鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)的探討與改進(jìn)

鐘清城

（深圳市地鐵集團(tuán)有限公司 運(yùn)營總部 518000）

摘要：我國鐵路的客運(yùn)承載量很大，尤其是在春運(yùn)前后。因此鐵路必須要減少故障頻率，才能保證在運(yùn)作中保證其班次的穩(wěn)定可靠。所以作為鐵路部件中的一部分，信號電源系統(tǒng)的安全可靠，是信號工作的重點。本文分析鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)常見的幾種故障，并提出了相應(yīng)的維修措施，希望能為鐵路信號電源監(jiān)測工作提供參考意見。

關(guān)鍵詞：信號電源監(jiān)測系統(tǒng)；綜合監(jiān)測；信號設(shè)備；維修維護(hù)

0 引言

隨著鐵路的迅速發(fā)展，必須要有一個作為維護(hù)鐵路綜合平臺的信號電源監(jiān)測系統(tǒng)，其充當(dāng)了高鐵零部件監(jiān)視器的作用，能夠快速反應(yīng)后作出預(yù)警信息，能夠保證電源管理、全面監(jiān)控。24小時不間斷的監(jiān)測，對故障快速反應(yīng)，并及時向各個監(jiān)視終端工作人員報告故障信號，并能告知維修人員故障發(fā)生位置及解決方式，從而能夠全面高效的對設(shè)備故障進(jìn)行搶修，能夠為鐵路工作者建立一套完整防范體系。

1鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)的常見故障分析

鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)一般會發(fā)生如下幾個方面的故障：

1.1鐵路聯(lián)鎖設(shè)備斷電故障

鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)中，信號微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備系統(tǒng)起到十分關(guān)鍵的作用，而UPS則是該套設(shè)備中的重中之重，UPS電源監(jiān)測一般處在電源屏幕的輸出端口，其擔(dān)任著聯(lián)鎖設(shè)備上下較為的用電安全和部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的用電。其中上位機(jī)是人機(jī)交互的關(guān)鍵設(shè)備，其功能是集中管理控制整個聯(lián)鎖設(shè)備系統(tǒng)；而下位機(jī)是現(xiàn)場設(shè)備控制、反饋的核心組件。在以往的設(shè)備故障中，UPS的損壞一般都是線路損壞造成的，老鼠咬壞、電線磨損、插頭插座接觸不良都會導(dǎo)致線路斷電，但是這種情況下出現(xiàn)的斷電一般不會出現(xiàn)電源監(jiān)測系統(tǒng)報警，UPS依靠儲蓄的電磁來維持聯(lián)鎖系統(tǒng)工作，一個小時待電耗盡了之后，會自動切斷電源，如此導(dǎo)致聯(lián)鎖斷電，這種情況下的故障帶來的負(fù)面影響非常大，會直接導(dǎo)致信號設(shè)備大面積斷電導(dǎo)致癱瘓，聯(lián)鎖數(shù)據(jù)丟失。而UPS線路檢查時間都是固定的，若是在無人監(jiān)測的情況下，線路斷電，帶來的損失將無法估量。

1. 2鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)重復(fù)穩(wěn)壓故障

由于鐵路設(shè)備的供應(yīng)商來自不同的廠家，其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品型號規(guī)格各不相同，例如車間的微機(jī)聯(lián)鎖。電源屏、UPS等。當(dāng)這些設(shè)備在工作時，由于其運(yùn)行的電壓電流消耗不一致，必須要保證重復(fù)穩(wěn)壓。但是UPS設(shè)備又必須在一零一火的情況下不穩(wěn)定供壓才能工作，若是智能電源屏在提供兩根火線情況下的穩(wěn)定供壓，就會出現(xiàn)UPS報警現(xiàn)象。這種自相矛盾的工作環(huán)境，著實是當(dāng)前必須要解決的問題。

2針對上述問題的改進(jìn)措施

2.1鐵路聯(lián)鎖設(shè)備斷電解決方案

2.1.1監(jiān)視UPS電源工作狀況

利用相關(guān)設(shè)備來對UPS電源的工作進(jìn)行監(jiān)控并做記錄處理，若是其出現(xiàn)故障后突然斷電，監(jiān)視設(shè)備會迅速感應(yīng)到經(jīng)過量化轉(zhuǎn)化過的反常數(shù)據(jù)，并一直發(fā)出警報，除非待工作人員檢修電源恢復(fù)正常，警報聲才會解除，設(shè)備恢復(fù)正常工作。

