熔絲報警電路的改進與分析

杜旭東 王 凱

（中交機電工程局有限公司，北京 100088）

1 概述

在運營過程當中要求鐵路信號報警設(shè)備在發(fā)生故障、失效、人為錯誤的情況下，應(yīng)具有快速準確報警的特性，這樣做的目的是可以把事故損失降到最低，提高運行效率。設(shè)備運行出行故障是不可避免的，需要提高的是查找故障和處理故障的能力。鐵路信號報警系統(tǒng)，能檢查和監(jiān)督設(shè)備會出現(xiàn)的故障和潛在的故障隱患，除此之外還具有故障診斷定位功能，能夠及時準確的判斷出故障的位置和原因，為處理故障節(jié)省時間，保證列車安全高效的運行。

熔絲報警電路對于信號設(shè)備正常運行的監(jiān)督和及時排除故障，起著非常重要的作用。一旦有熔斷器出現(xiàn)斷絲情況，CBI將會采集到熔絲報警繼電器的報警狀態(tài)，相應(yīng)的在信號運轉(zhuǎn)室控顯屏上點亮熔絲報警器的表示燈，發(fā)出聲音提示報警，同時機械室排架報警蜂鳴器開始報警。室內(nèi)工作人員可根據(jù)排架報警器上表示燈紅燈的位置，查找出現(xiàn)報警的組合柜位置， 然后在對應(yīng)的組合柜中快速排除故障，這樣將查找故障的時間縮至最短。

2 問題分析

2.1 排架報警器電源問題分析

本文以3組熔絲排架報警器為例進行分析，目前鐵路信號機械室排架報警電源全線采用的是電源單環(huán)的方式，不符合安全冗余實用性，如圖1所示，從組合柜第一排報警電源的06-7、06-8引出BJF24和BJZ24到本排熔絲排架報警器上，每個排架報警器擁有12個端子，排架報警電源接在11、12號端子，然后從第一排排架報警器的11和12號端子依次環(huán)到第二排，第三排的11、12號端子完成排架報警器電源的單環(huán)。

圖1 排架報警器電源雙環(huán)電路Fig.1 Double loop circuit of the power supply of bent alarm devices

用此種方法環(huán)接，當?shù)谝慌艌缶娫闯霈F(xiàn)斷線故障或者第一排排架報警器出現(xiàn)故障時，相當于同時切斷了第二排以及后續(xù)排架報警器的電源，導(dǎo)致所有排架報警器無法工作。如果在第一排報警電源斷線時，出現(xiàn)了熔絲斷絲的情況，這樣就會導(dǎo)致室內(nèi)信號人員在處理熔絲報警故障時，不能快速精確地確定熔絲斷絲的故障范圍，影響處理速度，增加了故障延時。

2.2 熔絲報警電路問題分析

熔絲報警電路就是將熔絲報警板上的5號、6號端子環(huán)在一起，常態(tài)時，由于5、6端子為接點斷開狀態(tài)，因此報警電路沒能構(gòu)成回路，熔絲報警繼電器處于落下狀態(tài)。當電路中某一處發(fā)生斷絲情況時， 通過電路5、6端子接通構(gòu)成一個回路， 繼電器吸起并報警。

目前所采用的熔絲報警電路。如果在運營過程當中出現(xiàn)RSBJ繼電器線圈斷線等情況，導(dǎo)致RSBJ的線圈無論如何也不能獲得電能話。這時，若某一個熔斷器的熔絲因故斷開，即便是觸發(fā)接通了兩個端子，但是RSBJ繼電器也不能勵磁吸起，它的前接點也將無法閉合，此時熔絲斷絲報警電路是失效的，控顯機不會有紅色燈光指示燈顯示和語音提醒，信號樓機械室內(nèi)的排架熔絲報警燈相應(yīng)的也不可能點亮。這樣就相當于把故障隱蔽起來，室內(nèi)信號人員在處理時就不能迅速準確地確定故障的性質(zhì)和范圍，影響處理故障的速度，無形中增加了故障延時，從而降低安全運行效率。

3 解決方案

3.1 排架報警器電源解決方案

為避免信號設(shè)備以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢必要提高其可靠性。傳統(tǒng)信號設(shè)備大部分采用繼電器、機械器材，單體設(shè)備或器材的可靠性較高，系統(tǒng)僅在一定范圍內(nèi)考慮了易損、易斷器材的冗余設(shè)計，如 ： 電源采用雙環(huán)線，燈泡降額使用，雙燈絲燈泡，雙熔絲，雙引接線等。

通過對排架報警電源環(huán)線的認真分析，需要在現(xiàn)有環(huán)線的基礎(chǔ)上，如圖1所示，從排架的最后一排報警電源的06-7和06-8上引出BJF24和BJZ24到本排熔絲排架報警器11、12號端子，然后從最后一排架報警器的11和12號端子依次環(huán)到第二排，第三排的11、12號端子完成排架報警器電源的雙環(huán)。當出現(xiàn)第一排電源故障時，最后一排報警電源能夠繼續(xù)給每個排架報警器供電，使其正常工作。

