李衛(wèi)鋒

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031）

1 電源導(dǎo)線截面選擇的一般原則

電源導(dǎo)線截面的計(jì)算，在技術(shù)上應(yīng)保證電源線路和設(shè)備的安全運(yùn)行，使供電設(shè)備的電源有足夠的能量，在經(jīng)濟(jì)上應(yīng)盡量節(jié)省投資。除考慮線路的電壓降外，還應(yīng)考慮正常負(fù)載時(shí)的導(dǎo)線發(fā)熱情況，要求所選用的電源導(dǎo)線的允許電流不得小于回路中計(jì)算的負(fù)荷電流值。

1.1 電源導(dǎo)線截面的選擇

信號(hào)設(shè)備的電源導(dǎo)線截面計(jì)算公式為：

公式（1）中：

S— 電源導(dǎo)線截面/mm2；

2— 雙線回路時(shí)相同截面積的去線和回線；

ρ— 電阻系數(shù)（銅導(dǎo)線按0.018 4Ω·mm2/m）；

Σli— 線路通過(guò)電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度乘積之總和；

ΔU— 線路允許壓降/V，指由送電端至最遠(yuǎn)的供電點(diǎn)之間的線路允許壓降。一般為供電電壓的10%左右（其值的確定需根據(jù)負(fù)載和供電電壓之間的關(guān)系具體分析）。

1.2 選擇電源導(dǎo)線注意事項(xiàng)

信號(hào)電源應(yīng)采用雙線，優(yōu)先采用環(huán)狀供電。

為減少選用電纜的規(guī)格，個(gè)別情況下，去線和回線可選用同一截面的電纜。

根據(jù)計(jì)算選用所需的電纜時(shí)，應(yīng)考慮全站電纜的規(guī)格不宜過(guò)多，以避免造成訂貨困難。

電源導(dǎo)線長(zhǎng)度的余量不能過(guò)大，因它對(duì)導(dǎo)線截面影響較大，為此一般應(yīng)按電纜徑路實(shí)測(cè)確定，其附加長(zhǎng)度彎曲量如距離很短時(shí)可略而不計(jì)。

1.3 樓內(nèi)區(qū)間電源電纜分布

樓內(nèi)電源電纜供電配線分布如圖1所示。

圖1 樓內(nèi)電源電纜供電配線示意Fig.1 Schematic diagram of power supply wiring in signaling box

2 信號(hào)設(shè)備電源導(dǎo)線截面的計(jì)算

電源在計(jì)算時(shí)考慮-5%的波動(dòng)，12 V按11.4 V計(jì) 算，24 V 按 22.8 V 計(jì) 算，110 V 按 104.5 V 計(jì)算，220 V 按 209 V 計(jì)算，380 V 按 361 V 計(jì)算。

2.1 繼電器電源導(dǎo)線截面計(jì)算

以繼電聯(lián)鎖車站為例，繼電器工作總電流取值如下：25組道岔約為11 A，50組道岔約為20 A，75組道岔約為30 A，100組道岔約為40 A。用于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的車站，繼電器工作總電流值約為繼電聯(lián)鎖的車站繼電器工作總電流值的一半。

繼電器工作電壓按16.8 V取值（至少滿足JWXC-1700的工作值），供電線路的最大允許壓降22.8－16.8=6 V，電源屏到最遠(yuǎn)的組合柜按30 m考慮，導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

當(dāng)車站為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖時(shí)，繼電器供電電源截面約為繼電聯(lián)鎖繼電器電源供電導(dǎo)線截面的一半。

2.2 軌道電路電源導(dǎo)線截面計(jì)算

2.2.1 25 Hz相敏軌道電路電源導(dǎo)線截面

25 Hz 軌道電路工作電源為 AC 220 V，電化區(qū)段單個(gè)區(qū)段的發(fā)送容量為20 VA，電流為0.1 A；非電化區(qū)段單個(gè)區(qū)段的發(fā)送容量為30 VA，電流為0.14 A；軌道電路電源屏至送電端軌道變壓器一次側(cè)的電纜允許壓降為30 V，其中電源屏至電碼化綜合柜或25 Hz軌道柜的距離按30 m考慮，壓降按2 V考慮，當(dāng)有20個(gè)區(qū)段的發(fā)送端時(shí)，電化區(qū)段導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

非電化區(qū)段電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

25 Hz軌道電路局部電源工作電壓為AC 110 V，單臺(tái)二元二位繼電器局部線圈并聯(lián)后的容量為7 VA，其電流約為0.064 A，20個(gè)發(fā)送區(qū)段的二元二位繼電器局部線圈按30個(gè)考慮（考慮一送多受因素），其中電源屏至電碼化綜合柜或25 Hz軌道柜的距離按30 m考慮，壓降按1 V考慮，電化區(qū)段軌道電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.2.2 不對(duì)稱高壓脈沖軌道電路電源

