區(qū)間組合柜線纜布置優(yōu)化設(shè)計(jì)

趙波波

（中鐵建電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司，河北高碑店 074000）

0 引言

信號(hào)系統(tǒng)控制電路的執(zhí)行部分設(shè)置于機(jī)械室中，機(jī)械室設(shè)備主要由組合柜、繼電器及繼電器之間的線纜組成［1］。室內(nèi)設(shè)備布線、配線是信號(hào)工程施工的一項(xiàng)重要工作，機(jī)柜以及機(jī)柜內(nèi)組合的布置直接影響機(jī)柜間布線的工藝和質(zhì)量，因此對(duì)機(jī)柜和組合布置的優(yōu)化對(duì)于信號(hào)工程室內(nèi)施工具有事半功倍的作用。

施工人員一般都非常注重室內(nèi)機(jī)柜的布置，而往往忽視對(duì)機(jī)柜內(nèi)部組合布置排列優(yōu)化。由于機(jī)柜布置直接影響室內(nèi)面積、人員維護(hù)通道以及線纜的走向，效果較為直觀，而組合的布置、排列往往在設(shè)計(jì)中已被明確，施工人員習(xí)慣性地“照?qǐng)D施工”而忽略了存在的問題。

1 ZPW-2000移頻軌道電路概述

隨著高速鐵路的發(fā)展，聯(lián)鎖、列控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使信號(hào)系統(tǒng)室內(nèi)配線更加簡(jiǎn)單。然而在高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，為防止電磁干擾采用了大量屏蔽線，導(dǎo)致部分組合柜走線槽被占滿，較為突出的問題往往出現(xiàn)在區(qū)間組合柜處［2］。

在ZPW-2000 移頻軌道電路中（見圖1），區(qū)間組合柜介于ZPW-2000移頻柜和綜合柜之間，對(duì)移頻柜發(fā)出的信息或綜合柜接收的室外軌道信息進(jìn)行邏輯判斷，是ZPW-2000 移頻軌道電路的繼電邏輯執(zhí)行部分。圖1中發(fā)送和接收連接的線纜（帶星號(hào)圖標(biāo)的線纜）均需采用雙芯絞型阻燃屏蔽線纜。

區(qū)間組合柜主要放置軌道繼電器（GJ）和方向切換繼電器（FQJ）組合，根據(jù)車站管轄的區(qū)段數(shù)量可設(shè)置多層組合，每個(gè)軌道組合最多可以安裝10臺(tái)繼電器，繼電器之間、繼電器與組合側(cè)面間通過組合內(nèi)部配線連接。組合側(cè)面通過室內(nèi)線纜與移頻柜、綜合柜進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)電路的連通。信號(hào)工程室內(nèi)布線就是按照相關(guān)規(guī)則，布放組合柜之間以及組合柜與各種機(jī)柜間的線纜。組合柜內(nèi)部組合布置示意見圖2。

圖1 ZPW-2000移頻軌道電路

2 存在問題

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，高速鐵路區(qū)間組合柜一般設(shè)置2 臺(tái)，一臺(tái)組合柜中全部布置GJ 組合，另一臺(tái)組合柜中全部布置FQJ 組合（見圖3）［3］。為防止移頻信息受到干擾，機(jī)械室內(nèi)傳輸移頻信息的線纜全部采用屏蔽線，而FQJ繼電器節(jié)點(diǎn)又處于移頻信息傳輸通道上，因此連接FQJ組合側(cè)面的線纜全部為屏蔽線。每根屏蔽線中包含2芯23×0.15 mm的芯線，屏蔽線外徑6 mm，根據(jù)圖1 可知，每個(gè)區(qū)段在FQJ 組合側(cè)面都有4 根屏蔽線，1 架組合最多可容納10 個(gè)區(qū)段，組合側(cè)面每側(cè)屏蔽線20根。以圖3為例，該站有54個(gè)軌道區(qū)段，當(dāng)FQJ組合全部設(shè)置于1臺(tái)組合柜中時(shí)，每側(cè)組合側(cè)面槽中將出現(xiàn)108根屏蔽線，線徑總和122.1 mm，而側(cè)面走線槽寬度僅為70 mm×100 mm（寬×深），側(cè)面走線槽根本無法容納所有線纜，線纜布放質(zhì)量必將受到嚴(yán)重影響。而GJ組合中每臺(tái)繼電器外部線纜只有2芯，且為23×0.15 mm的普通阻燃芯線，每芯線徑0.4 mm，即便采用6芯護(hù)套線，6 芯線纜的外徑也僅為8 mm，該站有54 個(gè)軌道區(qū)段，GJ組合每側(cè)護(hù)套線的數(shù)量為9根，線槽利用率較低。

