淺談地鐵道岔融雪系統和施工

樊福軍

摘 要：該文介紹我國道岔融雪工程道岔融雪設備應用現狀， 對新型電加熱道岔融雪系統的組成、配置、功能以及工作原理進行了分析， 并通過實例介紹該系統在北京地鐵的應用情況。

關鍵詞：道岔 融雪 傳感器 調測

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-02

隨著國內地鐵大量建設和鐵路系統自動化水平的提高，地鐵運行對地鐵信號及其輔助系統的功能和要求也越來越高。道岔作為地鐵信號的關鍵設備，其軌尖密貼情況直接影響到地鐵運行安全。在我國部分區域，一到冬天就會出現道岔存在著積雪的問題，將直接導致道岔不能密貼，將會給鐵路運輸帶來極大的安全隱患問題。但直到現在還是人工進行清理道岔積雪工作，管理及人工費用比較高，而且嚴重威脅車輛運行及人員安全，已經無法適應現代地鐵快速、安全、正點運行的要求。因此研究一套能夠有效融化積雪、自動化程度較高的道岔融雪設備必須要棘手的事情。

1 融雪系統組成（北京地鐵道岔融雪工程）

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，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。電加熱道岔融雪系統的構成框圖如圖下所示，它由車站控制終端、電氣控制柜、軌溫傳感器、隔離變壓器、接線盒、電加熱元件、連接線纜和信息通道等組成。

圖1 電加熱道岔融雪系統構成框圖

1.1 系統工作原理

電氣控制柜分散安裝在需加熱的道岔旁，動力電源分別送至各電氣控制柜。

電氣控制柜的輸出動力電源通過電力電纜送至隔離變壓器。

車站控制終端安裝在車站綜控室內，配有觸屏電腦，用來設置相關參數，實現本地控制，便于值班員根據降雪情況自動開啟和關閉道岔加熱電路，融化道岔積雪。

每個電氣控制柜配置一個軌溫傳感器，雪天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，當溫度降到門限值時再自動啟動加熱。

在沒有特出情況的時候，系統工作都處在自動模式，傳感器采集到鋼軌溫度信息后，將信息傳送到電氣控制柜，控制柜把采集到的信息與系統預先設定“門限”（16-25 ℃）值進行比較：當低于系統所設定的“門限”值時，系統將自動啟動預設的加熱方案，對需要加熱的道岔進行加熱；當加熱到符合停止加熱的條件時，系統將自動切斷加熱；當遇到緊急情況時車站控制終端可以實現手動加熱控制。

自動控制和手動控制等功能齊全的電加熱道岔融雪系統。如果去掉車站控制終端，同時電氣控制柜保留必要的自檢、絕緣測試等功能，此時系統變為“手動電加熱道岔融雪系統”，手動設備需要使用人員在各個控制柜上進行人工操作。

1.2 道岔加熱控制

通過控制終端操作，根據實際需要可以對每組道岔單獨加熱，也可以同時給所有控制道岔共同加熱。

1.3 故障的診斷和使用安全

故障診斷、報警實時高效。控制軟件可采集控制柜和回路的多種報警信息，實時性高，界面顯示一目了然，并在有故障時可發出語音報警信息。

安全的操作權限控制。系統具有嚴格、安全的分級授權控制功能，不同權限的人員有不同的操作權限。管理者設定操作權限后，可有效地保證操作的權威性和安全性，避免違章和非法操作。

2 現場使用情況

北京地鐵融雪一、二期均采用電加熱道岔融雪系統。經過2年多運行，加熱效果良好。

（1）電加熱道岔融雪系統具有加熱速度快，熱效率高，融雪效果好等特點。

（2）監測數據完整，控制、故障報警和保護功能完善。

（3）控制監測使用計算機技術，智能化程度高。

（4）系統操作簡單。

（5）具有使用安全、可靠，性能穩定，便于維修等優點。

（6）基于對軌道電路和人身安全的考慮，加熱融雪電路采用隔離變壓器進行隔離。

（7）系統具有良好的電磁兼容性，在電磁干擾嚴重的環境中能可靠工作。

（8）系統具有過壓、過流保護，漏電保護及電磁脈沖防護措施，同時不對其它設備產生干擾。

3 北京地鐵道岔融雪系統施工

北京地鐵加裝道岔融雪系統工程主要采用電加熱式，加熱條從德國引進。控制柜、控制終端、隔離變壓器等主要設備由國內生產。

北京地鐵加裝道岔融雪系統工程主要安裝在運營正線主要道岔和進出車輛段重點道岔。

當控制柜，控制終端，隔離變壓器，電力纜，信號纜，加熱條等分部安裝完成，具備送電條件后進行設備調試工作。

3.1 現場系統調測

設備安裝完成后進行加電調試。每個站的全套融雪設備已在工廠里完成系統的基本功能仿真測試。現場主要測試如下內容。

當電加熱融雪系統處于正常工作時，觀察系統在正常工作狀態下的實時測試數據、工作狀態以及各種記錄數據。還需要手動操作部分融雪設備進行故障模擬實驗，用以觀察融雪設備故障信息處理、報警和歷史數據的保存等。

需要驗證的故障有：通信故障、電源斷電、缺相報警、電路故障、控制柜開門報警、溫度傳感器故障。

3.2 施工注意問題

電纜工程：施工前認真核對電纜規格、型號，敷設前進行絕緣測試，合格后人工敷設注意電纜彎曲半徑，不能扭曲損壞電纜。托架敷設電纜要排列整齊，防止交叉混亂。電纜進入設備間管口用防火泥封堵。電纜進控制柜下部進行防火泥封堵。

設備安裝：電氣控制柜、控制終端及隔離變壓器在運輸、搬運過程中要保持完好無損，無變形。隔離變壓器、電氣控制柜安裝位置便于維修，基礎埋設牢固，滿足限界要求。施工過程中要防止設備進潮影響使用。軌溫傳感器安裝在離控制柜最近一組道岔，安裝在基本軌軌底，距岔尖2～3 m，用專用卡具固定。

加熱條為扁平狀，將加熱條安裝在道岔尖軌（心軌）段基本軌內側軌腰部位，采用配套專用卡具固定（根據業主要求用卡具或軌腰打眼固定加熱條），安裝前對鋼軌加熱部位除銹除垢。加熱條安裝要根據道岔尖軌類型配合安裝，特殊的需要現場量身定制。設備外露電纜部分都需要加防護膠管或波紋管。

4 結語

新型電加熱道岔融雪系統是一種技術先進的冬季道岔融雪系統，運行費用較低，特別適合于鐵路、地鐵、高鐵沿線人員不便清掃的道岔，為鐵路的提速和安全正點運行提供了道岔融雪解決方案。