駝峰雷達測速裝置維護淺析＊

吳建軍，黃鶯

駝峰雷達測速裝置維護淺析＊

吳建軍，黃鶯

（柳州鐵道職業技術學院，廣西 柳州 545000）

駝峰雷達測速裝置是利用多普勒效應的工作原理開發的一種測速雷達，在半制動和全自動化駝峰控制系統中廣泛應用。根據測速設備故障發生的主要幾個因素，通過案例分析故障發生的原因，研究出解決問題的方法，降低測速裝置的故障率，提高駝峰編組場的車輛解編效率。

駝峰；雷達；測速裝置；故障

駝峰測速雷達是駝峰自動化和半自動化系統中速度控制的關鍵設備，它較好地實現溜放車輛在減速器區段的速度測試。多普勒雷達的工作原理是當雷達發射一固定頻率的脈沖波對空掃描時，多普勒雷達如遇到活動目標，回波的頻率與發射波的頻率出現頻率差，稱為多普勒頻率。根據多普勒頻率的大小，可測出目標對雷達的徑向相對運動速度；通過發射的脈沖和接收到的脈沖的時間差，測出目標的距離[1]，從而計算出目標的瞬時速度。

T·CL-2A型雷達測速裝置作為一款成熟的測速裝置已在駝峰場大量使用，利用雷達的發射波與反射回的反射波混頻整形后以方波的形式輸送給計算機控制系統來完成對車輛的速度控制[2]。在使用過程中由于其性能、環境、安裝等方面的原因，故障時有發生。據統計，某雷達測速工區在半年時間內發生故障60起，其中雷達故障37起，占總故障的61.6%。為保安全壓故障，工區相關人員通過速度曲線研判，現場觀察、實驗、分析，得出信號設備防雷不良造成輸出末級光耦故障、雷達速度曲線跳變、測速與車輛的實際速度有偏差是造成測速雷達故障的主要問題。

1 測速雷達故障分析

1.1 案例1

溜放車輛通過減速器不制動，車輛在沒有控制的情況下超速出夾，車輛重掛車鉤損壞，如圖1所示，控制臺顯示雷達故障標識。

故障后測量測速裝置輸出末級無輸出電壓，末級輸出開關4N35光耦被擊穿。雷達天線無信號輸出，無法進行溜放車輛的速度測試。雷達測速設備安裝在室外線路旁邊，受環境影響非常大。緩行器線路旁邊有電氣化鐵路通過，線路繁忙，為保證牽引電流回流設置有接地線。測速裝置中4N35光耦作為測速裝置末級輸出開關使用，4N35是一款通用光電耦合器，包含一個砷化鎵紅外發光二極管，并用該二極管驅動硅光電晶體管。當有電力機車經過鄰線時，電力接觸網強大的回流會在周圍產生迷流感應。受周邊電力機車牽引電流回流造成的迷流感應電壓的影響，4N35光耦經常被擊穿，造成失效無交流電壓輸出，因此檢測不到溜放車輛速度。

圖1 車鉤縮進損壞

測速裝置室外防雷組合雖然采用了放電管、壓敏電阻、瞬變電壓抑制器的三級防雷措施，但是都是采用縱向防雷的方式，三種防雷元件均與大地相連，以大地作為雷電泄流通道[3]。當雷達測速設備遭到雷擊時，雷電入地大電流產生的感應電壓通過接地線感應到電路中，造成4N35光耦等設備的損壞，檢測不到溜放車輛速度，造成車輛重掛等故障。

1.2 案例2

雷達速度曲線尾部被干擾，速度曲線跳變大，曲線不平滑，控制臺顯示出口速度超速。雷達速度數據曲線發生跳變發生的原因有多方面，主要是環境因素造成的雷達波的干擾，包括鄰線車輛的干擾[3]。其次還有溜放車輛排風不干凈、在溜放過程中突然撂砸、雷達的靈敏度低、雷達的俯仰角度調整不好等多方面的原因。

雷達速度數據曲線發生跳變時，如果曲線中部跳變造成減速器不制動，曲線尾部跳變導致發生超速現象。由于雷達速度曲線發生的跳變，會造成兩種結果：低于定速或高于定速。如果低于定速但是實際溜放車輛的速度高于定速，這時減速器不制動就會發生重掛，車輛會被撞壞，十分危險；反之，如果高于定速但實際溜放車輛的速度低于定速，這時減速器就制動，必然人為造成“開天窗”，影響車站的解編效率（如可以再溜十個車的只能溜四個車甚至更少）。箱梁鉚釘斷裂如圖2所示。

