光電半自動(dòng)閉塞傳輸?shù)湫凸收喜檎曳椒肮收习咐治?/h1>
2020-11-27 08:11:41吳峰李蓉王廣
大陸橋視野·上 2020年10期
吳峰 李蓉 王廣
摘 要：本文以獨(dú)山子石化專用鐵路出現(xiàn)的光電半自動(dòng)閉塞故障為例，總結(jié)故障查找辦法，并提出改進(jìn)意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞：光電半自動(dòng)閉塞;傳輸故障
目前，半自動(dòng)閉塞法仍然廣泛應(yīng)用于單線鐵路、工礦企業(yè)專用線及部分偏遠(yuǎn)地區(qū)。由于信號(hào)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖逐步取代了6502電氣集中連鎖，光通信也逐步取代了電纜通信方式。相應(yīng)的，過(guò)去曾在單線鐵路大量使用的64D繼電半自動(dòng)閉塞也逐漸被光電半自動(dòng)閉塞設(shè)備所取代。由于光電半自動(dòng)閉塞涉及光通路及相關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)備，在故障處理時(shí)需要通信、信號(hào)專業(yè)相互配合，由此就比較容易出現(xiàn)誤判及故障點(diǎn)不確定的情況。本文根據(jù)所采用的BBE-1型繼電半自動(dòng)閉塞光電轉(zhuǎn)換設(shè)備原理及多年中出現(xiàn)過(guò)的故障，總結(jié)了一些故障處理方法，供設(shè)備維護(hù)人員參考。
一、光電半自動(dòng)閉塞原理
繼電半自動(dòng)閉塞光電轉(zhuǎn)換設(shè)備主機(jī)采集ZDJ和FDJ的狀態(tài)并把它們的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)制后通過(guò)傳輸通道傳輸?shù)綄?duì)方車站，對(duì)方主機(jī)解調(diào)信號(hào)并對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行合法性驗(yàn)證后解開(kāi)數(shù)據(jù)包，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)ZXJ或FXJ。
由于既有站改造時(shí)，通信機(jī)房與信號(hào)機(jī)房通常不在同一個(gè)位置。為解決通信、信號(hào)機(jī)房之間的傳輸問(wèn)題，會(huì)增加一段通信電纜。
增加通信電纜將增加潛在故障點(diǎn)。該段電纜可靠性、通信機(jī)房閉塞專用光纖收發(fā)器及電源可靠性，均會(huì)影響閉塞設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。獨(dú)石化專用鐵路在閉塞設(shè)備故障查找時(shí)，總結(jié)出一套經(jīng)驗(yàn)方法。
二、典型故障處理方法
（一）自環(huán)方法查找
自環(huán)方法，即將光電半自動(dòng)主機(jī)輸出的發(fā)送和接收信號(hào)相連，讓主機(jī)接受自身發(fā)出的信號(hào)，并通過(guò)觀察主機(jī)各種指示燈的顯示，以此來(lái)判定本站光電半自動(dòng)閉塞主機(jī)整體及相關(guān)線路是否完好及正常。
一個(gè)有兩個(gè)閉塞方向的車站，閉塞信號(hào)在站內(nèi)由閉塞主機(jī)傳至光纖的原理圖。在此圖中，閉塞數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過(guò)C3插座、傳輸架側(cè)面端子、分線盤(pán)、D-9接口4個(gè)接點(diǎn)。在各個(gè)接點(diǎn)都可以使用自環(huán)方法查找故障點(diǎn)。
1.單板自環(huán)。顧名思義，即將一個(gè)通信板送出的數(shù)據(jù)收發(fā)相連，以形成自環(huán)。通常使用數(shù)據(jù)方式傳輸閉塞信號(hào)需要8根線，分為A、B兩個(gè)通道。假設(shè)在分線盤(pán)上進(jìn)行操作，將一個(gè)方向的A發(fā)送與B接收相連，B發(fā)送與A接收相連。那么主機(jī)開(kāi)機(jī)后，A、B通道的檢測(cè)數(shù)據(jù)都能被正常的發(fā)送和接收。如果主機(jī)以及主機(jī)至分線盤(pán)的線路都正常，那么主機(jī)上該方向的通道燈綠燈將亮起。
