關于智能電源屏電路的改進

覃方志

摘要：寧局黎湛線自2006年開通2000A無絕緣軌道電路及區間自動閉塞以來，由于區間智能電源屏本身存在缺陷及外電網波動影響，時常發生區間軌道電路閃紅軌故障及區間信號機瞬間滅燈故障，既給行車安全帶來影響，同時又影響了運輸效率。為了減少類似故障的發生，電務段歷經一年時間到現場實地查找原因，經研究分析是由于外電網電源存在波動、智能電源屏存在幾處電路缺陷等原因引起，結合實際情況制定了修改智能電源屏局部電路等措施，并在現場進行了一系列的試驗工作，通過試驗最終通過修改部分智能電源電路解決了問題，取得了一定成效。

關鍵詞：智能電源屏? 存在缺陷? 修改電路? 確保安全

1 概述

2006年黎湛線自閉開通時，區間2000A設備使用了北京鼎漢技術有限公司生產的智能電源屏，型號為PZGD-8/380智能電源屏。在幾年的運用中，智能電源屏的輸出電源KZ24/KF24經常性瞬間斷電，造成區間軌道電路經常性閃紅軌情況，直接影響運輸效率與安全。據統計，黎湛線共有15個車站使用了PZGD-8/380智能電源屏，每年發生此類故障均超過20件之多，為了解決該問題，確保運輸效率與安全，我們深入現場進行了研究、試驗并制定整改方案，避免類似故障的再次發生。

2 現場調研

2.1 調閱相關故障信息

針對黎湛線區間智能電源屏電源瞬間斷電造成的故障，我們深入沿線各站對智能電源屏的監測機進行了大量的調閱分析工作，其中發現以下幾種不正常現象：

①外電網波動現象異常：在某一路電源工作時其電壓波動在上下限部位波動，造成智能電源屏進行外電源卻換且未轉換到位時，前工作電壓有恢復正常，電源屏卻換電路又反過來卻換回來原來的工作電源，造成外電源進行了兩次轉換，兩次轉換時間總和大于電源屏正常的轉換時間，引起智能電源屏輸出電源瞬間斷電。

②經調閱發現：時常有外電網一路正常轉換二路時仍有瞬間區間軌道電路閃紅問題，進一步調閱發現在外電網一路轉換二路時區間KZ24、KF24電源有瞬間斷電現象，分析電路發現區間KZ24、KF24電源在外電網一路轉完二路后，起模塊輸入端仍要進行一次轉換，造成KZ24、KF24電源在經過轉換兩次后才能正常輸出，應該是兩次的轉換時間疊加后引起KZ24、KF24電源瞬間斷電，造成區間軌道電路閃紅故障。

2.2 現場觀察

經現場觀察發現智能電源屏外電網一二路電源轉換時使用交流接觸器進行互卻時，既有電路互鎖同時也進行機械互鎖，這樣在機械設備動作不靈活時會造成一二路電源轉換時間延長，影響電源屏的輸出，造成電源屏輸出電源的瞬間斷電現象，致使區間軌道電路閃紅及區間信號機瞬間滅燈故障。

2.3 電路分析

到現場后，針對智能電源屏輸出電源瞬間掉電現象在電路上進行分析查找，從中發現該智能電路上存在以下幾種缺陷：

①智能電源屏輸出電源KZ24、KF24電源在外電網進行一二路電源轉換時其輸出電源要經過兩層的轉換才能達到條件，這樣就會造成轉換時間過長，影響電源的輸出，致使該電源有時會瞬間斷電現場。

②外電網一二路電源的連接方式為H型連接，根據鐵道部相關規定信號設備電源屏必須采用Y型連接的規定，該智能電源屏的外電網一二路電源連接方式不符合規定，在電源轉換過程中若輸出有一路電源瞬間斷電就會造成另一路電源所承受的負載過大，造成輸出電源過低無法帶動負載正常工作，影響信號設備的正常使用。