圖2 組合柜內(nèi)部組合布置示意圖

由于FQJ 的作用為方向切換，當(dāng)列車反向行駛時(shí)，發(fā)送和接收對(duì)調(diào)使用，因此在FQJ組合以及在組合側(cè)面無法將發(fā)送和接收線纜分開布放，但發(fā)送和接收線纜在側(cè)面密集布放將導(dǎo)致移頻信息的抗干擾能力嚴(yán)重減弱。

目前組合柜布置設(shè)計(jì)存在的主要問題是：區(qū)間組合柜2側(cè)面走線槽內(nèi)線纜過多，線纜溢出槽蓋，線纜的互相擠壓導(dǎo)致移頻信息互相干擾，危及行車安全［4］。而反觀區(qū)間組合柜1側(cè)面走線槽利用率不高，槽道內(nèi)線纜數(shù)量極少，2臺(tái)組合柜側(cè)面走線槽線纜布置非常不均衡。

3 優(yōu)化方案

由上述分析可知，若將2 個(gè)組合柜線槽內(nèi)的線纜均衡分布，將有效解決此問題。組合柜中組合的布置并不影響設(shè)備功能，僅與組合之間的連接線長(zhǎng)度、走線徑路有關(guān)系，因此可以通過優(yōu)化布置組合的位置關(guān)系，使組合側(cè)面的線纜徑路更加合理，提升線纜的抗干擾能力［5］。

3.1 優(yōu)化方案1

優(yōu)化方案1：按軌道區(qū)段里程由小到大分布組合，將FQJ、GJ交錯(cuò)布置。

該站范圍內(nèi)的軌道區(qū)段自1947DG—2078EG，根據(jù)圖3 按照軌道區(qū)段由小到大的順序，將組合柜1 布置1947DG—2053AG 軌道區(qū)段的FQJ 和GJ 組合，組合柜2布置1976AG—2078EG 軌道區(qū)段的FQJ 組合和GJ 組合。除GFJ 組合和BJL2 組合外，F(xiàn)QJ 組合和GJ 組合上下交錯(cuò)布置，即上層布置FQJ 組合，下層布置GJ 組合（見圖4）。該方案能保證線槽內(nèi)線纜自上而下都比較均勻，2個(gè)組合柜側(cè)面的線纜大致相等，不會(huì)造成線纜擁擠的現(xiàn)象，組合側(cè)面線纜的綁扎較為容易、工藝也更為美觀，一定程度上解決了現(xiàn)場(chǎng)施工中線纜擁擠的突出問題。根據(jù)《京沈客專信號(hào)專業(yè)施工工藝指導(dǎo)手冊(cè)》［6］室內(nèi)屏蔽線的屏蔽層采用1.5 mm2黃綠地線在區(qū)間組合柜處集中接地，接地線采用雙環(huán)線連接。按照該工藝要求，F(xiàn)QJ 組合側(cè)面走線槽處每層均有一處集中接地點(diǎn)，由于該方案中FQJ 組合被GJ 組合間隔，側(cè)面走線槽中的屏蔽線接地點(diǎn)間隔設(shè)置，導(dǎo)致線纜敷設(shè)工藝無法達(dá)到預(yù)期效果，不利于布線工藝的控制。

