道岔融雪控制系統的多種控制模式

閆昌貴

道岔融雪控制系統的多種控制模式

閆昌貴

融雪系統作為道岔輔助工具，運用廣泛。系統控制模式多樣化，對于現場營運具有可選擇性，在日常維護和使用過程中體現出多種控制模式的必要性。

道岔融雪;控制模式;必要性

太原電務段管內車站屬于北方地區，冬季的冰凍雨雪天氣常常給道岔運轉造成事故隱患，以往只有通過人工除冰、除雪來克服。為保證雪后道岔設備正常運行及減少人工掃雪的工作量，在太原東站、太原站首先引入了道岔融雪裝置，來緩解因雨雪造成的影響，根據一段時間的監控，道岔融雪裝置達到預期的效果。下面對段管內道岔融雪裝置進行簡單介紹。

1 系統概述

電加熱道岔融雪系統設備是道岔轉轍設備的基本組成部分之一，尤其是客專線路，更是不可或缺的行車安全保障設備。當發生降雪或溫度變化時，系統可自動或人工啟動電加熱融雪電路。為保障降雪天氣鐵路運輸的暢通、安全、可靠運行，起到至關重要的作用。道岔融雪設備的基本任務是:保證降雪天氣道岔設備正常轉換、保證鐵路運輸暢通;保證融雪效果，盡可能減少人工除雪的時間;同時盡可能地減少電力資源的消耗。

2 系統工作原理

2.1 使用環境

1.周圍空氣溫度:室外為－40℃～+70℃。

2.周圍空氣相對濕度:室外不大于95% (25℃)。

3.大氣壓力不低于51.22 kPa(相當于海拔高度5400 m以下)。

4.周圍介質中無導電性塵埃，無腐蝕金屬、破壞絕緣和引起爆炸危險的有害氣體。

2.2 設備組成

設備組成主要有控制柜、變壓器箱、加熱元件、接線盒和電纜等。一個控制柜平均能控制8組道岔的加熱。如果道岔多于8組但少于16組，則需一個主導控制柜和一個輔助控制柜。操作者可以通過控制柜面板上的人機界面和開關對控制柜進行監視和控制。

控制柜設有8個分支回路，可以分別為8組加熱回路進行加熱。分支回路由空氣斷路器、漏電開關及交流接觸器組成，用來實施短路、過載、漏電保護以及分支回路的開斷控制等功能。控制柜設有控制模式轉換開關，該開關是帶零位的三位開關，由人工設定，可分別給定自動、手動和閉鎖模式。

電加熱元件是道岔融雪系統的關鍵件，它安裝在基本軌內側或滑床板邊，用于對道岔加熱除雪。電加熱元件截面為扁平狀，和鋼軌、滑床板等接觸面為平面。為適應不同安裝位置要求，電加熱元件有直型和L型等規格，直型電加熱元件安裝位置如圖1所示，用專用的彈性鋼卡將其固定在基本軌內側軌腰下部;L型電加熱元件安裝位置如圖2所示，用螺絲將其固定在滑床臺兩邊。

2.3 工作原理

電氣控制柜的安裝根據室內或室外不同的地點，分為集中供電和分散供電，從節約能源及現場情況方面考慮一般采用分散供電。下面介紹分散供電式原理。

采用分散式電氣控制柜供電，可以臨近道岔安裝，目的是保證輸送動力電源，最大限度地節省電力電纜及降低衰耗，露天安裝柜體按要求可靠接地。分散供電方式的電力是從接觸網取電，采取就近從接觸網取電經變壓后輸送給電氣控制柜的方式(一般在道岔集中的區域設置一臺電力變壓器)。輸給電氣控制柜的動力電源的規格為AC440V、50 Hz，中間帶AC 220 V接地抽頭，并將該地線提供給電氣控制柜。

每個電氣控制柜配置一個軌溫傳感器、雨雪傳感器和環境傳感器。其工作原理為:正常情況下，系統工作均為自動模式。當溫度降到門限值時，雨雪傳感器采集到降雪信息和鐵軌溫度信息后自動啟動加熱并實時檢測道岔的加熱溫升情況，當道岔加熱到可滿足融雪條件的溫度時，系統自動關閉加熱電路。雨雪傳感器和環境傳感器作為系統監測使用，真實記錄實時的環境溫度及雨雪情況，采集的數據作為機柜參數便于比較校核。