單板自環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，在分線盤(pán)上操作可以在10分鐘內(nèi)完成測(cè)試。但缺點(diǎn)是該方法實(shí)際上是在一塊通信板上測(cè)試通道自檢數(shù)據(jù)，而不能模擬整個(gè)閉塞過(guò)程，閉塞傳輸信號(hào)本身并沒(méi)有離開(kāi)主機(jī)。在現(xiàn)場(chǎng)工作的信號(hào)工可能遇到過(guò)這種情況：巡檢設(shè)備時(shí)設(shè)備的各指示燈都正常，但在車站信號(hào)員操作進(jìn)行區(qū)間閉塞時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)無(wú)法辦理，同時(shí)主機(jī)上該方向通道燈點(diǎn)亮紅燈或閃紅。在這種光電通道不穩(wěn)定的情況下，單板自環(huán)無(wú)法驗(yàn)證設(shè)備是否正常。
2.雙板自環(huán)。將兩個(gè)通道的收發(fā)分別相連，即可通過(guò)在主機(jī)上觀察該通道指示燈來(lái)判定設(shè)備是否正常。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以完整地模擬閉塞過(guò)程。在分線盤(pán)將需要的線連接后，可以將ZXJ吸起，再觀察主機(jī)指示燈。此時(shí)就相當(dāng)于信號(hào)員向區(qū)間辦理閉塞，如果主機(jī)指示正常，那么即可斷定該主機(jī)及線路正常。
雙板自環(huán)的優(yōu)點(diǎn)在于這種模擬方式得到的結(jié)果比較準(zhǔn)確，且可單獨(dú)對(duì)某一通道進(jìn)行試驗(yàn)。但缺點(diǎn)是操作復(fù)雜局限性大。在只有一個(gè)閉塞方向的車站，要進(jìn)行雙板自環(huán)時(shí)需要在主機(jī)上增裝一塊通信板，并進(jìn)行跳線設(shè)置將主機(jī)配置為兩個(gè)閉塞方向工作。而且只有一個(gè)閉塞方向的車站，通常情況下主機(jī)至分線盤(pán)的線路也只配有一個(gè)方向的8個(gè)線，需要自環(huán)時(shí)可能需要在主機(jī)C3插座上進(jìn)行，焊線時(shí)稍有不慎可能造成次生故障。
3.光路自環(huán)。光路自環(huán)用于有兩個(gè)以上閉塞方向使用光纜傳輸閉塞信號(hào)的車站。如圖2所示，在通信機(jī)械室使用光纖法蘭接口將Ⅰ方向TX和Ⅱ方向RX相連，同時(shí)將Ⅱ方向TX和Ⅰ方向RX相連。此時(shí)可直接在控制臺(tái)上進(jìn)行閉塞試驗(yàn)，并根據(jù)主機(jī)狀態(tài)和控制臺(tái)顯示來(lái)判斷設(shè)備的狀態(tài)。
光路自環(huán)這種方法不但具備雙板自環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且操作簡(jiǎn)便，在通信機(jī)械室拔插兩個(gè)插頭即可完成操作。缺點(diǎn)是局限性很大，必須在同時(shí)擁有兩個(gè)以上閉塞方向，且兩個(gè)以上閉塞方向均采用光纜傳輸?shù)能囌静趴蛇M(jìn)行。
（二）電壓法查找故障點(diǎn)
設(shè)備正常工作時(shí)，閉塞主機(jī)及閉塞光端機(jī)均會(huì)輸出一個(gè)電壓。因此在通過(guò)自環(huán)方式判定主機(jī)正常工作之后，即可在分線盤(pán)采用電壓法測(cè)試線對(duì)，判定線序是否正確、有無(wú)斷線、短路等。
要使用電壓法查找故障，首先，需要在設(shè)備完全正常的狀態(tài)下，測(cè)試主機(jī)及光端機(jī)的正常工作電壓，并將測(cè)試記錄保存，以備故障發(fā)生時(shí)做參考。其次，由于光端機(jī)和主機(jī)工作時(shí)都在輸出電壓，在分線盤(pán)測(cè)試之前，需要斷開(kāi)光端機(jī)或主機(jī)中的任意一個(gè)。
（三）電阻法查找故障點(diǎn)
