既有信号机房内新增设备熔丝报警电路试验环境的搭建.docx

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既有信号机房内新增设备熔丝报警电路试验环境的搭建

论文摘要：

随着高铁建设的不断发展，铁路信号作为速度和安全行车监督和控制设备的地位显得越来重要，新的高科技的设备也层出不穷。

其中铁路信号室内熔丝报警装置是很重要的相对独立的一套电路。

在既有信号设备改造升级工程中，既有信号机房内增加新机柜。

以往的多数施工常将熔丝报警电路留在开通点并接入旧的报警环路后在要点时间内试验，一则对于珍贵的既有线要点封锁时间是种浪费；二则故障若不能在开通点内处理完毕，却又因熔丝报警电路不影响开通，往往会做为工程缺点留待开通后期处理，为安全埋下隐患。

本文旨在阐述一种方法，以符合熔丝报警电路的原理，从最安全最经济试验最彻底的三个方面考虑，设计一种试验方案，搭建一套试验环境，保证既有机房内新增的设备在开通封锁点内接入既有熔丝报警电路后，达到无故障不需处理的一种方法。

关键词：

模拟RKZ,RKF，墙壁电，熔丝报警，试验环境

第一章前言……………………………………………………………3

第二章熔丝开关和熔丝报警电路……………………………………6

第三章新增设备熔丝报警电路试验问题……………………………9

第四章熔丝报警电路试验环境的搭建方法…………………………10

第五章结论……………………………………………………………14

一、前言

2016年5月份，中铁六局电务公司太原电气化项目部承揽的太中银线上文水站接入的物流钢铁工业园车站进入了开通倒计时。

物流站的站后四电工程均由电气化项目部施工，因为是全新车站不涉及既有线改造，所以完工较早。

物流站的钢铁需要走太中银文水站的6、8、10道转运出省，供应兰州和南方省市的钢铁需求。

在钢铁站达到开通条件后，设计才将最终的接入图纸提供给了我们，作为既有线施工的最大难点就是结合部位的施工，在文水站的既有机房内，有信号机，道岔，轨道和电码化等常规的信号室内设备，还有可以影响全线CTC功能的车站分机。

太中银作为太原局管内的第一条全线开通的跨局CTCS-2级线路，到2016年设备刚过完适应期。

初期开通对新设备的不了解，和CTCS-2设备本身的熟化，在文水站接物流钢铁站之前，从未进行过电务相关设备的升级或改造。

因此，在设计确定施工方案为既有机房内新增组合，与既有文水站使用一套联锁软件之后。

无论是电务段维修人员还是我们施工企业的人员，都感到非常的棘手。

作为施工方最担心的就是两个方面：

一作为局内第一条CTCS-2级铁路，在既有机房内施工安全问题非常重要，施工的时间段集中在车间工区的人员齐备下才能施工，能保证每日8小时恐怕都困难；二新旧结合部位拆配线众多，摸底任务很重，新设备必须提前试验完毕，无论多么小的电路都要提前实验良好再接入，因为太中银线是跨局线路，一旦影响行车，就是影响了三个铁路局的正常运营。

在这样的压力下，我们针对所有新增加的电路都列了施工试验方案，本文就是讲我们对既有机房内新增设备的液压熔丝开关报警电路的试验环境的搭建，目的只有一个，压缩开通封锁点内的试验时间，保证拆配线完成后，熔丝报警电路新旧结合良好，不需处理故障时间。

随着铁路建设的不断发展，中国高铁工程成为了拉动国家发展的火车头，成了祖国打入国际市场的一张名片！

高铁的建设，铁路信号设备作为速度和安全行车监督和控制设备的地位显得越来重要，新的高科技的设备也层出不穷，不断的代替淘汰了旧的设备。

其中铁路信号室内熔丝报警装置，从最初的保险丝到保险管，到双路报警切换保险管，再到带熔丝报警的空气开关的应用，越来越受到现场维修和管理单位的重视。

我也曾经施工过对设备要求高的线路，单独将熔丝报警设备的升级更换作为一项工程来招投标。

可见熔丝报警对信号设备维护的作用非常之大。

对于信号联锁来说，熔丝报警是相对独立的一套电路，本身与信号三大件及其它主要设备是不具备联锁关系的，但因为起的是控制电源通断，保护电源和信号设备的作用，所以如在熔断时没有报警，应该主副丝切换时没有切换，所造成的事故后果往往是无法想象的。

