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铁路信号控制系统防雷解析
点击次数:3510 发布时间:2010-01-22

铁路信号系统,结构庞大,设备众多,用以实现其强大的功能。例如:驼峰设备、道口设备、闭塞设备、联锁设备、控制台、道岔转辙设备、信号机、信号表示器等;
联锁系统:信号机、道岔、值班人员的联动和相互锁闭关联的机制(用电气方法通过信号楼内的控制台操纵车站内的色灯信号机和电动转辙机,使信号机、进路和道岔实现联锁并能监督列车运行和线路占用情况)
驼峰
调车系统(编组站自动化)
1、快速转辙机
2、车辆减诉器(缓行器)
3、雷达测速
4、驼峰测长(轨道电路测长:音频测长、计算机测长、)
5、驼峰测重(重量传感器)
6、车轮传感器(计轴/踏板)
7、驼峰溜放 进路和溜放速度控制设备
8、驼峰自动控制系统
推峰机车遥控
CTC(调度集中)和TDCS系统(列车调度指挥系统)(单独组网,铁路内部自成系统)
CTC(调度集中):从TDCS系统获取所需现场信号、联锁、闭塞设备信息,对车站设备实施实时控制。(组成:调度集中指挥中心系统—调度集中分机子系统)
THDS:即红外线轴温探测系统配套故障跟踪装置,主要就是在现有红外线轴温探测系统中加装车号智能跟踪设备。
以前的红外线系统不能识别车次、车号,只能根据通过时间和辆位来判断故障车辆,容易出现扣错车的情况,加装车号装置后,就能够通过车次、车号信息来进行热轴跟踪、预报,实现了预报,保证了车辆的运行安全。
工作过程:列车经过开机磁钢后,系统打开天线和保护门,退出校零状态,自动作好检测准备,当列车经过2、3#磁钢时,自动计轴计距、采集轴温和车号信息,当列车经过3#磁钢一定时间后,系统自动关闭保护门、天线,进入校零状态,并进行车速计算、幅值计算、计辆、车号匹配、生成过车报文等数据处理。
TADS:即货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统,是采用声学技术和计算机技术,对运行列车的滚动轴承故障进行在线、早期诊断预报,确保行车安全。
系统采用轨边声学诊断技术,对运行列车的货车轴承的振动声音信号进行采集分析,建立复杂的数据模型,判断轴承内套、外套、滚柱等故障并分级预报,从而在车辆轴承故障还没有发展为热轴前就能诊断出故障,做到轴承故障早期发现、早期预报,将车辆轴承故障的防范关口提前一个阶段。同时通过建立轴承的趋势数据库,可以全面动态掌握轴承的运行使用状况,为轴承从定期修过渡到状态修提供依据,使车辆检修更为科学化。
目前能够自动识别出滚子、内套、外套的裂纹、剥离、磨损及腐蚀等故障。全路共有哈科所和502所两家单位研制生产,但关键技术分别是美国和澳大利亚的。
TFDS:即货车运行故障动态图像检测系统,主要采用高速摄像、计算机、图像模式识别等技术,通过采集运行中的列车图像、轴距、速度等相关数据送入计算机进行分析和处理,判断出列车车种车型,并与标准库中的标准样图进行拟合,筛选出需要的车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像,以一车一档的方式在终端计算机中显示。
目前主要在列检所设立TFDS系统,采用人机结合方式,发现并处理车辆的转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等关键部位及其零配件有无缺损、断裂、丢失等故障,实现车辆运用技术检查由“人检人修”方式向“机检人修”方式的转变,起到保障列车行车安全,减轻现场作业劳动强度和提高运输效率的目的。
但该系统只能自动发现少数故障,大部分故障需要人工发现,智能化程度还有待提高。
TPDS:即车辆运行状态地面安全监测系统,利用轨道检测平台,对货车运行安全指标进行动态检测,重点检测货车运行安全指标脱轨系数、轮重减载率,并检测车轮踏面擦伤、剥离以及货物超载、偏载等危及行车安全的情况。
TCDS:即客车运行安全监控系统,对列车运行中危及行车安全的主要设备(供电系统、空调系统、车下电源、车门、烟火报警、轴温报警器、防滑器、制动系统、车体、转向架动力学性能、轮对状态等)通过GPRS通信设备实现远程监控;并通过车上GPS装置实时监控列车的运行位置及速度;车辆到站后通过无线局域网(WLAN),自动下载数据,并通过地面专家系统进行数据统计、分析车辆各设备的性能,定位故障指导维修,消除安全隐患。
DMIS:调度指挥管理信息系统;我国铁路运输调度指挥管理是以行车调度为核心,实行铁道部、铁路局、铁路分局三级调度管理的体制。为适应现行的调度管理体制,并考虑到长远发展,铁道部调度指挥管理信息系统(DMIS)设计为四层网络体系结构。
TMIS-铁路运输管理信息系统(Transportation Management Information System)。
铁路运输管理信息系统(TMIS)主要包括确报、货票、运输计划、车辆、编组站、货运站、区段站、分局调度、货车实时追踪、机车实时追踪、集装箱实时追踪、日常运输统计、现在车及车流推算、军交运输等子系统。
防护措施:
铁路信号设备专用防雷保安器必须符合被保护信号设备的特定要求。并与被保护信号设备的绝缘耐压匹配。防雷保安器接入信号系统后,不允许改变原信号系统的性能,不允许影响被防护设备的工作;受雷电电磁脉冲干扰时,应保证信号设备不出现危机行车安全的后果。
信号设备用的防雷器
1)铁路信号专用设备的防雷保安器:轨道电路、驼峰、信号机、道岔、信号点灯、道岔表示、道岔启动