圖3 某站區(qū)間組合柜布置設(shè)計(jì)方案

圖4 區(qū)間組合柜布置優(yōu)化方案1

3.2 優(yōu)化方案2

優(yōu)化方案2：按軌道區(qū)段里程由小到大分布組合，將FQJ、GJ組合集中布置。

方案1 雖有效解決了當(dāng)前施工中線纜不均勻的問題，但由于FQJ與GJ組合間隔布置，使屏蔽線的接地點(diǎn)被分散，導(dǎo)致側(cè)面走線槽的線纜工藝達(dá)不到要求。因此方案2 將FQJ 組合和GJ 組合分別集中布置（見圖5），組合柜的上面幾層先布置FQJ 組合，最后再布置GJ 組合。該方案既保證了線纜的均勻分布，也使布線工藝更加美觀，能夠有效解決原設(shè)計(jì)方案的問題。但從維護(hù)角度看，上下行軌道區(qū)段設(shè)置在同一組合柜內(nèi)，在日常維護(hù)過程中容易混淆、出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，不符合維護(hù)習(xí)慣。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，故障查找時(shí)無法及時(shí)快速地進(jìn)行問題定位，該方案還需進(jìn)一步優(yōu)化。

圖5 區(qū)間組合柜布置優(yōu)化方案2

3.3 優(yōu)化方案3

優(yōu)化方案3：按上下行分布組合，將FQJ、GJ 組合集中布置。

方案1、方案2 分別從不同角度出發(fā)，基本解決了當(dāng)前施工中存在的問題，但在工藝保證、維護(hù)便捷性上還有一定不足，為了高效率、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量如期完工并達(dá)到預(yù)期效果［7］，還需進(jìn)一步優(yōu)化。通過分析方案1、方案2 可知，將FQJ 和GJ 分2 個(gè)獨(dú)立的組合柜布置會(huì)造成線纜不均勻、擁擠的問題，將FQJ 和GJ 間隔布置又會(huì)引起線纜工藝的問題，因此考慮將FQJ、GJ 按照上下行軌道區(qū)段的原則進(jìn)行部分集中布置。按照方案1、方案2 優(yōu)化后的結(jié)果，進(jìn)一步將上下行軌道區(qū)段分開布置，組合柜1 布置上行區(qū)段，組合柜2 布置下行區(qū)段，上3 層布置FQJ 組合，下3 層布置GJ 組合（見圖6）。該方案首先解決了線纜不均勻造成某組合柜線槽內(nèi)線纜擁擠的問題，使2個(gè)組合柜側(cè)面線纜數(shù)量基本相同；第二，按照上下行軌道區(qū)段的原則布置組合，便于維護(hù)人員日常維護(hù)和故障處理；第三，通過將FQJ組合集中布置，使屏蔽線的接地更為集中，線纜布設(shè)工藝更加美觀，較為完美地解決了實(shí)際施工中的問題。

圖6 區(qū)間組合柜布置優(yōu)化方案3

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)與施工密不可分，設(shè)計(jì)在整個(gè)工程中起到源頭控制的作用，但在實(shí)際施工過程中，應(yīng)以最終質(zhì)量、工藝為目標(biāo)，而不能盲從于原始設(shè)計(jì)方案。施工圖審核是施工的首要環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深入分析，及時(shí)調(diào)整不合理的部分。信號(hào)工程施工線纜多、工藝要求高，若設(shè)計(jì)不合理、施工不嚴(yán)謹(jǐn)將對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，特別是軌道電路鄰線干擾、鄰區(qū)段干擾等問題處理起來十分復(fù)雜，因此必須在源頭上、過程中的每個(gè)階段優(yōu)化方案，從而保證施工質(zhì)量。