CTC車站子系統采集機柜電源配電箱兼容性研究

卡斯柯信號有限公司 上海市鐵路智能調度指揮系統工程研究中心 焦紅軍 費振豪

CTC系統作為鐵路行車指揮的重要技術裝備，應用之初，電源端子排在CTC車站子系統上做為系統側供電設備被廣泛使用，伴隨鐵路的不斷發展，信號裝備的不斷升級，電源端子排逐步被接口化的電源配電箱所取代。

CTC采集機柜電源配電箱是CTC車站子系統連接系統內外部電源的核心部件，是根據CTC車站子系統以及各機柜電源需求將系統側空開、防雷、接地端子、監測端子集成在一個5U的箱體中，并為與其連接的設備提供標準插座式輸入/輸出端口的系統設備，設備運抵施工現場后工程人員將輸入、輸出線纜按照標識插接至對應的端口即可。整個箱體經設計后，采用成品部件或由機器測量裁剪的材料在工廠流水線上按照統一的標準焊制、裝配而成，其接點牢固、質量可靠、運行穩定，避免了在施工現場因各施工人員技術水平不一、施工不標準或者錯誤的裝配導致不良事故的發生以及日常維護、后續改造施工的不便，同時明確的輸入、輸出端口標識和標準的插拔件接口，為日常維護中單一設備的電源定位和系統改造提供了方便。

隨著CTC系統自主化技術研究趨勢發展，作為CTC車站子系統核心部件的電源配電箱也需要同步改進，滿足既有CTC系統使用的同時兼容適應自主化技術下的CTC系統使用需求。

1 現狀研究

在運用中發現，目前CTC車站子系統采集機柜電源配電箱雖使用了圖1所示相同布局的后面板，卻要根據車站信號電源屏是否具備集中UPS供電條件按照不同的系統電源原理圖選取不同內配線的箱體。

圖1 既有CTC采集機柜電源配電箱后面板示意圖

當車站信號電源屏不具備集中UPS供電條件，需CTC車站子系統側裝配UPS和ATS電源切換設備為系統提供不間斷電源時，則需選用帶UPS電源配電箱；當車站信號電源屏具備集中UPS供電條件，無需CTC車站子系統側自行提供不間斷電源時，則需選用不帶UPS電源配電箱。

對CTC車站子系統采集機柜帶UPS電源配電箱和不帶UPS電源配電箱對比發現，兩種箱體在部分0層端口和空氣開關層級配置上存在較大差異，主要為：

（1）0層端口配置

帶UPS電源配電箱A、B系電源的02、03、04端口與系統各供電設備連接；

不帶UPS電源配電箱A、B系電源的02、03、04端口均作為系統電源輸出端口，供用電設備連接。

（2）空氣開關配置

帶UPS電源配電箱配有子系統級、機柜級兩級空氣開關，系統側電源總控的同時各機柜電源并聯獨立控制；

不帶UPS電源配電箱僅配有機柜級空氣開關，系統側僅可實現各機柜電源并聯獨立控制，相當于CTC系統各機柜獨立連接在信號電源屏上。

具體配置差異如表1所示。

表1 帶UPS電源配電箱與不帶UPS電源配電箱配置差異表

2 影響分析

在相同功能機柜使用上述相同布局、不同內配的電源配電箱將產生下列影響：

（1）現有的差異性首先使得項目變更、擴展不靈活。在車站各系統信號設備分批投資改造工程中，需按照車站信號電源屏的過渡改造逐步投入帶UPS電源配電箱和不帶UPS電源配電箱，增加了投資成本的同時造成了設備的浪費，也擴大了每次改造工程的影響范圍，增加了改造的工程量。同時，面對立項較早、工程實施過程中車站信號電源屏變更設計增加電源屏集中UPS供電投入的項目，則需要將帶UPS電源配電箱拆除更換為不帶UPS電源配電箱，并需更換相應的配線，為項目的小變更增加了障礙。