如何利用監(jiān)控設(shè)備來實時監(jiān)測UPS的線路的兩端電壓，來保證其正常穩(wěn)定的工作？相關(guān)監(jiān)測設(shè)備通過實時監(jiān)控接收來自UPS兩端的電壓值的變化，來反饋目前UPS目前的工作狀態(tài)。為保證設(shè)備的正常工作，從UPS監(jiān)測到的電壓變化直接會引入到監(jiān)測采集系統(tǒng)，經(jīng)過衰變電阻接入了互感器，完成信息采集過程。采用WB溪流運(yùn)用電磁隔離原理制作而成的，精度十分高的電流互感器來進(jìn)行監(jiān)測，直流電壓0 V-5 V輸出，輸入阻抗高（40 kΩ）， UPS供電電路不受影響。在互感器被隔離之后，采集的信息運(yùn)用交流信號，經(jīng)過放大運(yùn)算——精密整流——運(yùn)算放大，轉(zhuǎn)成了0 V-5 V的標(biāo)準(zhǔn)直流TTL邏輯電壓。該直流電壓與UPS輸入端電壓值是呈線性對應(yīng)關(guān)系的。量化后的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，經(jīng)選通，送到監(jiān)測采集機(jī)CPU板進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送入監(jiān)測站機(jī)處理。UPS在其供給電源（交流220 V）切斷后，應(yīng)給站機(jī)（監(jiān)視器）一個高電平信號（平時是低電平）。站機(jī)會給采集機(jī)的CPU告警信息（同時將通知在局域網(wǎng)內(nèi)其他機(jī)器），采集機(jī)的紅燈、喇叭同時報警，從而實現(xiàn)了提示和通知作用。

2.1. 2利用電務(wù)維修機(jī)監(jiān)視UPS電源工作狀況

在一些人流量較少的小型車站可能沒有安排監(jiān)測設(shè)備，所以需要選擇用電務(wù)維修機(jī)來對電源工作狀況進(jìn)行監(jiān)測并實時記錄。UPS電源一般會涉及帶有串口，利用電務(wù)維修機(jī)連接UPS電源的計算機(jī)通口，在其供給電源（交流220V）切斷，開始使用電池電能后，電務(wù)維修機(jī)收到UPS掉電信號會轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度監(jiān)控機(jī)和上位機(jī)，上位機(jī)顯示器提示車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)人員有告警信息，并且上位機(jī)在40 min （UPS電池基本耗干）后告警沒有解除的話，將數(shù)據(jù)保存后正常退出，進(jìn)一步保證了聯(lián)鎖機(jī)和上位機(jī)的安全正常工作。

2.1. 3引出電源監(jiān)測線

從聯(lián)鎖柜子里面引出電源監(jiān)控線，在車站電務(wù)段值班室需要接入一個UPS電源正常供電指示燈，當(dāng)出現(xiàn)故障的時候，故障指示燈就會熄滅，令相關(guān)值班人員能第一時間反應(yīng)，迅速處理故障，不讓故障影響正常鐵路運(yùn)行。

2.2鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)重復(fù)穩(wěn)壓故障解決方案

在鐵路運(yùn)行中，若是不對電路進(jìn)行改造，可以只是使用電源屏不穩(wěn)定電壓或者是單獨從室內(nèi)遷出一條不穩(wěn)定電壓，為UPS供電，如此一條零線一條火線的情況下，取代穩(wěn)定電壓供電后，UPS不再會引起故障報警。另有一種方式就是利用供電電壓靈敏度非常高的UPS，則可以調(diào)節(jié)其靈敏度為低等狀態(tài)，這樣在穩(wěn)定電壓供電的情況下，也不會出現(xiàn)頻繁報警了。

3結(jié)束語

鐵路通信信號在經(jīng)歷著翻天覆地的創(chuàng)新和變革，鐵路信號計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)水平的不斷提高，信號電源監(jiān)測系統(tǒng)作為鐵路信號的唯一監(jiān)測平臺，將會發(fā)生積極的作用。隨著用戶需求多元化發(fā)展，信號電源監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展前景形式大好。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)安全要求運(yùn)基信號[2011]377號文件.中鐵總公司，2011

[3]李萍.鐵路信號電源監(jiān)測系統(tǒng)[M].中國鐵道出版社，2012