李延紅

蘭州局集團公司蘭州電務段 甘肅 蘭州 730050

1 引言

由于目前鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)中沒有針對25Hz相敏軌道電路室外信號設備電特性的采集,當25 Hz相敏軌道電路發(fā)生故障時,電務人員只有到達現(xiàn)場,通過測試才能判斷設備的故障性質和故障范圍,無法預先故障定位,有針對性地做好設備故障處理準備,造成25 Hz軌道電路故障處理的時間較長,一定程度上影響了鐵路運輸效率[1]。

25 Hz軌道電路智能診斷系統(tǒng)是既有信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的功能擴展,實現(xiàn)對25 Hz軌道電路室外設備電特性的監(jiān)測。該系統(tǒng)的運用能夠為25 Hz軌道電路設備的狀態(tài)修提供詳細、必要和準確的設備狀態(tài)數(shù)據(jù),實時掌握25 Hz軌道電路的運用狀態(tài),為實現(xiàn)25Hz軌道電路室外設備的狀態(tài)修做出有力的支撐?？杉皶r預防設備故障的發(fā)生,一旦發(fā)生設備故障,可實現(xiàn)故障點快速定位、壓縮故障處理時間。降低了信號工的勞動強度,提高了勞動生產(chǎn)率。

2 智能診斷系統(tǒng)構成

智能診斷系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、通信傳輸模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和報警模塊五部分構成[2]。

2.1 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊是對25Hz相敏軌道電路室外設備電壓、電流進行采集,并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析模塊,采集模塊是診斷系統(tǒng)的基礎[3]。采集的數(shù)據(jù)有軌道變壓器(BG)I次側電壓、鋼軌引接線電流、軌面電壓、電纜電壓等。

軌道變壓器(BG)I、次側電壓值的采樣點選取XB箱內配線端子;

送、受端鋼軌引接線電流、電壓值的采樣點選取扼流變壓器軌道圈1、2端子電壓和電流;

電纜電壓值的采樣點可以選取方向盒電纜端子的電壓;

2.2 通信傳輸模塊

通信傳輸模塊是將采集模塊的數(shù)據(jù)及時上傳到數(shù)據(jù)分析模塊。

2.3 電源模塊

電源模塊為采集模塊和通信傳輸模塊提供工作所需要的直流電源。

2.4 數(shù)據(jù)分析模塊

數(shù)據(jù)分析模塊通過接受到的數(shù)據(jù)進行分析,判斷出故障的范圍。先進行初步判斷故障范圍,然后再進一步細化分析具體的故障點。同時,通過采集到的數(shù)據(jù)可以分析出是否有工頻信號的干擾。該模塊是診斷系統(tǒng)的核心部分。

2.5 報警模塊

報警模塊的主要作用是將數(shù)據(jù)分析模塊得出的故障內容展現(xiàn)到顯示界面中,通過形象易懂的人性化界面,幫助用戶分析故障處所,以方便用戶快速完成故障的診斷和維修。該功能還可以設置語言報警,以便更及時地為用戶提供報警信息。在故障報警模塊中同時還集成了報警維修建議功能,針對不同的故障內容,提供給用戶有針對性的維修建議。通過此模塊,用戶將更有效地完成診斷及分析工作。

3 采集單元主要技術參數(shù)

3.1 XB箱采集單元

采集內容:XB箱輸入和輸出的電壓、電流;

采集點:XB箱內配線端子;

采集量程:電壓0～220V;

采集精度:電壓±1%,電流±2%;;

測試方式:實時在線測試。

3.2 扼流變壓器采集單元

采集內容:扼流變壓器信號圈和軌道圈25 Hz電壓、電流;

采集點:扼流變壓器箱;

采集量程:電流0～10A;

采集精度:電壓±1%,電流±2%;

測試方式:實時在線測試。

3.3 電纜采集單元

采集內容:電纜電壓、電流;

采集點:方向盒電纜端子;

采集量程:電壓0～220V,電流0～10 A;

采集精度:電壓±1%,電流±2%;

測試方式:實時在線測試。

4 系統(tǒng)故障診斷流程

4.1 診斷思路

(1)通過采集的電壓、電流值進行比較,推斷出故障點在采集點之前還是之后。

(2)將25 Hz相敏軌道電路設備組成分成三部分,即送端設備,送端至受端設備,受端設備。

(3)當判斷為送端設備故障、送端至受端設備故障或受端設備故障后,再通過傳感器采集的數(shù)據(jù)進行進一步判斷,縮小故障范圍,進行故障定位。

4.2 送端設備故障

判斷為送端設備故障時:①當E處電壓或電流升高,則為送端扼流變壓器故障;②當E處電流降低和電壓降低,D處電流升高,則為送端XB箱至扼流變壓器間電纜故障;③當D處電流降低,C處電壓正常,則為XB箱內設備故障;④當C處電壓降低,B處電壓正常,則為B處方向盒至XB箱間電纜故障;⑤當B處方向盒電壓降低,A處方向盒電壓正常,則為A處至B處方向盒間電纜故障。

4.3 送端設備至受端設備故障

判斷為送端設備至受端設備故障時:①當F處電流升高,G處電流降低,則為短路故障;②當F處電流降低,電壓升高,則為開路故障。

4.4 受端設備故障

判斷為受端設備故障時:①當H處電流降低或電壓升高時,則為受端扼流變壓器故障;②當H處電流升高,I處電流降低或電壓升高,則為受端XB箱至扼流變壓器間電纜故障;③當I處電流升高,J處電流降低或電壓升高,則為受端XB箱內設備故障;④當J處電流升高,K處電流降低或電壓升高,則為K處方向盒至XB箱間電纜故障;⑤當K處電流升高,L處電流降低或電壓升高,則為L處方向盒至K處方向盒電纜故障。

5 系統(tǒng)優(yōu)勢

(1)系統(tǒng)實現(xiàn)了對室外設備電壓、電流的采集,電務人員可以實時掌握設備的運用狀況。

(2)系統(tǒng)通過對采集數(shù)據(jù)的分析,可以提供準確的預警信息。

(3)為設備故障處理提供可靠的數(shù)據(jù)支撐,對故障點進行較為準確的定位。

(4)采集模塊不僅可以采集25Hz電壓,還可以采集50Hz電壓,為判斷軌道區(qū)段是否受到工頻干擾提供判斷依據(jù)。

6 總結

智能診斷系統(tǒng)解決了對25 Hz軌道電路室外設備監(jiān)測的空白,該系統(tǒng)通過對設備電壓、電流等數(shù)據(jù)的采集,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫對設備維護的趨勢化分析指導作用,實現(xiàn)了25 Hz軌道電路設備異常報警和故障診斷,為維修提供了科學的數(shù)據(jù),對壓縮故障處理時間,提高運輸效率具有重要意義。同時,推動了電務維修向綜合化、智能化、信息化發(fā)展。