（2）這種“同”又“不同”的箱體特點，為箱體的錯配埋下了隱患，并需要配備多種規格型號的材料來滿足不同箱體的生產，降低了箱體的通用性和標準化，增加了加工生產、項目實施的成本和周期。設備運營后還需要維護單位配備不同的備件以及學習不同的箱體內配結構來應對日常的運維工作，增加了運維難度和成本。

（3）供柜間連接的0層輸入/輸出電源端口位于箱體背面上方，供柜內設備用電的輸出電源端口位于箱體背面下方，而我們的車站信號機房通常采用下走線方式，柜間電源連接線纜進柜后需要越過柜內電源線纜才可連接到相應的端口，造成大量布線交叉，影響機柜工藝的同時為后期的維護和改造施工帶來了不便。

（4）用于系統電源輸入以及打印機電源輸出的端口分別使用了C20、C13插座端子，使得車站信號電源屏、打印機到CTC采集柜電源線均需使用工廠專門訂制加工的線纜。而每個站信號電源屏、打印機到CTC采集機柜的距離不盡相同，各站訂制線纜規格各異，需待各車站信號系統施工中、后期各設備位置、布線路徑精準定位，明確線纜規格后才可進行訂制生產，對施工進度影響較大，稍有長度變化就需要重新訂制加工，工程浪費也比較大。且在改造工程不能利用既有電纜進行施工，需重復投入材料和施工，對施工以及維護都不方便。

3 兼容性改進

基于CTC采集機柜內部用電設備電源端口需求以及系統級電源設備輸入、輸出端口需求，擴大CTC采集機柜電源配電箱在不同工程環境中的適用能力，降低生產成本、縮短加工周期、提升施工/維護的便捷性，對CTC采集機柜電源配電箱進行如下改進。

（1）將兩種箱體的端口需求合并，按照圖2所示原理圖，定義A、B各系電源的01端口為外電引入端口；02端口為UPS電源輸入端口；03端口為ATS電源輸入端口；04端口為ATS輸出端口；05端口為工控機柜輸入電源引接端口。

圖2 CTC采集機柜電源配電箱原理圖

并為A、B各系電源配備空氣開關K1作為系統級總空開，空氣開關K2作為機柜級空開，空氣開關K3作為機柜風扇空開。

（2）按照圖3所示，設計、制備采用ZCRVV3*2.5m㎡線材的C19-C20注膠連接線纜，在無需CTC系統側配備UPS和ATS電源切換設備時，用此C19-C20連接線纜將A、B各系電源03端口與04端口連通為系統供電。

圖3 C19-C20連接線纜加工示意圖

（3）維持CTC采集機柜電源配電箱原有后面板各端口的數量，按照柜間線纜入柜即成端的原則，調整配電箱后面板各端口布局，將A、B各系電源0層端口調至電源配電箱后背面下方，供本柜內設備用電的輸出電源端口調至電源配電箱背面上方，減少柜間連接線纜與柜內線纜的交叉布線。

同時將A05、B05端口更換為C19插座；取消信號電源屏以及打印機到CTC采集機柜的訂制線纜，使用常規工程卷裝線纜。將A、B各系外電引入端口以及打印機電源端口更換為插拔式接線端子，并將打印機端口移設至箱體后面板邊緣，方便各類工程實施。

電源配電箱后面板圖如圖4所示。

圖4 CTC采集機柜電源配電箱后面板示意圖

結語：本文經過對CTC車站子系統采集機柜電源配電箱及其可能的使用場景分析后，從通用性、適用場景、生產/實施/維護便捷性等方面對其做了綜合考量和研究，提出了兼容性改進方案，讓CTC采集機柜電源配電箱可兼容更多生產、使用、維護場景，提升了電源配電箱的通用性，解決了施工、維護難的問題。同一款箱體即可滿足新建電源屏集中UPS供電的項目需求，也可滿足電源屏集中UPS分步投入的項目需求，減少了設備生產、項目施工的成本和周期，降低了生產加工、工程實施、改造維護各環節的應用難度，讓CTC系統的工程應用變的更簡單。同時給其他機柜電源配電箱的通用性整合提供了參考，具有一定的工程、參考價值。