該方法較為普遍，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工通常在校線時(shí)都使用這種方法。以分線盤(pán)至通信機(jī)房D-9接口這段線路為例。將兩端設(shè)備斷開(kāi)，在分線盤(pán)上將任意一對(duì)線進(jìn)行混線，使用萬(wàn)用表電阻檔在D-9接口上一一測(cè)試線對(duì)阻值，如果發(fā)現(xiàn)某一對(duì)線的阻值很小則基本可判定該線對(duì)正常。此方法也有兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，是測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng);其次，是如果事先不確定被測(cè)電纜線序，而被測(cè)電纜又存在接地、短路、斷路等情況，很容易混淆測(cè)試者的思路，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能查找出故障點(diǎn)。
三、典型故障舉例
獨(dú)石化專用鐵路轄下5站3段，有3個(gè)閉塞區(qū)間：南站—北站、北站—交接站、北站—煉油站。其中北站、交接站聯(lián)鎖設(shè)備為T(mén)YJL-Ⅱ計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（繼電執(zhí)行），閉塞均采用BBE-1型繼電半自動(dòng)閉塞光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。在運(yùn)行兩年后，電務(wù)人員發(fā)現(xiàn)交北區(qū)間半自動(dòng)閉塞設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定并逐漸出現(xiàn)閉塞不能辦理的現(xiàn)象，遂開(kāi)展故障排查工作。通過(guò)分析，確定排除光纜、主機(jī)故障的可能性。在進(jìn)一步排查中，發(fā)現(xiàn)交接站光端機(jī)電源與傳輸網(wǎng)線存在故障可能性。仔細(xì)排查后最終發(fā)現(xiàn)交北閉塞故障點(diǎn)為：
1.交接站光端機(jī)所使用的開(kāi)關(guān)電源（220V交流變5V直流）存在問(wèn)題，濾波效果不好，導(dǎo)致光端機(jī)不能正常工作。
2.施工時(shí)，使用網(wǎng)線代替通信電纜。經(jīng)查找，發(fā)現(xiàn)交接站通信機(jī)房至信號(hào)分線盤(pán)的網(wǎng)線中可能存在接續(xù)點(diǎn)，在分線盤(pán)側(cè)對(duì)綠白-綠線進(jìn)行交換之后，A通道即恢復(fù)正常。
（作者單位：新疆獨(dú)山子石化公司）
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目前，半自動(dòng)閉塞法仍然廣泛應(yīng)用于單線鐵路、工礦企業(yè)專用線及部分偏遠(yuǎn)地區(qū)。由于信號(hào)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖逐步取代了6502電氣集中連鎖，光通信也逐步取代了電纜通信方式。相應(yīng)的，過(guò)去曾在單線鐵路大量使用的64D繼電半自動(dòng)閉塞也逐漸被光電半自動(dòng)閉塞設(shè)備所取代。由于光電半自動(dòng)閉塞涉及光通路及相關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)備，在故障處理時(shí)需要通信、信號(hào)專業(yè)相互配合，由此就比較容易出現(xiàn)誤判及故障點(diǎn)不確定的情況。本文根據(jù)所采用的BBE-1型繼電半自動(dòng)閉塞光電轉(zhuǎn)換設(shè)備原理及多年中出現(xiàn)過(guò)的故障，總結(jié)了一些故障處理方法，供設(shè)備維護(hù)人員參考。
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由于既有站改造時(shí)，通信機(jī)房與信號(hào)機(jī)房通常不在同一個(gè)位置。為解決通信、信號(hào)機(jī)房之間的傳輸問(wèn)題，會(huì)增加一段通信電纜。
增加通信電纜將增加潛在故障點(diǎn)。該段電纜可靠性、通信機(jī)房閉塞專用光纖收發(fā)器及電源可靠性，均會(huì)影響閉塞設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。獨(dú)石化專用鐵路在閉塞設(shè)備故障查找時(shí)，總結(jié)出一套經(jīng)驗(yàn)方法。
