淺談地鐵道岔融雪系統(tǒng)和施工

樊福軍

摘 要：該文介紹我國(guó)道岔融雪工程道岔融雪設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀， 對(duì)新型電加熱道岔融雪系統(tǒng)的組成、配置、功能以及工作原理進(jìn)行了分析， 并通過(guò)實(shí)例介紹該系統(tǒng)在北京地鐵的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：道岔 融雪 傳感器 調(diào)測(cè)

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-0-02

隨著國(guó)內(nèi)地鐵大量建設(shè)和鐵路系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，地鐵運(yùn)行對(duì)地鐵信號(hào)及其輔助系統(tǒng)的功能和要求也越來(lái)越高。道岔作為地鐵信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)備，其軌尖密貼情況直接影響到地鐵運(yùn)行安全。在我國(guó)部分區(qū)域，一到冬天就會(huì)出現(xiàn)道岔存在著積雪的問(wèn)題，將直接導(dǎo)致道岔不能密貼，將會(huì)給鐵路運(yùn)輸帶來(lái)極大的安全隱患問(wèn)題。但直到現(xiàn)在還是人工進(jìn)行清理道岔積雪工作，管理及人工費(fèi)用比較高，而且嚴(yán)重威脅車輛運(yùn)行及人員安全，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代地鐵快速、安全、正點(diǎn)運(yùn)行的要求。因此研究一套能夠有效融化積雪、自動(dòng)化程度較高的道岔融雪設(shè)備必須要棘手的事情。

1 融雪系統(tǒng)組成（北京地鐵道岔融雪工程）

電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備是道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的基本組成部分之一，當(dāng)發(fā)生降雪或溫度變化時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)或人工啟動(dòng)電加熱融雪電路。電加熱道岔融雪系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖下所示，它由車站控制終端、電氣控制柜、軌溫傳感器、隔離變壓器、接線盒、電加熱元件、連接線纜和信息通道等組成。

圖1 電加熱道岔融雪系統(tǒng)構(gòu)成框圖

1.1 系統(tǒng)工作原理

電氣控制柜分散安裝在需加熱的道岔旁，動(dòng)力電源分別送至各電氣控制柜。

電氣控制柜的輸出動(dòng)力電源通過(guò)電力電纜送至隔離變壓器。

車站控制終端安裝在車站綜控室內(nèi)，配有觸屏電腦，用來(lái)設(shè)置相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)本地控制，便于值班員根據(jù)降雪情況自動(dòng)開啟和關(guān)閉道岔加熱電路，融化道岔積雪。

每個(gè)電氣控制柜配置一個(gè)軌溫傳感器，雪天實(shí)時(shí)檢測(cè)道岔的加熱溫升情況。當(dāng)?shù)啦砑訜岬娇蓾M足融雪條件的溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉加熱電路，當(dāng)溫度降到門限值時(shí)再自動(dòng)啟動(dòng)加熱。

在沒(méi)有特出情況的時(shí)候，系統(tǒng)工作都處在自動(dòng)模式，傳感器采集到鋼軌溫度信息后，將信息傳送到電氣控制柜，控制柜把采集到的信息與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定“門限”（16-25 ℃）值進(jìn)行比較：當(dāng)?shù)陀谙到y(tǒng)所設(shè)定的“門限”值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)設(shè)的加熱方案，對(duì)需要加熱的道岔進(jìn)行加熱；當(dāng)加熱到符合停止加熱的條件時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷加熱；當(dāng)遇到緊急情況時(shí)車站控制終端可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)加熱控制。

自動(dòng)控制和手動(dòng)控制等功能齊全的電加熱道岔融雪系統(tǒng)。如果去掉車站控制終端，同時(shí)電氣控制柜保留必要的自檢、絕緣測(cè)試等功能，此時(shí)系統(tǒng)變?yōu)椤笆謩?dòng)電加熱道岔融雪系統(tǒng)”，手動(dòng)設(shè)備需要使用人員在各個(gè)控制柜上進(jìn)行人工操作。

1.2 道岔加熱控制

通過(guò)控制終端操作，根據(jù)實(shí)際需要可以對(duì)每組道岔單獨(dú)加熱，也可以同時(shí)給所有控制道岔共同加熱。

1.3 故障的診斷和使用安全

故障診斷、報(bào)警實(shí)時(shí)高效?？刂栖浖刹杉刂乒窈突芈返亩喾N報(bào)警信息，實(shí)時(shí)性高，界面顯示一目了然，并在有故障時(shí)可發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警信息。