3 系統控制模式

融雪系統設有自動、人工和應急3種控制模式，可由人工設定。

在自動控制模式下，加熱電路處于自動加熱狀態。道岔融雪系統按照設定的“啟動”溫度和“停止”溫度運行，當軌溫傳感器采集的鋼軌溫度低于設定的“啟動”溫度時，8個控制回路逐路接通;當軌溫傳感器采集的鋼軌溫度高于設定的“停止”溫度時，再延時加熱3 min后，8個控制回路逐路關閉;當軌溫傳感器采集的鋼軌溫度處于“啟動”和“停止”溫度之間時，維持加熱狀態。“啟動”和“停止”溫度出廠時設定為16℃和30℃。

在人工控制模式下，道岔融雪系統8個控制回路按照4路－4路方式(其中延時1～2 s)接通，加熱電路一直處于加熱狀態。

在應急模式下，道岔融雪系統8個控制回路一次性接通，加熱電路一直處于加熱狀態。

4 設置成3種控制模式的必要性

1.自動模式。在追求節能減排、節能降耗、綠色環保的今天，道岔融雪系統自動模式是最能體現時代要求的一種控制模式。作為道岔融雪控制系統的主要日常工作模式，其系統的啟動/停止可以采用完全自動的方式啟停。當啟動后，系統由室外設備采集的鋼軌溫度所控制，在設定的溫度(16～30℃)范圍內，自動完成系統啟停，既能滿足道岔融雪的要求，保證道岔轉換設備的正常運作，保證行車暢通，又能最大程度地節約道岔融雪設備的能源消耗。

2.人工模式。由于道岔融雪設備的鋼軌溫度采集設備，只在室外融雪控制柜最近的道岔設置，道岔類型、軌型的不同，一個控制柜所控道岔鋼軌溫度會出現不一致的情況，可能導致某一組道岔轉換不正常的情況，人工模式就可以對該道岔所屬控制柜進行單獨加熱，直至該道岔運行良好。此模式既避免了因自動模式溫度采集不具完全代表性而造成的道岔轉換故障，又能在解決故障的時候不會使別的控制柜無謂運行。既保證了道岔融雪效果，又最大限度地節能減排。

3.應急模式。應急控制模式是整個道岔融雪系統正常運行的有效補充方式。道岔融雪控制系統正常運行的基礎，是融雪控制系統工作正常。一旦融雪控制系統出現故障，整個系統無法正常工作，進而不能正常進行融雪，危及到行車效率和安全。采用應急控制模式時，把融雪的電腦控制系統甩開，直接啟動各控制柜進行加熱，使道岔融雪設備依然可以進行融雪工作，保證行車暢通和安全。采用這種方式會增加能耗，但減少了人工除雪的時間，仍能保證運輸暢通。

由上述分析可見，道岔融雪系統設置多種控制模式是非常必要的。一是更好地保證道岔融雪設備的融雪效果，保證了道岔轉換設備的正常工作;二是盡可能減少能源消耗和人工除雪時間;三是設備有更多使用方式的選擇，使得道岔融雪設備能夠發揮最大的效能，減少了設備故障給行車暢通帶來的干擾。

5 總結

道岔融雪系統是在吸收國外道岔融雪系統成熟技術和經驗基礎上研發的新產品，在使用實踐中發現還有一些需要改進的地方。春季將控制柜的電源斷開，保證節約能源。到冬季時把電源合閘。當電源供電不足時，不能實現小范圍控制，增加了人為操作的工作量，針對以上發現的幾點問題，設想了一些解決方案。

1.針對春季斷電冬季合閘的思路，可以在系統控制環節增加溫度傳感器和濕度(雨雪)傳感器，這樣就可以在反季節天氣變化的情況下完成自動合閘、斷閘的智能化控制。

2.針對電源供電不足時，我們可以增加一個延時送電裝置，結合道岔使用順序對將要使用的道岔進行優先送電，這樣就能提高融雪裝置的工作效率。建議設備生產廠家進行相應的設計，測試可實施性，做好系統的優化工作，使設備更科學、更人性化，降低設備對運輸暢通的影響，提高設備的工作效率，減少其資源使用量，更好地保障行車安全。

［1］沈代軍，馬繼紅．淺談道岔融雪系統［J］．鐵道通信信號，2010(09)．

［2］鐘愛萍．淺談鐵路信號綜合防雷施工［J］．工程科技，2009(2)．

［3］中華人民共和國鐵道部．TB 10419－2003，J289－2004.鐵路信號工程施工質量驗收標準［S］．

［4］中華人民共和國鐵道部．科技運［2008］36號.電加熱道岔融雪系統設備暫行技術條件［S］．

As one kind of auxiliary tools，the switch snow melting systems are widely used．Due to the diversification of system controlmodes，the selectivity is available for field operations and multiple controllingmodes are required in the process of dailymaintenance and operation．

Switch snow-melting;Controlmode;Necessity

閆昌貴:大秦鐵路股份有限公司太原電務段工程師030600太原

2012-02-21

(責任編輯:張利)