特别是在空气开关跳闸后的不报警，信号人员若不能及时发现，空气开关的断开甚至可能造成违背信号基本原则：

故障导向安全原则的故障。

空气开关断丝后的及时报警，在纳入熔丝报警电路后，通过不断的声光报警和定位。

可及时提示信号维修人员处理，排除故障，降低和缩小因信号设备故障造成的事故影响范围和时间。

可以说熔丝报警电路，在现在的高速铁路设备中，看似单独一套电路，实际却是提高安全水平和使故障导向安全至关重要的一套信号装置。

在太中银线文水战既有信号设备改造升级工程中，文水战既有信号机房内增加新机柜7台，增加熔丝装置多达70台以上。

太原铁路局管内的施工，我们以往的多数施工常将熔丝报警电路留在开通点并接入旧的报警环路后在要点时间内试验，一则对于珍贵的既有线要点封锁时间是种浪费；二则故障若不能在开通点内处理完毕，却又因熔丝报警电路不影响开通，往往会做为工程缺点留待开通后期处理，为安全埋下隐患。

太中银线跨局线，又是最新CTCS-2设备成套上的线路，出了问题没有以往的经验可以参考。

在多重的压力下，我带领技术人员，提出问题，提出改进方案，经多次的理论和实践检验，最终形成了一套方法，在这里与大家分享。

本文旨在阐述一种我们在文水站应用良好的试验方法，从符合熔丝开关报警电路的原理出发。

从最安全最经济试验最彻底的三个方面考虑，设出计一种试验方案，搭建一套试验环境，保证既有机房内新增机柜的空气开关设备在开通封锁点内接入既有熔丝报警电路后，即不影响既有的熔丝报警电路对既有熔丝开关过流跳闸的监控，又可以监控住新增机柜内的熔丝开关过流跳闸故障。

然后可以利用联锁试验过程中的单项试验，在信号机灯丝断丝和道岔挤岔报警试验中同步试验新增的熔丝开关，保证新开关的报警灵敏和定位准确，进而达到拆配完接口部分的线直接就进行试验，接入接口电路后无故障不需处理的一种方法。

二、熔丝开关和熔丝报警电路

（一）熔丝设备分类及作用。

熔丝报警设备可分为两大部分，一部分为组合柜内的熔丝开关（图1中虚线框内部分），一部分为组合排架报警器。

组合柜的熔丝开关在组合侧面和零层安装，组合排架报警器安装在组合柜侧面主通道侧的高处。

从熔丝断丝报警设备工作的原理出发。

熔丝报警电路是对熔丝开关设备的工作状态的一种监控电路，既在监控范围内的液压开关出现过流跳闸情况，熔丝液压开关发生打落情况，在信号设备的故障导向安全情况下，极易造成停车事故；而在有了熔丝报警电路后，熔丝报警电路可以连续不间断的监控液压开关的通断，液压开关一旦发生过流跳闸（需要说明的是，如果人为的将熔丝开关断开，也会触发报警）。

熔丝报警电路会迅速的完成人机界面，既在控制台、在电务维修机上发出声光报警。

在机械室内机柜的侧面也有声光报警，来指引维修人员定位到发生过流跳闸的信号设备位置。

熔丝报警电路本身并不能确定信号机或道岔的故障点，它所监督的只是液压开关的通断，所以对于发生熔断故障时瞬间的熔断的话它可以起到快速恢复信号设备正常工作的作用。

而对于，电源的接地或死混电造成的液压开关跳闸后合不起来闸，它会一直不停地工作报警，直到超流故障处理完。

一般一个信号机械室内设一套熔丝报警电路，一台熔丝报警继电器就可以完成对人机见面的报警，所以熔丝报警电路也有一点小小的遗憾，就是在两台及以上液压开关发生过流跳闸后，熔丝报警电路吸起的是同一台熔丝报警继电器，也就是说在多台液压开关发生跳闸故障时，我们在人机界面上只知道发生了熔丝开关跳闸的情况，在人机界面上不能多点报警和多点定位；而在进入机械室后，多点的液压开关跳闸却是都可以看到声光报警的。