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（一）自環(huán)方法查找
自環(huán)方法，即將光電半自動(dòng)主機(jī)輸出的發(fā)送和接收信號(hào)相連，讓主機(jī)接受自身發(fā)出的信號(hào)，并通過(guò)觀察主機(jī)各種指示燈的顯示，以此來(lái)判定本站光電半自動(dòng)閉塞主機(jī)整體及相關(guān)線路是否完好及正常。
一個(gè)有兩個(gè)閉塞方向的車站，閉塞信號(hào)在站內(nèi)由閉塞主機(jī)傳至光纖的原理圖。在此圖中，閉塞數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過(guò)C3插座、傳輸架側(cè)面端子、分線盤(pán)、D-9接口4個(gè)接點(diǎn)。在各個(gè)接點(diǎn)都可以使用自環(huán)方法查找故障點(diǎn)。
1.單板自環(huán)。顧名思義，即將一個(gè)通信板送出的數(shù)據(jù)收發(fā)相連，以形成自環(huán)。通常使用數(shù)據(jù)方式傳輸閉塞信號(hào)需要8根線，分為A、B兩個(gè)通道。假設(shè)在分線盤(pán)上進(jìn)行操作，將一個(gè)方向的A發(fā)送與B接收相連，B發(fā)送與A接收相連。那么主機(jī)開(kāi)機(jī)后，A、B通道的檢測(cè)數(shù)據(jù)都能被正常的發(fā)送和接收。如果主機(jī)以及主機(jī)至分線盤(pán)的線路都正常，那么主機(jī)上該方向的通道燈綠燈將亮起。
單板自環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，在分線盤(pán)上操作可以在10分鐘內(nèi)完成測(cè)試。但缺點(diǎn)是該方法實(shí)際上是在一塊通信板上測(cè)試通道自檢數(shù)據(jù)，而不能模擬整個(gè)閉塞過(guò)程，閉塞傳輸信號(hào)本身并沒(méi)有離開(kāi)主機(jī)。在現(xiàn)場(chǎng)工作的信號(hào)工可能遇到過(guò)這種情況：巡檢設(shè)備時(shí)設(shè)備的各指示燈都正常，但在車站信號(hào)員操作進(jìn)行區(qū)間閉塞時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)無(wú)法辦理，同時(shí)主機(jī)上該方向通道燈點(diǎn)亮紅燈或閃紅。在這種光電通道不穩(wěn)定的情況下，單板自環(huán)無(wú)法驗(yàn)證設(shè)備是否正常。
2.雙板自環(huán)。將兩個(gè)通道的收發(fā)分別相連，即可通過(guò)在主機(jī)上觀察該通道指示燈來(lái)判定設(shè)備是否正常。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以完整地模擬閉塞過(guò)程。在分線盤(pán)將需要的線連接后，可以將ZXJ吸起，再觀察主機(jī)指示燈。此時(shí)就相當(dāng)于信號(hào)員向區(qū)間辦理閉塞，如果主機(jī)指示正常，那么即可斷定該主機(jī)及線路正常。
雙板自環(huán)的優(yōu)點(diǎn)在于這種模擬方式得到的結(jié)果比較準(zhǔn)確，且可單獨(dú)對(duì)某一通道進(jìn)行試驗(yàn)。但缺點(diǎn)是操作復(fù)雜局限性大。在只有一個(gè)閉塞方向的車站，要進(jìn)行雙板自環(huán)時(shí)需要在主機(jī)上增裝一塊通信板，并進(jìn)行跳線設(shè)置將主機(jī)配置為兩個(gè)閉塞方向工作。而且只有一個(gè)閉塞方向的車站，通常情況下主機(jī)至分線盤(pán)的線路也只配有一個(gè)方向的8個(gè)線，需要自環(huán)時(shí)可能需要在主機(jī)C3插座上進(jìn)行，焊線時(shí)稍有不慎可能造成次生故障。
3.光路自環(huán)。光路自環(huán)用于有兩個(gè)以上閉塞方向使用光纜傳輸閉塞信號(hào)的車站。如圖2所示，在通信機(jī)械室使用光纖法蘭接口將Ⅰ方向TX和Ⅱ方向RX相連，同時(shí)將Ⅱ方向TX和Ⅰ方向RX相連。此時(shí)可直接在控制臺(tái)上進(jìn)行閉塞試驗(yàn)，并根據(jù)主機(jī)狀態(tài)和控制臺(tái)顯示來(lái)判斷設(shè)備的狀態(tài)。