③經同廠家分析，該智能電源屏輸出電源KZ24/KF24的2475模塊內部通信有堵塞問題，若外電網兩路瞬間斷電或兩路電路轉換時，2475模塊通信出現堵塞而啟動自保模式，中斷電源KZ24/KF24的輸出;若外電網電源再次對2475模塊進行沖擊時模塊又釋放自保模式，2475模塊實現繼續輸出供電，從而造成智能電源屏輸出電源KZ24/KF24經常性瞬間斷電，造成區間軌道電路瞬間閃紅光帶故障。

3 原因分析

為了徹底解決PZGD-8/380智能電源屏輸出電源KZ24/KF24經常性瞬間斷電問題，經過我們在現場的大量調查研究，綜合各方面情況進行分析，通過分析其原因有以下幾種情況：

3.1 一二路電源機械鎖閉問題

兩路外電網電源輸入到智能電源屏時，兩路電源切換用的交流接觸繼電器的互鎖方式為機械互鎖和電路互鎖兩種;在外電網電源進行兩路電源切換時，由于機械互鎖的切換極易造成機械卡阻，這樣兩路電源的切換時間就會超過電源屏兩路電源卻換的規定時間0.15秒，這樣就會瞬間直接切斷了兩路外電網電源引起智能電源屏輸出電源KZ24/KF24經常性瞬間斷電，造成區間軌道電路經常性閃紅光帶故障。所以說兩路交流接觸器的機械互鎖方式也是造成智能電源屏輸出電源瞬間斷電的原因之一。

3.2 電源模塊通信堵塞問題

智能電源屏輸出電源KZ24/KF24的2475模塊通信有堵塞問題，若外電網兩路瞬間斷電或兩路電路轉換時，2475模塊通信出現堵塞而啟動自保模式，中斷電源KZ24/KF24的輸出;若外電網電源再次對2475模塊進行沖擊時模塊又釋放自保模式，2475模塊實現繼續輸出供電，從而造成智能電源屏輸出電源KZ24/KF24經常性瞬間斷電，造成區間軌道電路瞬間閃紅光帶故障。所以說電源KZ24/KF24的2475模塊存在通信堵塞問題也是造成智能電源屏輸出電源瞬間斷電的原因之一。

3.3 一二級電源卻換連接問題

根據鐵路相關文件規定，所有電源屏輸入兩路電源的切換系統必須采用星型系統連接，而PZGD-8/380智能電源屏外電網輸入的切換方式為H型系統連接。交流輸入切換單元采用H型切換系統，即外部輸入為兩路，經過切換系統，內部也用兩路分別給模塊供電（現益湛線采用Y型切換系統，即外部輸入兩路，經過切換系統后內部只有一路供電）。對H型系統，若系統內部其中一路斷電，則一半模塊停電，對于大負載的信號設備而言就會造成各種電源電壓的下降，甚至帶不起負載而造成信號設備無法正常運轉。所以說電源屏輸入兩路電源的切換系統采用H型系統連接也是造成智能電源屏輸出電源瞬間斷電的原因之一。

3.4 雙級卻換問題

經現場核實PZGD-8/380智能電源屏在外電網電源進行轉換時，輸出電源KZ24/KF24必須經過兩級的卻換才能保證正常輸出，這樣時有兩級轉換時間過長造成電源KZ24/KF24瞬間斷電現象，引起區間軌道電路閃紅故障。

3.5 外電網波動問題

經現場調閱監測數據及請求電力部門進行模擬試驗，可以肯定在外電網電源電壓波動在上下限數值時，智能電源屏時有進行一二路電源轉換且轉換不徹底（不到位）時會有回轉現象，這樣就會造成電源屏輸出電源瞬間斷電現象，可以說明外電網電源波動也是造成智能電源屏輸出電源瞬間斷電的原因之一。

