信號(hào)電纜備用貫通芯線間增加整流元件的探討

歐陽(yáng)征

(廣州局集團(tuán)有限公司職培部株洲職工培訓(xùn)基地，湖南株洲 412000)

信號(hào)電纜備用貫通芯線是信號(hào)設(shè)備電纜傳輸通道發(fā)生故障時(shí)，為壓縮故障處理時(shí)間，提高信號(hào)工應(yīng)急處理能力，將各種類型的信號(hào)設(shè)備（道岔、軌道電路、信號(hào)機(jī)）主干電纜兩根備用芯線從分線盤(pán)開(kāi)始，在經(jīng)過(guò)的方向電纜盒內(nèi)逐段進(jìn)行串聯(lián)，貫通至最遠(yuǎn)端方向電纜盒的電纜通道。筆者2019 年到某電務(wù)段某信號(hào)工區(qū)下現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，正值該信號(hào)工區(qū)開(kāi)展信號(hào)電纜備用貫通芯線間綜合絕緣測(cè)試重點(diǎn)工作。在天窗時(shí)間內(nèi)，隨同工區(qū)作業(yè)人員對(duì)區(qū)間信號(hào)電纜備用貫通芯線間綜合絕緣進(jìn)行了測(cè)試。發(fā)現(xiàn)測(cè)試電纜備用貫通芯線間綜合絕緣必須要到貫通芯線最末端方向電纜盒，斷開(kāi)電纜芯線連接處才能測(cè)試，從確認(rèn)，到測(cè)試，再恢復(fù)，工作時(shí)間不超過(guò)5 min，而到現(xiàn)場(chǎng)最末端方向電纜盒卻要花費(fèi)大量時(shí)間，耗時(shí)、耗力，且開(kāi)方向電纜盒后存在進(jìn)潮、進(jìn)灰（隧道內(nèi)的方向電纜盒蓋子縫隙處加了玻璃膠密封），以及碰觸其他在用電纜芯線造成次生風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。測(cè)試電纜備用貫通芯線間綜合絕緣是一項(xiàng)常規(guī)性工作，為減少信號(hào)職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢測(cè)效率，在貫通芯線最末端方向電纜盒貫通芯線連接處增加一個(gè)整流元件，可以實(shí)現(xiàn)不開(kāi)方向電纜盒的情況下，測(cè)試電纜備用貫通芯線間綜合絕緣。

1 在貫通芯線最末端方向電纜盒貫通芯線連接處增加一個(gè)整流元件

1.1 目前信號(hào)電纜貫通芯線連接方式

為便于檢查信號(hào)電纜貫通芯線的連通，在貫通芯線最末端方向電纜盒找一個(gè)空閑的兩口或四口的萬(wàn)可端子，將兩根貫通的電纜芯線插入連通端口即完成芯線連接，在室內(nèi)分線盤(pán)使用萬(wàn)用表電阻檔就可以測(cè)試貫通芯線的電阻值，以達(dá)到檢查貫通芯線是否連接良好。當(dāng)要測(cè)試貫通芯線間綜合絕緣時(shí)，需到貫通芯線最末端方向電纜盒人工斷開(kāi)其中一根芯線連接端口，再使用ZC25-3 型絕緣電阻表 測(cè)試紅色芯線對(duì)白色芯線的綜合絕緣電阻值，如圖1 所示。

圖1 貫通芯線連通及線間絕緣測(cè)試圖Fig.1 Test diagram of through-core wires connection and interwire insulation

1.2 信號(hào)電纜貫通芯線增加整流元件

在貫通芯線最末端方向電纜盒找兩個(gè)空閑的兩口或四口萬(wàn)可端子，將兩根貫通的電纜芯線插入獨(dú)立的端口，兩獨(dú)立端口再通過(guò)整流元件連接，如圖2 所示。信號(hào)工區(qū)普遍使用ZC25-3 型絕緣電阻表（500 V，0 ～500 MΩ），以1 km 信號(hào)電纜芯線測(cè)算：環(huán)線電纜芯線為23.5×2=47 Ω，測(cè)試線間電流為500/47 ≈10.6 A，整流元件可選用ROHM 羅姆半導(dǎo)體FFSH15120A 整流二極管，電氣參數(shù)為重復(fù)反向電壓1 200 V、正向電流15 A、正向浪涌電流115 A，封裝TO-247-2 以區(qū)別普通整流二極管。

圖2 增加整流元件圖Fig.2 Schematic diagram of adding rectifier element

增加整流元件后，測(cè)試電纜備用芯線間電阻時(shí)，使用萬(wàn)用表的電阻檔，將黑表筆（正極）接在白色芯線上連通到二極管的陽(yáng)極，紅表筆（負(fù)極）接在紅色芯線上連通到二極管的陰極，可測(cè)試出芯線間電阻值（信號(hào)電纜芯線每km 換算直流阻值為23.5 Ω），反之電阻值為無(wú)窮大，以確定電纜備用芯線貫通良好。

2 在貫通芯線最末端連接整流元件后，芯線絕緣不良時(shí)試驗(yàn)測(cè)試情況

2.1 貫通芯線間出現(xiàn)混線問(wèn)題時(shí)

信號(hào)電纜貫通芯線出現(xiàn)混線問(wèn)題時(shí)，兩芯電纜間電阻值將極不穩(wěn)定，使用ZC25-3 型絕緣電阻表（兆歐表）測(cè)試紅色芯線對(duì)白色芯線，白色芯線對(duì)紅色芯線電阻值時(shí)，兆歐表指針會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng)或小于1 MΩ，如圖3 所示，此時(shí)可判斷兩根芯線間綜合絕緣不良。