光路自環(huán)這種方法不但具備雙板自環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且操作簡(jiǎn)便，在通信機(jī)械室拔插兩個(gè)插頭即可完成操作。缺點(diǎn)是局限性很大，必須在同時(shí)擁有兩個(gè)以上閉塞方向，且兩個(gè)以上閉塞方向均采用光纜傳輸?shù)能囌静趴蛇M(jìn)行。
（二）電壓法查找故障點(diǎn)
設(shè)備正常工作時(shí)，閉塞主機(jī)及閉塞光端機(jī)均會(huì)輸出一個(gè)電壓。因此在通過(guò)自環(huán)方式判定主機(jī)正常工作之后，即可在分線盤(pán)采用電壓法測(cè)試線對(duì)，判定線序是否正確、有無(wú)斷線、短路等。
要使用電壓法查找故障，首先，需要在設(shè)備完全正常的狀態(tài)下，測(cè)試主機(jī)及光端機(jī)的正常工作電壓，并將測(cè)試記錄保存，以備故障發(fā)生時(shí)做參考。其次，由于光端機(jī)和主機(jī)工作時(shí)都在輸出電壓，在分線盤(pán)測(cè)試之前，需要斷開(kāi)光端機(jī)或主機(jī)中的任意一個(gè)。
（三）電阻法查找故障點(diǎn)
該方法較為普遍，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工通常在校線時(shí)都使用這種方法。以分線盤(pán)至通信機(jī)房D-9接口這段線路為例。將兩端設(shè)備斷開(kāi)，在分線盤(pán)上將任意一對(duì)線進(jìn)行混線，使用萬(wàn)用表電阻檔在D-9接口上一一測(cè)試線對(duì)阻值，如果發(fā)現(xiàn)某一對(duì)線的阻值很小則基本可判定該線對(duì)正常。此方法也有兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，是測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng);其次，是如果事先不確定被測(cè)電纜線序，而被測(cè)電纜又存在接地、短路、斷路等情況，很容易混淆測(cè)試者的思路，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能查找出故障點(diǎn)。
三、典型故障舉例
獨(dú)石化專用鐵路轄下5站3段，有3個(gè)閉塞區(qū)間：南站—北站、北站—交接站、北站—煉油站。其中北站、交接站聯(lián)鎖設(shè)備為T(mén)YJL-Ⅱ計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（繼電執(zhí)行），閉塞均采用BBE-1型繼電半自動(dòng)閉塞光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。在運(yùn)行兩年后，電務(wù)人員發(fā)現(xiàn)交北區(qū)間半自動(dòng)閉塞設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定并逐漸出現(xiàn)閉塞不能辦理的現(xiàn)象，遂開(kāi)展故障排查工作。通過(guò)分析，確定排除光纜、主機(jī)故障的可能性。在進(jìn)一步排查中，發(fā)現(xiàn)交接站光端機(jī)電源與傳輸網(wǎng)線存在故障可能性。仔細(xì)排查后最終發(fā)現(xiàn)交北閉塞故障點(diǎn)為：
1.交接站光端機(jī)所使用的開(kāi)關(guān)電源（220V交流變5V直流）存在問(wèn)題，濾波效果不好，導(dǎo)致光端機(jī)不能正常工作。
2.施工時(shí)，使用網(wǎng)線代替通信電纜。經(jīng)查找，發(fā)現(xiàn)交接站通信機(jī)房至信號(hào)分線盤(pán)的網(wǎng)線中可能存在接續(xù)點(diǎn)，在分線盤(pán)側(cè)對(duì)綠白-綠線進(jìn)行交換之后，A通道即恢復(fù)正常。
（作者單位：新疆獨(dú)山子石化公司）
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