4 初定對策及現場試驗

通過以上現場調研及原因分析，結合廠家及電務段現狀，初步制定以下措施并在現場進行試驗：

4.1 初步對策

根據現場調研情況對智能電源屏輸出電源瞬間斷電原因進行分析，得出由于以上幾種原因造成的電源斷電故障，結合各種原因及現場實際需要，初步制定以下措施進行試驗：

①對智能電源屏外電網電源一二路電源轉換使用的交流接觸器的機械互鎖方式拆除，只保留電路互鎖方式，這樣可以避免因機械互鎖造成的機械卡阻引起的電源斷電問題。

②由廠家對2475模塊存在的通信堵塞問題進行技術攻關，修改2475模塊內部電路，消除2475模塊的通信堵塞問題。

③由廠家根據鐵道部標準Y型電路進行修改H型的電源切換電路，確保一二路電源的卻換順暢。

④根據各站配置2475模塊數量的實際情況，對部分車站的2475模塊二級切換電路進行修改，確保在外電網電源進行一二路轉換時其所帶負載滿足要求，杜絕因需要二級卻換而造成的負載加大引起電源電壓下降。

⑤在2475模塊二級卻換輸入后部增加UPS電源電路，確保在外電網電源進行一二路卻換時電源KZ24/KF24有電輸出，渡過因兩級卻換造成的瞬間斷電問題。

4.2 現場試驗

根據以上調研、原因分析及初步對策，在黎湛線的其中兩個站進行了一年的試驗，通過試驗取得了良好效果，具體試驗情況如下：

①對飛鳳坡站的智能電源屏進行了兩路外電網連接方式由H型改為Y型，同時把有通信堵塞問題的2475模塊進行更換成改進后且不存在通信堵塞問題的2475模塊，再次對2475模塊二級切換電路進行修改，確保在外電網電源進行一二路轉換時其所帶負載滿足要求，杜絕因需要二級卻換而造成的負載加大引起電源電壓下降。

②對吹塘站的智能電源屏外電網電源一二路電源轉換使用的交流接觸器的機械互鎖方式拆除，只保留電路互鎖方式;同時在2475模塊二級卻換輸入后部增加UPS電源電路。

通過以上試驗，得出以下結果：一是飛鳳坡站原來每年均要發生2～3次的瞬間斷電故障，經過改變外電網的連接方式、更換2475模塊及修改2475模塊二級切換電路后，全年均沒有發生類似電源瞬間斷電故障，試驗結果是有效的;二是吹塘站原來每年均有約3次的瞬間斷電故障，經過拆除交流接觸器的機械互鎖和在2475模塊二級卻換輸入后部增加UPS電源電路后，一年來均沒有發生類似電源瞬間斷電故障的發生，試驗結果也是有效的。

5 最終措施及效果

經過現場的調研查找及原因分析，得出發生智能電源屏瞬間斷電的真實原因，并采取初步方案在現場進行了長達一年的試驗工作，最終確定整改措施并決定在全線展開整治：

①對全線15個站采取鼎漢智能電源屏的交流接觸器的機械互鎖進行拆除，只保留電路互鎖方式。

②由廠家對全線15個站的2475模塊進行更換，采取經改進型的2475模塊代替舊型的2475模塊，以解決2475模塊的通信堵塞問題。

③把全線15個站的外電網連接方式由H型修改為Y型電路，確保一二路外電源卻換的順暢。

④對其中10個站存在2475模塊配置問題的二級切換電路進行修改，確保在外電網電源進行一二路轉換時其所帶負載滿足要求，杜絕因需要二級卻換而造成的負載加大引起電源電壓下降。

⑤對全線15個站的智能電源屏在2475模塊二級卻換輸入后部增加UPS電源電路，確保在外電網電源進行一二路卻換時電源KZ24/KF24有電輸出，渡過因兩級卻換造成的瞬間斷電問題。

以往每年黎湛線均要發生約20件的瞬間斷電故障，在經過以上整改措施后，全線智能電源屏設備在歷經半年的運行中沒有再發生類似瞬間斷電故障的發生，整治效果是有效、良好的。

參考文獻：

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