圖3 貫通芯線線間混線測(cè)試圖Fig.3 Mixing line test diagram between through-core wires

2.2 貫通芯線出現(xiàn)斷線問(wèn)題時(shí)

信號(hào)電纜貫通芯線出現(xiàn)斷線問(wèn)題時(shí)，使用ZC25-3 型絕緣電阻表（兆歐表）測(cè)試紅色芯線對(duì)白色芯線、白色芯線對(duì)紅色芯線電阻值均將大于500 MΩ，如圖4 所示，此時(shí)可判斷兩根芯線之一或兩根芯線均斷線。

圖4 貫通芯線斷線測(cè)試圖Fig.4 Disconnection test diagram of through-core wires

2.3 貫通芯線出現(xiàn)單邊接地問(wèn)題時(shí)

信號(hào)電纜貫通芯線出現(xiàn)單邊接地問(wèn)題時(shí)，如圖5所示。

圖5 貫通芯線單根接地原理圖Fig.5 Schematic diagram of single wire grounding of through-core wires

使用ZC25-3 型絕緣電阻表（兆歐表）分別測(cè)試紅色芯線對(duì)地、白色芯線對(duì)地電阻值，再測(cè)試兩根芯線間綜合絕緣，若紅色芯線對(duì)白色芯線間綜合絕緣電阻值大于500 MΩ，而兩根芯線對(duì)地電阻值均小于1 MΩ，此時(shí)可判斷紅色芯線接地，如圖6 所示。

圖6 貫通紅色芯線接地測(cè)試圖Fig.6 Grounding test diagram of red through-core wire

若紅色芯線對(duì)白色芯線間綜合絕緣電阻值大于500 MΩ，而紅色芯線對(duì)地電阻值大于500 MΩ，白色芯線對(duì)地電阻值小于1 MΩ，此時(shí)可判斷白色芯線接地，如圖7 所示。

圖7 貫通白色芯線接地測(cè)試圖Fig.7 Grounding test diagram of white through-core wire

2.4 貫通芯線間出現(xiàn)混線且單邊接地問(wèn)題時(shí)

圖8 貫通芯線間混線且單邊接地測(cè)試圖Fig.8 Test diagram of mixing line between through-core wires and single-side grounding

信號(hào)電纜貫通芯線出現(xiàn)混線且單邊接地問(wèn)題時(shí)，使用ZC25-3 型絕緣電阻表（兆歐表）分別測(cè)試紅色芯線對(duì)地、白色芯線對(duì)地電阻值，再測(cè)試兩根芯線間電阻值，3 項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)均會(huì)小于1 MΩ，此時(shí)可判斷紅色芯線和白色芯線之一接地，且兩根芯線間存在混線問(wèn)題，或者紅色芯線和白色芯線均接地，如圖8 所示。

3 結(jié)束結(jié)

綜上所述，通過(guò)在信號(hào)電纜備用貫通芯線末端增加整流元件，可以在一定程度上減少信號(hào)工檢測(cè)備用芯線線間綜合絕緣的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。同時(shí)本文通過(guò)創(chuàng)建4 種絕緣不良的場(chǎng)景，使用實(shí)物測(cè)試的方法驗(yàn)證信號(hào)電纜貫通芯線增加整流元件這一設(shè)想的正確性及實(shí)用性，取得了良好效果?？紤]到鐵路信號(hào)“故障—安全”原則，信號(hào)電纜備用貫通芯線末端增加整流元件只適用于軌道電路、信號(hào)機(jī)，對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)不適用。

測(cè)電纜備用芯線對(duì)地綜合絕緣時(shí)，使用ZC25-3型絕緣電阻表（兆歐表）測(cè)試兩次，第一次測(cè)試將L 端連接紅色芯線，E 端連接地線，測(cè)試的數(shù)據(jù)是紅色芯線對(duì)地綜合絕緣電阻值。第二次測(cè)試將L 端連接白色芯線，E 端連接地線，測(cè)試的數(shù)據(jù)是白色和紅色芯線對(duì)地綜合絕緣電阻值。若第一次測(cè)試的數(shù)據(jù)大于20 MΩ，第二次測(cè)試的數(shù)據(jù)小于1 MΩ，確定白色芯線綜合絕緣不良需處理；若第一次和第二次測(cè)試數(shù)據(jù)均小于1 MΩ 時(shí)，可確定紅色芯線綜合絕緣不良，而白色芯線綜合絕緣也有可能同時(shí)不良，需分別判斷處理。

測(cè)電纜備用芯線間綜合絕緣時(shí)，使用ZC25-3型絕緣電阻表（兆歐表）測(cè)試兩次，第一次測(cè)試將L 端連接紅色芯線，E 端連接白色芯線，測(cè)試的數(shù)據(jù)是紅色芯線對(duì)白色芯線的綜合絕緣電阻值。第二次測(cè)試將L 端連接白色芯線，E 端連接紅色芯線，測(cè)試的數(shù)據(jù)是白色和紅色芯線間電阻值。第一次測(cè)試數(shù)據(jù)大于500 MΩ，說(shuō)明紅色芯線與白色芯線綜合絕緣良好。第二次測(cè)試數(shù)據(jù)為0 MΩ，說(shuō)明紅色芯線與白色芯線貫通良好。若第一次和第二次測(cè)試數(shù)據(jù)接近，說(shuō)明紅色芯線與白色芯線間綜合絕緣不良，存在線間混線問(wèn)題。