3.2 熔絲報警電路解決方案

通過上面對熔絲報警電路問題針對性的分析，如圖2所示，在熔絲報警電路原有的基礎(chǔ)上增設(shè)一個熔絲報警復(fù)示繼電器，命名為RSBJ1。然后把RSBJ和RSBJ1繼電器線圈的“1”端子同時接入到每排報警板的“5”端子環(huán)接電路中給RZ，把線圈的“4”端子同時接入到排架報警器的“7”端子環(huán)接電路中。

圖2 RSBJ1的復(fù)示設(shè)置Fig.2 Setting RSBJ1 as a repeating relay

如果現(xiàn)有熔絲報警電路中的RSBJ繼電器自身故障，一直處于落下狀態(tài)，不能在出現(xiàn)熔斷器故障時正確吸起進行熔絲報警。通過采集RBSJ和RSBJ1繼電器的后接點狀態(tài)串聯(lián)電路以及單獨采集RSBJ繼電器后接點的狀態(tài)電路，如圖3所示。利用兩個熔絲報警繼電器后接點狀態(tài)的串聯(lián)保證出現(xiàn)故障時可靠斷開采集電路進行報警，再通過單獨采集RSBJ繼電器的狀態(tài)，判斷出繼電器自身是否出現(xiàn)故障。這樣設(shè)置的理念符合實用性冗余結(jié)構(gòu)的特點。

圖3 熔絲報警采集電路Fig.3 Acquisition circuit of fuse alarm

具體實現(xiàn)此功能的步驟是：RSBJ和RSBJ1繼電器同時接入熔絲報警電路當中，兩個繼電器會同步工作，通過采集電路的改進，兩個繼電器的常態(tài)一致時才能正確采集到它們的后接點狀態(tài)。當某一熔斷器斷開時，只要兩個繼電器其中有一個可以正常工作，熔絲報警采集電路將會斷開從而發(fā)現(xiàn)故障，熔絲報警在控顯屏幕上亮紅燈，排架報警器也會在相應(yīng)故障熔斷器的位置亮紅燈。由于兩個繼電器發(fā)生相同的故障而產(chǎn)生相同的錯誤結(jié)果的概率很小，這樣，減少了熔絲報警不正常工作的幾率。

圖3中單獨采集RSBJ繼電器的后接點轉(zhuǎn)態(tài)的原因是：在熔絲報警采集電路中同時采集兩個繼電器的狀態(tài)，出現(xiàn)故障時只要RSBJ1和RSBJ兩個繼電器其中一個正確吸起就能實現(xiàn)熔絲報警的功能，但這樣的設(shè)置不能確定RSBJ是否在正常工作，所以采用了單獨對它采集的方法。當出現(xiàn)故障，熔絲報警的同時采集到了RSBJ繼電器的后接點，這就說明斷開熔絲報警電路的是RSBJ1繼電器，并非RSBJ繼電器，從而證明RSBJ繼電器自身出現(xiàn)故障，需要更換新的RSBJ繼電器。

4 效果分析

當排架報警器電源從單環(huán)電源電路改為雙環(huán)電源電路之后，出現(xiàn)第一排排架報警器電源故障時，最后一排排架報警器電源能夠繼續(xù)給每個排架報警器供電，使排架報警器維持正常工作。但這樣方式的電源雙環(huán)線出現(xiàn)的問題是：在排架報警器最后一排的“12”端子上會出現(xiàn)三芯線在同一端子的情況，其中兩芯是雙環(huán)電源線產(chǎn)生的，還有一芯是接往監(jiān)測機柜的回線。

熔絲報警電路中新增加的RSBJ1繼電器電路和改進的熔絲報警采集電路，解決了RSBJ繼電器出現(xiàn)自身故障，發(fā)生熔絲斷絲時不報警的問題,熔絲報警電路中熔絲報警繼電器的正常工作得到了監(jiān)督和保證，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠地熔絲報警，為壓縮信號故障處理時間提供可靠保障 。

5 結(jié)束語

“中國鐵路標準”全球化的輸出，造福于世界各國人民，出行更加快速、安全、便利。鐵路工程在建設(shè)過程當中，在鐵路信號領(lǐng)域?qū)τ诔霈F(xiàn)故障的查找效率，已經(jīng)有了較大的提高。為營造鐵路運營環(huán)境更加的安全高效，在中國鐵路形勢一片大好的前提下，還需要不斷的研究和探討，追求更加完善的鐵路信號故障報警系統(tǒng)，推動故障診斷技術(shù)的不斷革新。為“中國鐵路標準”的全球化添磚加瓦，貢獻自己的力量。