圖2 箱梁鉚釘斷裂

1.3 案例3

測速與實際速度不一致，車輛停止實際速度為0，雷達測得的速度較快，控制臺的曲線速度亂跳變。

綜合分析：測速與實際速度不符的主要原因是雷達測速設備在車輛因故停止時，雷達波受環境影響發生位移，造成雷達方位俯仰，打靶點偏移造成曲線速度亂跳變。對近半年雷達測速故障進行統計后發現，由于測速與實際速度不符造成的雷達故障有11起，占整個故障件數的18.3%。

測速與實際速度不符造成的雷達故障，如果測速小于溜放車輛速度，減速器會不制動；測速大于溜放車輛速度減速器會錯誤制動夾停車輛。

2 解決方案和建議

2.1 優化防雷組合

克服設備防雷不良造成的故障，更改防雷元件配線方式，取消原來設計的縱向防雷。對原來防雷組合進行優化，第一級壓敏電阻防雷，提高壓敏電阻擊穿參數值；第二級采用擊穿瞬變電壓抑制器，因為雷電是高頻電流，因此在兩級之間增加電感器件，對雷電起衰減作用，串聯電感后在兩級間可增強防雷效果；使通過第二級后的電流限制安全閥值，第二級與第三級之間也采用同樣的方法進一步限流；第三級也采用瞬變電壓抑制器加電感的方式，同時將原來的擊穿電壓提高一倍，擴大其限壓范圍，使其限壓范圍與被保護設備相匹配[3]。

原防雷電路如圖3所示。改進電路如圖4所示。

2.2 防止鄰線干擾

為了防止雷達速度數據曲線發生跳變，避免一些構成雷達波反射的物件存在，避免產生干擾信號；對于鄰線車輛的干擾可以采用修改作業過程中的速度控制程序，將突變的速度干擾信號濾掉；調整雷達的俯仰角度，鄰鉤車盡量不要在鄰道溜放，避免雷達在收到本道車輛速度信號的同時，也收到鄰道車的速度信號[4]。經常檢查、測試各臺雷達的技術參數是否處于良好的運用狀態，調整雷達靈敏度使得采集時間的時機在溜放車輛正好出清減速器時，滿足雷達的工作條件。

圖3 原防雷電路

圖4 改進電路

2.3 調整雷達測速點

測速與實際速度不一致原因明確后，根據實際環境結合生產經驗，對雷達發射功率進行全面整治，調整雷達底座，調整雷達方位，調整雷達俯仰，調整打靶點。根據多普勒原理，使雷達測速的多普勒信號反饋到室內計算機的速度是真實有效的，以便控制減速器及時動作。

調試的具體方法：將測試儀安放在減速器出口處，過渡道床道心的中間，高度調整到1.1 m左右，通過反復調整雷達及儀器天線的方位和俯仰，使儀器指示為最大。將雷達天線與機殼固定后，鎖緊調整螺母，蓋好箱蓋，再檢查指示值是否變化。另外在鐵軌外左右兩側測量雷達的輸出（測量高度不變），此時雷達固定不變，只調整儀器的方位和俯仰，測得其值均應小于在中心測得值，且大小相當。

建議定期對雷達測速設備進行測試檢修，及時發現電路故障隱患，到期更換電子設備，防止雷達內部元件老化失效造成內部短路或開路，測速設備發送功率降低，控制電路故障使得多普勒信號反饋不到室內計算機控制系統的故障 現象。

3 結束語

T·CL-2A型雷達是重要的駝峰測速裝置，其工作質量決定著駝峰車輛編解的效率。通過對雷達的設備整治，雷達故障率得到了有效控制，雷達故障大幅度降低，大大提高了駝峰編組場的作業效率。同時進一步提高了員工的質量意識、問題意識和改進意識，大大增強了成員的團隊精神，提高了集體攻關的能力，收到了良好的社會效益。

［1］丁鷺飛，陳建春.雷達原理［M］.北京：電子工業出版社，2009.

［2］蒲陽.自動化駝峰雷達測速存在問題淺析［J］.成鐵科技，2015（3）：15-35.

［3］曾結，曹志華，郭德和.駝峰T·CL型雷達防雷系統的改進［J］.鐵道通信信號，2011（10）：48-49.

［4］許勤.駝峰測速雷達運用中的幾個問題［J］.鐵道通信信號，2014（2）：41-43.

U284.6

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.12.016

2095－6835（2020）12－0041－02

廣西高等學校高水平創新團隊及卓越學者計劃資助“高鐵信號職教裝備技術研發與應用”（編號：桂教人〔2018〕35號）

吳建軍（1966—），男，壯族，高級實驗師，主要從事鐵道信號自動控制、電子技術等方面的教學與研究。黃鶯（1980—），男，壯族，教授，主要從事智能檢測與控制技術、鐵道信號職教裝備技術、職業技術教育等方面的研究。

〔編輯：嚴麗琴〕