全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)道岔控制切換方案

張蓓蓓

摘 要：道岔全電子控制和繼電控制并行驅(qū)動(dòng)切換方案，聯(lián)鎖配置全電子聯(lián)鎖電子執(zhí)行單元和傳統(tǒng)繼電電路道岔控制采集/驅(qū)動(dòng)板卡。傳統(tǒng)繼電電路道岔控制時(shí)，同時(shí)配置相應(yīng)的接口柜、組合柜和安全型繼電器。兩種驅(qū)動(dòng)方式通過(guò)倒切開關(guān)控制盤進(jìn)行并接處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔全電子控制模式和繼電控制模式的切換。

關(guān)鍵詞：全電子聯(lián)鎖;繼電控制;道岔切換

0 引言

全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中大部分繼電器，將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中控制信號(hào)機(jī)和轉(zhuǎn)轍機(jī)的驅(qū)采板卡和繼電器集成為全電子執(zhí)行單元。由電子執(zhí)行單元直接控制室外信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)，完成了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的末級(jí)控制和采集功能，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

從2010年開始國(guó)內(nèi)的信號(hào)廠家就開始了全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的開發(fā)，其產(chǎn)品從廠礦鐵路、地方鐵路、有軌電車、地鐵逐步得到實(shí)際應(yīng)用。

由于全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)在地鐵正線的應(yīng)用尚處于早期，雖說(shuō)雙系電子執(zhí)行單元故障的概率比較小，但由于沒(méi)有大量的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)支撐，為消除電子執(zhí)行單元故障影響道岔動(dòng)作的顧慮，可在道岔動(dòng)作比較頻繁的折返站選擇采用道岔全電子控制和繼電控制并行驅(qū)動(dòng)切換方案。系統(tǒng)正常由全電子方式控制道岔，當(dāng)出現(xiàn)雙系電子執(zhí)行單元故障時(shí)可切換至傳統(tǒng)繼電控制道岔，以降低對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。

1 總體方案

1.1 方案概述

聯(lián)鎖機(jī)柜配置全電子聯(lián)鎖電子執(zhí)行單元和傳統(tǒng)繼電電路道岔控制采集/驅(qū)動(dòng)板卡。傳統(tǒng)繼電電路道岔控制時(shí)，同時(shí)配置相應(yīng)的接口柜、組合柜和安全型繼電器。兩種驅(qū)動(dòng)方式通過(guò)倒切開關(guān)控制盤進(jìn)行并接處理。倒切開關(guān)控制盤以組合的形式設(shè)置于接口柜內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔全電子控制模式和繼電控制模式的切換。

同時(shí)設(shè)置兩個(gè)控制模式繼電器（全電子控制繼電器和繼電控制繼電器），一個(gè)集中站內(nèi)所有倒切開關(guān)轉(zhuǎn)到全電子控制模式時(shí)，全電子控制繼電器吸起。所有切換開關(guān)轉(zhuǎn)到繼電控制模式時(shí)，繼電控制繼電器吸起。

聯(lián)鎖采集全電子控制繼電器和繼電控制繼電器狀態(tài)：

（1）當(dāng)全電子控制繼電器吸起，且繼電控制繼電器落下時(shí)，聯(lián)鎖判斷道岔處在全電子控制模式，聯(lián)鎖通過(guò)電子執(zhí)行單元控制道岔動(dòng)作和采集道岔表示。

（2）當(dāng)繼電控制繼電器吸起，且全電子控制繼電器落下，聯(lián)鎖判斷道岔處在繼電控制模式，聯(lián)鎖通過(guò)繼電電路控制道岔動(dòng)作和采集道岔表示。

（3）故障情況下，當(dāng)全電子控制繼電器和繼電控制繼電器均落下時(shí)，聯(lián)鎖保持當(dāng)前控制模式并報(bào)警。

（4）故障情況下，當(dāng)全電子控制繼電器和繼電控制繼電器均吸起時(shí)，聯(lián)鎖切斷道岔控制的輸出并報(bào)警。

1.2 硬件設(shè)計(jì)

道岔全電子控制和繼電控制的切換通過(guò)接口柜內(nèi)倒切層的倒切開關(guān)控制盤實(shí)現(xiàn)，切換示意圖見圖1。

道岔全電子控制（紅色字體為切換新增）：聯(lián)鎖機(jī)柜（電子執(zhí)行單元）→接口柜（倒切開關(guān)控制盤）→分線柜→室外轉(zhuǎn)轍機(jī)。

道岔繼電控制（紅色字體為切換新增）：聯(lián)鎖機(jī)柜（驅(qū)動(dòng)/采集板卡）→接口柜（接口層）→組合柜→接口柜（倒切開關(guān)控制盤）→分線柜→室外轉(zhuǎn)轍機(jī)。

道岔全電子控制A/B系各輸出五根線纜（紅色線、綠色線）直接接入到倒切開關(guān)控制盤上的接線端子，通過(guò)接線端子直接對(duì)A、B兩系輸出進(jìn)行并接處理，該過(guò)程不需要經(jīng)過(guò)切換開關(guān)。

道岔繼電控制先經(jīng)過(guò)接口柜接口層輸出到組合柜，再由組合柜輸出五根線纜（紫色線）到接口柜倒切開關(guān)控制盤。

道岔全電子板輸出的五根線纜（黑色線）和組合柜輸出的五根線纜（紫色線），通過(guò)接口柜倒切開關(guān)后輸出五根線纜（藍(lán)色線），再通過(guò)分線柜連接室外設(shè)備。

