shí)現(xiàn)線路所道岔由相鄰站控制的同時(shí),應(yīng)設(shè)法盡可能減少線路所與相鄰站間的電纜芯數(shù)。因此,提出一種對(duì)傳統(tǒng)交流多機(jī)牽引道岔控制方式進(jìn)行簡(jiǎn)單改造的方案。

2.1 交流多機(jī)牽引道岔控制電路特點(diǎn)分析

交流多機(jī)牽引道岔控制電路中,以XX線A線路所為例,線路所只有1組雙動(dòng)道岔S2/S4,均為60 kg 1/18號(hào)可動(dòng)心軌雙動(dòng)道岔(專線4245A),S2、S4道岔岔尖與其相鄰車(chē)站B站信號(hào)樓中心的距離分別為5.51 km和5.31 km,若道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備配置S700K交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)(ZYJ7交流電液轉(zhuǎn)轍機(jī)類似),室外總共需要10臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引,室內(nèi)需要10個(gè)TDF組合和1個(gè)DC-T組合來(lái)完成控制。其中TDF組合用于控制交流轉(zhuǎn)轍機(jī),DC-T組合用于獲取與聯(lián)鎖機(jī)之間各種聯(lián)鎖條件。10個(gè)TDF組合的DBJ(或FBJ)接點(diǎn)雙斷法串聯(lián)后,接至DC-T組合中DBJ(或FBJ)的勵(lì)磁電路,以保證每個(gè)牽引點(diǎn)均動(dòng)作一致后給出S2/S4道岔的定(反)位表示。可以看出,實(shí)際動(dòng)作道岔的TDF組合與獲取、反映聯(lián)鎖條件的DC-T組合之間,其實(shí)僅僅是傳遞了一些條件,這些條件如圖1所示,圖中箭頭方向表示條件的傳遞方向。

圖1 道岔組合間條件傳遞示意圖

2.2 中繼控制方案原理

在A線路所設(shè)一信號(hào)中繼室,將原放在B站機(jī)械室內(nèi)的10個(gè)TDF組合改放于A線路所中繼室內(nèi),DC-T組合仍放于B站。這樣,S2/S4的控制電纜由A線路所的中繼室引出,距離極短,無(wú)需并芯。B站與A線路所之間用1根“聯(lián)系”電纜溝通,以傳遞圖1中所示的各種條件。

1DQJ條件的傳遞方式和電路如圖2。B站DCT組合電路無(wú)需修改,只需用1DQJ的2組空接點(diǎn)作為條件,通過(guò)“聯(lián)系”電纜送至A線路所。A線路所得到條件后使其復(fù)示繼電器1DQJF勵(lì)磁吸起, 1DQJF前接點(diǎn)接入各TDF組合的1DQJ電路中, 1DQJF吸起即反映S2/S4道岔動(dòng)作前檢查聯(lián)鎖條件的任務(wù)已完成。這里需要說(shuō)明的是:由于DC-T組合中的1DQJ已不需要參與轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路的動(dòng)作,故不需要使用加強(qiáng)接點(diǎn)型繼電路,空接點(diǎn)也比較多,使用2組接點(diǎn)的“雙斷法”可防止混線故障,使1DQJF更可靠反映1DQJ的狀態(tài)。

圖2 1DQJ條件復(fù)示電路圖

B站DC-T組合中DCJ、FCJ需復(fù)示到A線路所,以供TDF組合控制各個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)作方向。A線路所各個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)的表示條件,需串聯(lián)后復(fù)示回B站,以反映S2/S4道岔的位置,供聯(lián)鎖系統(tǒng)采集。

圖3所示為具體的電路。其中A線路所的DCJF、FCJF,B站的DBJ、FBJ,4個(gè)復(fù)示繼電器均采用JPXC-1000型偏極繼電器,有2個(gè)目的:一是可減少一半電纜芯線,降低工程造價(jià);二是由于DCJ和FCJ以及DBJ和FBJ一個(gè)吸起,另一個(gè)必然吸不起來(lái),保證道岔正確動(dòng)作。在原DBJ、FBJ的微機(jī)采集電路中串入1組2DQJ接點(diǎn)(DC-T組合),它可以讓計(jì)算機(jī)在采集從A線路傳來(lái)的道岔表示狀態(tài)時(shí),與2DQJ的狀態(tài)進(jìn)行一次較核,若“結(jié)果”沒(méi)滿足“命令”的要求,則不能采集到道岔的表示信息,體現(xiàn)了“故障-安全”的原則。

2.3 采用中繼控制方式的優(yōu)點(diǎn)

1.如采用直接控制方式,S700K型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的最大有效控制距離為2.3 km左右,S2、S4道岔所需控制電纜應(yīng)在5.5 km和5.3 km以上,因此室內(nèi)至轉(zhuǎn)轍機(jī)的控制電纜每根芯線均需并聯(lián)3芯,每臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電纜芯數(shù)為15芯,A線路所和相鄰站B站間共需要150芯電纜道岔控制電纜,加上維修電話芯線,S2/S4道岔共需5根37芯(27 km)主干電纜才能完成控制功能。

圖3 操縱繼電器和表示繼電器復(fù)示電路圖

2.如采用中繼控制方式,A線路所和B站間的電纜僅需6芯,為直接控制方式的1/25,加上維修電話芯線,實(shí)際工程中只需要1根12芯電纜即可解決問(wèn)題,可大大減少工程量,按37芯PTYL23型電纜定額價(jià)3465.73元/百米及12芯PTYL23型電纜定額價(jià)2014.92元/百米計(jì)算,A線路所中繼控制方式可比直接控制方式節(jié)省近90%的電纜工程投資(82萬(wàn)多元)。中繼方式雖然需要在線路所新建一間信號(hào)中繼室,但所需面積很小(15～18m2,造價(jià)5萬(wàn)元左右),由于B站取消了10個(gè)TDF組合,也可以減少一些室內(nèi)的空間,因此建筑方面的實(shí)際投資不大。另外,線路所需單獨(dú)配置一套模塊化的電源屏,只給S2/S4道岔供電,僅需KZ、KF模塊,DJZ220、DJF220模塊,JZ220、JF220模塊以及三相交流模塊就可以滿足要求,1臺(tái)容量15 KVA的電源屏價(jià)格約在6～8萬(wàn)元。綜合比較這些因素,采用中繼方式控制線路所道岔對(duì)信號(hào)工程造價(jià)的降低有非常明顯的效果。

此方案只需對(duì)交流多機(jī)牽引道岔控制電路做簡(jiǎn)單的修改即可實(shí)現(xiàn)。防護(hù)線路所的信號(hào)機(jī)可比照區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī),采用遠(yuǎn)程變壓器;線路所的軌道區(qū)段推薦使用ZPW-2000一體化軌道電路。

3 結(jié)論

當(dāng)正線出岔線路所需要納入相鄰車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)備集中控制且距離相鄰車(chē)站較遠(yuǎn)時(shí),用電纜并芯直接控制的方式顯然存在諸多弊端。本文所提出的中繼方式,雖然還沒(méi)有實(shí)際使用過(guò),但從原理分析是可行的,且造價(jià)較低,技術(shù)簡(jiǎn)單,利于環(huán)境保護(hù),日后的運(yùn)營(yíng)成本也可降低。特別是針對(duì)多轉(zhuǎn)轍機(jī)控制的大號(hào)碼道岔(如9機(jī)牽引的30號(hào)道岔),其優(yōu)勢(shì)將更為突出。

*南昌鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 工程師,330002 南昌

2009-12-18

(責(zé)任編輯:張 利)