安全的操作權(quán)限控制。系統(tǒng)具有嚴(yán)格、安全的分級(jí)授權(quán)控制功能，不同權(quán)限的人員有不同的操作權(quán)限。管理者設(shè)定操作權(quán)限后，可有效地保證操作的權(quán)威性和安全性，避免違章和非法操作。

2 現(xiàn)場(chǎng)使用情況

北京地鐵融雪一、二期均采用電加熱道岔融雪系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)2年多運(yùn)行，加熱效果良好。

（1）電加熱道岔融雪系統(tǒng)具有加熱速度快，熱效率高，融雪效果好等特點(diǎn)。

（2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整，控制、故障報(bào)警和保護(hù)功能完善。

（3）控制監(jiān)測(cè)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，智能化程度高。

（4）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單。

（5）具有使用安全、可靠，性能穩(wěn)定，便于維修等優(yōu)點(diǎn)。

（6）基于對(duì)軌道電路和人身安全的考慮，加熱融雪電路采用隔離變壓器進(jìn)行隔離。

（7）系統(tǒng)具有良好的電磁兼容性，在電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境中能可靠工作。

（8）系統(tǒng)具有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，漏電保護(hù)及電磁脈沖防護(hù)措施，同時(shí)不對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。

3 北京地鐵道岔融雪系統(tǒng)施工

北京地鐵加裝道岔融雪系統(tǒng)工程主要采用電加熱式，加熱條從德國(guó)引進(jìn)。控制柜、控制終端、隔離變壓器等主要設(shè)備由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。

北京地鐵加裝道岔融雪系統(tǒng)工程主要安裝在運(yùn)營(yíng)正線主要道岔和進(jìn)出車輛段重點(diǎn)道岔。

當(dāng)控制柜，控制終端，隔離變壓器，電力纜，信號(hào)纜，加熱條等分部安裝完成，具備送電條件后進(jìn)行設(shè)備調(diào)試工作。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)測(cè)

設(shè)備安裝完成后進(jìn)行加電調(diào)試。每個(gè)站的全套融雪設(shè)備已在工廠里完成系統(tǒng)的基本功能仿真測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)主要測(cè)試如下內(nèi)容。

當(dāng)電加熱融雪系統(tǒng)處于正常工作時(shí)，觀察系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下的實(shí)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)以及各種記錄數(shù)據(jù)。還需要手動(dòng)操作部分融雪設(shè)備進(jìn)行故障模擬實(shí)驗(yàn)，用以觀察融雪設(shè)備故障信息處理、報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)的保存等。

需要驗(yàn)證的故障有：通信故障、電源斷電、缺相報(bào)警、電路故障、控制柜開門報(bào)警、溫度傳感器故障。

3.2 施工注意問(wèn)題

電纜工程：施工前認(rèn)真核對(duì)電纜規(guī)格、型號(hào)，敷設(shè)前進(jìn)行絕緣測(cè)試，合格后人工敷設(shè)注意電纜彎曲半徑，不能扭曲損壞電纜。托架敷設(shè)電纜要排列整齊，防止交叉混亂。電纜進(jìn)入設(shè)備間管口用防火泥封堵。電纜進(jìn)控制柜下部進(jìn)行防火泥封堵。

設(shè)備安裝：電氣控制柜、控制終端及隔離變壓器在運(yùn)輸、搬運(yùn)過(guò)程中要保持完好無(wú)損，無(wú)變形。隔離變壓器、電氣控制柜安裝位置便于維修，基礎(chǔ)埋設(shè)牢固，滿足限界要求。施工過(guò)程中要防止設(shè)備進(jìn)潮影響使用。軌溫傳感器安裝在離控制柜最近一組道岔，安裝在基本軌軌底，距岔尖2～3 m，用專用卡具固定。

加熱條為扁平狀，將加熱條安裝在道岔尖軌（心軌）段基本軌內(nèi)側(cè)軌腰部位，采用配套專用卡具固定（根據(jù)業(yè)主要求用卡具或軌腰打眼固定加熱條），安裝前對(duì)鋼軌加熱部位除銹除垢。加熱條安裝要根據(jù)道岔尖軌類型配合安裝，特殊的需要現(xiàn)場(chǎng)量身定制。設(shè)備外露電纜部分都需要加防護(hù)膠管或波紋管。

4 結(jié)語(yǔ)

新型電加熱道岔融雪系統(tǒng)是一種技術(shù)先進(jìn)的冬季道岔融雪系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用較低，特別適合于鐵路、地鐵、高鐵沿線人員不便清掃的道岔，為鐵路的提速和安全正點(diǎn)運(yùn)行提供了道岔融雪解決方案。