2)计算机通道防雷保安器:驼峰测量设备、调度集中、调度监督、驼峰机车遥控设备
对于计算机通道防雷保安器:室内数据传输线长度大于50-100m时,可在一端设备接口处设置防雷保安器;大于100m时,宜在两端设备接口处设置防雷保安器。
 l  室内采集、驱动信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA,限制电压不大于60V,信号衰耗不大于0.5db。
 l  室内视频信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA,限制电压不大于10V,信号衰耗不大于0.5db。
 l  室内RS232 、RS422、RJ45、G.703 /V.35等通信接口信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA,限制电压不大于40V,信号衰耗不大于0.5db。
? 安装于室外的电子设备宜在缆线终端入口处设置防雷保安器。
铁路信号系统的防护应在信号传输线路两端\\LPZ0区和LPZ1区的界面处\\信号机房设备及终端终设备端口处均应加装电涌保护器。通信传输线防雷保安器接地端子与保护地线间的连接线应采用截面积 1.5 mm2~4 mm2的铜芯导线。
铁路信号系统设备根据其传输特性不同,为方便规范对雷电安全防护设备的选取,分为以下几类:
1、 信号设备机房的电源;
2、 与室外信号传输线相连的信号设备;
3、 室内采集、驱动信号传输线;
4、 室内视频信号传输线;
5、 室内计算机数据通信接口信号传输线;
6、 室外信号设备电源;
7、 室外信号设备信号传输线;
具体措施1:在6/12/24/48/90/170V接线端子式信号(负载电流500mA)线路设备端口处串联安装SC-E系列电涌保护器,共N套。
具体措施2:在12/24/48V接线端子式信号(负载电流1.)线路设备端口处串联安装SC-P系列电涌保护器,共N套。
具体措施3:在120/200V接线端子式信号(负载电流10A)线路设备端口处串联安装SC-D系列电涌保护器,
共N套。
具体措施4:在RJ45网络信号线路设备端口处串联安装RJ45S-1E电涌保护器,共N套。
具体措施5:在RJ45信号线路设备端口处串联安装RJ45-/2L电涌保护器,共N套。
具体措施6:在天馈信号线路设备端口处串联安装CT系列天馈信号电涌保护器,共N套。
具体措施7:在同轴通讯信号线路设备端口处串联安装Coax/TV-B电涌保护器,共N套。
5-2-3:等电位及接地
为保证信号系统设备的整体防护效果,要求信号设备机房有良好的保护地线PE。采用共用接地系统的信号设备机房,其接地电阻值应小于4欧姆。单独设置防雷保护地时,其接地电阻值应小于10欧姆;信号系统设备含计算机设备时,其接地电阻值应小于4欧姆。
采用共用接地系统的信号设备机房,应将电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、信号设备工作地、防静电接地、金属屏蔽电缆外层、保护地及防备保安器接地端子等以zui短的距离分别就近接到等电位接地排上。
单独设置避雷针的信号设备机房建筑物,避雷针引下线在地网上的引接点和等电位接地排与地网之间的连线引接点,应相距10m~15m,条件不允许时也不应小于5m。该接地引入线长度不宜超过30 m.采用40 mmX4mm镀锌扁钢或不小于95 mm2的多股铜线。接地引入线应作防腐、绝缘处理,并不允许接近地下金属管线和水沟。裸露在地面上的部分,应有防止机械损伤的措施。
未采用共用地接地系统的信号设备机房,为防止地电位反击,保护地线不应与建筑物避雷针、避雷带接地共用同一接地体,并要求信号设备保护地线PE的接地体与避雷针、避雷带的接地体之间距离大于20m;不能满足20m时,要采用绝缘电线引人。在室内任何地方,保护地线不得与电力系统的中性线连接。
信号设备机房需要另设保护地线PE时,接地材料的选择,要充分考虑其导电性、热稳定性、耐腐蚀性和承受电流的能力。一般宜采用热镀锌钢材、铜材及其他新型材料。采用热镀锌钢材时规格要求如下:
钢管50mm,壁厚应不小于35mm;
角钢 应不小于50 mm x 50 mm x 5 mm;
扁钢 应不小于 40 mm X 4 mm。
严禁用裸铝线作接地材料。
垂直接地体长度一般为1.5m~2.5m;接地体之间距离一般为接地体长度的1.5~2倍。当垂直接地体埋设有困难时,可设多根环形水平接地体,其彼此间隔可为 1m~1.5 m.且应每隔 3 m相互焊接连通一次。接地体埋深为上端距地面不小于0.7m;在寒冷地区,接地体应埋设在冻土层以下。
机房内环形接地排宜采用铜材做成排状,铜排长度由出线数决定,厚度不小于4mm,宽度不小于25 mm,在距地面0.3m处墙上明装。机房环形接地排与接地体间的接引线,应采用有绝缘外护套的铜导线,其截面积应不小于 40mm2。机房环形接地排接至电源防雷保安器的接地线,应采用有绝缘外护套的铜导线,其截面积应不小于4mm2。接至通道防雷保安器的接地线,其截面积应不小于 1.5 mm2。接地体与接地线连接应用电焊或气焊,焊接处应涂沥青防腐。
接地电阻值难以达到要求时,可采取换土、添加降阻剂、外引等方式加以改善,但外引长度不应超过30m。外引材料为镀锌扁钢时,其截面积应不小于40mmX 4mm。

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