另外，在发生多点的报警，往往会有一个或至少一个液压开关无法合闸，这时熔丝报警电路依然坚持工作，但为了在此时不影响故障范围外的车务人员的作业和信息交流，在人机界面设置了语音切除按钮，在熔丝报警发生时语音自动播放，此时可以切除；而在故障恢复后，熔丝液压开关合闸后，语音会再次循环播报“熔丝报警恢复”的语音，这时需要值班员再次按压一下语音切除按钮，以确认故障恢复了。

（二）典型设备应用及电路。

空气开关熔丝报警装置技术条件和要求铁路总公司有统一的规定，就像电码化设备一样，技术要求实现的功能一样。

但外形和某些细节方面，一个厂家一个样，下面举例说明：

以目前较常用的上海百欣的空气开关熔丝报警装置为例，侧面排架报警器为PB-9型，液压开关信号为MAG型。

下图为熔丝报警电路图：

如上图所示：

空气开关的熔丝报警电路，空气开关的内部电路可看做是一台带弹力脱钩的继电器接点组，端子5作为中接点11，端子6相当于前接点12，端子7则是在前接点上挂的一个发光二极管。

在空气开关正常不过流跳闸的状态时，5、6、7端子间是断开的没有电气连通的状态；在空气开关过流跳闸后，5与6端子通过接点联通，将RKZ正电送至侧面排架报警器，点亮排架报警器对应的机柜位置的报警红灯，同时排架报警器蜂鸣器鸣响；5与7端子通过本熔丝底座的LED红灯接通，经过全站环接的7端子到达RBJ（熔丝报警继电器）的1线包，使RBJ继电器吸起并同时点亮本保险底座的LED红灯。

RBJ吸起，将报警信息传至人机界面，监测界面，提示信号维护人员注意本站发生了熔丝报警，PB-9侧面排架报警器安装在组合柜侧面主通道侧，维护人员可快速发现由报警灯定位的组合柜，底座的报警灯又能使电务人员快速的定位到侧面或零层电源的某个保险装置。

连续的报警和指示灯，大大缩短了电务人员寻找跳闸熔丝开关的位置，一方面缩短故障处理时间；一方面提示有故障，缩小故障影响范围。

三、新增设备熔丝报警电路试验问题

（一）新增机柜熔丝报警试验占用联锁试验时间。

既有站场扩能改造工程是常见得铁路投资项目。

在既有的机柜熔丝报警电路中要接入新的机柜熔丝设备，新增熔丝报警设备，在不要封锁点平常的日常施工的情况下，因为不能使用既有的熔丝电源（会引起既有设备的误报警，造成车务和电务人员的恐慌），基本是无法提前试验的。

因为新增熔丝开关也要使用既有的熔丝报警电源RKZ、RKF和既有RBJ，贸然试验会引起既有熔丝报警设备的错误报警，造成既有设备故障。

所以多数扩能改造施工常将新机柜的熔丝报警电路留在开通联锁试验点内试验。

这样一来是对于珍贵的联锁试验时间是种浪费；二是故障若不能在联锁试验点内处理完毕，又因熔丝报警电路不影响开通，往往会做为工程遗留而待开通后期处理，这会为安全埋下隐患。

（二）提出试验方法及思路

综前所述，在开通联锁试验时间外，不搭建全新的试验环境，新增机柜熔丝报警电路就无法提前试验彻底。

在了解了熔丝报警电路的原理后，在保证安全，尽量经济的基础上，使用简单的临时电线和电源设备合理搭建熔丝报警电路的试验环境，将新增设备的熔丝装置试验彻底，减少开通工作量和后期的克缺工作，对既有线的电务施工具有很重要的意义。

四、熔丝报警电路试验环境的搭建方法

2016年5月太中银线文水站的施工完后，我们针对所有的设备都制定了一套试验方案，对于大的信号三大件轨道，信号机和道岔设备，我们按照以往的施工经验均试验良好彻底。

对于熔丝报警电路的试验，也曾考虑过不试验，直接在点内利用电务段验收联锁过程中交叉试验，后来考虑这么重要的跨局线，一分钟就是一分钟的时间。

在领导的鼓励和同事的监督下，电务室内技术人员在多次实践后，总结使用了较少的设备和线缆，模拟搭建出了在既有机房内增加液压开关的熔丝报警电路的试验环境搭建方法。

总结如下：

如下图所示:

试验用设备及材料：

交流0.5A空气开关一台

直流0.5A空气开关一台

42/0.5硅整流一台

JWXC-1700继电器一台

皮线150米

图为模拟实验的RBJ

电源的使用说明：

熔丝报警电路使用由一个42/0.5的硅整流整流出的一个24V以上30V以下的直流电源，硅整流本身的工作电直接给一个不小于5A的220V50HZ电源即可，我们生活中的照明电完全可以满足要求。

在既有机械室内施工，可以使用机械室内的照明电并加装一个开关保护，因为考虑既有机房内的照明和生活用电也不能随便影响，建议一次侧的开关容量限定在交流3安培左右。

硅整流输出的直流正负电，名字为模拟RKZ和RKF电。

使用墙壁照明电接一台小的空开，使42/0.5硅整流工作，输出一个大约30伏的直流电，将直流电送至PB-9侧面排架告警器的19、20端子，作为PB-9排架告警器的工作电源。

若连接无误，连接工作完成后，PB-9型排架告警器点亮工作灯小绿灯；在42/0.5硅整流相同位置的的端子上引出一个正电模拟为RKZ电，送至所有新增空气开关的5端子，实际上现在所有液压开关的5#端子已经都配了线并环接在一起了，所以只要就近并接入一个液压开关的5#端子，原为双头，因为是临时试验，并接入后，接入点的5#端子上应该有3个线头了；在硅整流器的输出端子上，引出一个负电模拟RKF电，使用引接线接至JWXC-1700继电器的四线包；将新增空气开关环接的7端子，现在所有液压开关的7#端子已经都配了线并环接在一起了，所以只要就近选择一个液压开关的7#端子，原为双头，因为是临时试验，接一个临时线，引出一条线连接到JWXC-1700继电器的一线包，接入点的7#端子上应该有3个线头了；机柜空气开关的6端子，现本机柜的液压开关的6#端子已经都配了线并环接在一起了，所以只要就近并接入一个液压开关的6#端子，原为双头，因为是临时试验，并接入后，每台新增机柜接入点的6#端子上应该有3个线头了对应上到侧面排架报警器的端子上（需注意，模拟试验时不能在既有的侧面排架告警器上增加报警，如果是共用的，可使用一个新的PB-9单独连接试验）。

至此，试验环境就搭建完毕，新的JWXC-1700继电器仅做为新增机柜内的液压开关的跳闸监控设备使用，与旧的RBJ没有任何的电气连接。

此时试验，即使新的空气开关有短路RKZ\RKF的地方，也只会让环境中的硅整流的前端保险断开，不会影响既有熔丝报警电路，和既有的任何信号设备的正常工作。

简单的说，就是为所有新增加的保险熔丝装置，单独设计一套报警电路，电源也单独设置，实现即能完全的试验新设备，又不影响既有设备得安全运行。

在太中银文水站施工中，应用此方法搭建了熔丝报警电路环境，很好的隔离了新旧设备，使新设备的试验完全不受既有设备和电源的制约，试验效果良好。

图为试验人员处理熔丝报警底座故障

文水站微联软件换装开通当日，新增机柜内熔丝装置空气开关74台，点内倒接熔丝报警相关12条线，实现了无故障，除倒线6分钟作业时间外未占用开通封锁时间处理故障，取得了较好的效果。

五、结论

既有站场扩能改造工程是常见得铁路投资项目。

使用简单的临时电线和电源设备合理搭建熔丝报警电路的试验环境，将新增设备的熔丝装置试验彻底，可大大减少开通联锁试验工作量和后期的克缺工作，减少安全隐患，对既有线的电务施工具有重要的意义。

主要参考文献：

[1]铁路信号熔丝报警原理浅析【期刊论文】—移动信息2015

（1）张建平

[2]《铁路技术管理规程》中国铁路总公司2014

[3]《文水铁路集运站新建工程熔丝断丝报警电路图》中铁工程设计有限公司沈阳分院2013-4

作者：

乔俊伟

单位：

中铁六局集团电务公司

技术职称：

工程师

通信地址：

山西太原建设北路16号（中铁六局电务公司太原分公司）

邮编：

030001