1.3 倒切開關(guān)說(shuō)明

采用在大鐵及地鐵行業(yè)廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行倒切。倒切開關(guān)分為兩檔（全電子模式、繼電模式），轉(zhuǎn)換開關(guān)帶綠色和黃色兩個(gè)指示燈（全電子控制指示燈綠色、繼電控制指示燈黃色）。

倒切開關(guān)可選用Kraus&Naimer品牌的CA10B-WAA376型號(hào)開關(guān)，開關(guān)觸頭最大為12節(jié)。將其中第11節(jié)觸頭用于轉(zhuǎn)換開關(guān)當(dāng)前狀態(tài)確認(rèn)（開關(guān)分別接通全電子控制繼電器和繼電控制繼電器），第12節(jié)用于轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)指示燈用，1個(gè)倒切開關(guān)最多可以切換10組線纜。扳動(dòng)倒切開關(guān)上的旋鈕進(jìn)行倒切。每個(gè)倒切開關(guān)控制盤最多安裝2個(gè)倒切開關(guān)。地鐵正線一般采用三相交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、雙機(jī)牽引。1個(gè)倒切開關(guān)可以切換2臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)，即1個(gè)倒切開關(guān)對(duì)應(yīng)1組道岔。假設(shè)一個(gè)集中站有6組道岔實(shí)施切換控制，1個(gè)倒切開關(guān)控制盤有2個(gè)倒切開關(guān)，那么只需要設(shè)3個(gè)倒切開關(guān)控制盤（圖3）。

倒切開關(guān)節(jié)點(diǎn)由一根通軸控制整個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)統(tǒng)一的閉合或斷開，倒切開關(guān)節(jié)點(diǎn)前端安裝有固定框、指示面板、手柄。手柄插入到通軸上（螺絲固定），扳動(dòng)手柄進(jìn)行倒切。

倒切開關(guān)電氣數(shù)據(jù)說(shuō)明如下：

（1）開關(guān)額定容量：AC690 V/20 A。

（2）額定瞬時(shí)耐受電流：280 A。

（3）最小電流/電壓：20 V/5 MA。

（4）最大連接導(dǎo)線截面積：2×2.5 mm2（雙股軟線）。

（5）開關(guān)前端防護(hù)等級(jí)：IP40。

（6）存儲(chǔ)溫度：-40℃～85℃。

（7）工作溫度：-25℃～55℃。

（8）機(jī)械壽命：500萬(wàn)次。

轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作電流均值一般為2 A～2.5 A，峰值一般為6 A左右。一個(gè)開關(guān)可以控制倒切兩個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)，倒切開關(guān)的額定容量20 A，可以滿足接點(diǎn)通流量的要求。

1.4 界面顯示

聯(lián)鎖界面上設(shè)置一個(gè)道岔控制表示燈，顯示當(dāng)前道岔控制模式。當(dāng)?shù)啦硖幵谌娮涌刂颇Ｊ綍r(shí)，表示燈顯示穩(wěn)定綠色。當(dāng)?shù)啦硖幵诶^電控制模式時(shí)，表示燈顯示穩(wěn)定黃色。當(dāng)?shù)啦砑炔辉谌娮涌刂颇Ｊ揭膊辉诶^電控制模式時(shí)，HMI顯示道岔控制模式報(bào)警，表示燈顯示紅色閃爍。

2 切換管理機(jī)制

切換時(shí)需確保倒切層內(nèi)所有開關(guān)同時(shí)切換至“全電子控制模式”，或同時(shí)切換至“繼電控制模式”。系統(tǒng)不支持一個(gè)集中站內(nèi)實(shí)施切換控制的道岔一部分采用全電子控制，一部分采用繼電控制。若出現(xiàn)一部分開關(guān)在“全電子控制模式”，一部分開關(guān)在“繼電控制模式”，會(huì)出現(xiàn)道岔驅(qū)動(dòng)采集不可用的狀態(tài)。在切換過(guò)程中，若出現(xiàn)一個(gè)開關(guān)故障，切換不過(guò)去時(shí)，需將已切換的開關(guān)旋轉(zhuǎn)回去，確保所有開關(guān)都在同一個(gè)模式。

切換過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)道岔失表狀態(tài)，在切換完成后，單操道岔恢復(fù)道岔定位和反位表示。應(yīng)確保不在轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作過(guò)程中進(jìn)行道岔控制切換的操作。

倒切設(shè)備鑰匙（接口柜）需由運(yùn)營(yíng)人員統(tǒng)一管理，對(duì)倒切開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行人工確認(rèn)和登記。倒切設(shè)備需進(jìn)行定期維護(hù)檢查。確保倒切開關(guān)處于正常可用狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具備緊湊、體積小、施工簡(jiǎn)便、監(jiān)控功能完備、故障指示到位、現(xiàn)場(chǎng)少維護(hù)的特點(diǎn)，其大幅度提高了聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性及智能化程度，滿足了我國(guó)鐵路運(yùn)行的高安全性、高可靠性的要求。希望道岔控制的切換方案能加快全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在正線地鐵上的應(yīng)用推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]地鐵倒切開關(guān)柜技術(shù)說(shuō)明-V1.1 2019：2-5.