不對(duì)稱高壓脈沖軌道電路工作電源為AC 220 V，單臺(tái)發(fā)碼器輸入電流為0.35 A。電源屏至送電端軌道變壓器一次側(cè)的電纜允許壓降為30 V，其中電源屏至高壓脈沖軌道柜的距離按30 m考慮，壓降按2 V考慮，當(dāng)有20個(gè)區(qū)段的發(fā)送端時(shí)，軌道電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.2.3 ZPW-2000A軌道電路電源導(dǎo)線截面計(jì)算

ZPW-2000A軌道電路移頻電源為DC24 V，每個(gè)軌道電路的電源單元的輸入電流值，包括發(fā)送器、接收器、軌道繼電器的功耗，站內(nèi)按平均值4 A估算，區(qū)間按平均值5 A估算。

以區(qū)間軌道為例，電源屏到每個(gè)區(qū)間移頻柜采用兩束電源供電（上行5個(gè)區(qū)段、下行5個(gè)區(qū)段分開(kāi)供電），電源屏供電模塊電壓可調(diào)范圍在23～27 V之間,根據(jù)渝貴鐵路現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)情況，電源屏內(nèi)部壓降約為0.5～1V之間，電源屏至移頻柜的線路壓降按 25.8－24=1.8 V 考慮 (考慮 200 mA 的峰值余量)，電纜截面如下：

2.2.4 ZPW-2000R軌道電路電源導(dǎo)線截面計(jì)算

ZPW-2000R軌道電路移頻電源為DC48 V，每個(gè)軌道電路的電源單元的輸入電流值，包括發(fā)送器、接收器、軌道繼電器的功耗，按平均值3.75 A估算。

以區(qū)間軌道為例，電源屏到每個(gè)移頻柜采用1束電源供電（約10個(gè)區(qū)段），電源屏供電模塊電壓可調(diào)范圍在46～54 V,電源屏內(nèi)部壓降約為1 V考慮，電源屏至移頻柜的線路壓降按52.8-48=4.8 V考慮(考慮200 mA的峰值余量)，電纜截面如下：

2.3 信號(hào)點(diǎn)燈電源導(dǎo)線截面計(jì)算

信號(hào)點(diǎn)燈電源為AC 220 V，點(diǎn)燈電路中點(diǎn)燈變壓器采用BX1-34，燈絲繼電器采用JZXC-H18,燈泡為12 V 25 W時(shí)，信號(hào)機(jī)點(diǎn)一燈回路中的電流值為0.158 A。以四顯示自動(dòng)閉塞6股道車站為例，車站采用兩束點(diǎn)燈電源，每束電源的點(diǎn)燈數(shù)最大約為15個(gè)燈位（含列車10個(gè)列車燈位及5個(gè)調(diào)車燈位），BX1-34一次線圈額定電不低于180 V，室內(nèi)線路允許壓降按2 V考慮，電源屏距組合柜按30 m考慮，電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

當(dāng)點(diǎn)燈電源采用LED發(fā)光盤(pán)時(shí)，其額定電流值為0.45 A，一次線圈額定電壓不低于180 V，室內(nèi)線路允許壓降按2 V考慮，電源屏距組合柜按30 m考慮，同樣點(diǎn)12個(gè)燈位時(shí)，電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.4 轉(zhuǎn)轍機(jī)電源導(dǎo)線截面計(jì)算

2.4.1 ZD6、ZY系列直流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源導(dǎo)線截面計(jì)算

ZD6、ZY系列直流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源為DC 220 V，額定電壓為160 V，轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作電流為2 A，電源屏至室外轉(zhuǎn)轍機(jī)的最大壓降不大于220－160=60 V，其中電源屏至組合柜考慮2 V的壓降，考慮4臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)同時(shí)動(dòng)作，電源屏距組合柜按30 m考慮，電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.4.2 ZD7型直流快動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電源導(dǎo)線截面計(jì)算

ZD7型直流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源為DC 220V，額定電壓為200 V，轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作電流為5 A，電源屏至室外轉(zhuǎn)轍機(jī)的最大壓降不大于220-200=20 V，其中電源屏至組合柜考慮2 V的壓降，考慮4臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)同時(shí)動(dòng)作，電源屏距組合柜按30 m考慮，電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.4.3 ZK4型直流電空快動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電源導(dǎo)線截面計(jì)算

ZK4型直流電空轉(zhuǎn)轍機(jī)電源為DC 24 V，電空閥額定電壓為20 V，電空閥的工作電流為4 A，電源屏至室外轉(zhuǎn)轍機(jī)的最大壓降不大于24-20=4 V，其中電源屏至組合柜考慮2 V的壓降，按4臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)同時(shí)動(dòng)作，電源屏距組合柜按30 m考慮，電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.4.4 交流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源導(dǎo)線截面計(jì)算

ZDJ9、S700K、ZY系列交流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源為AC 380 V，其工作電流均不大于2 A，根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)的拉力不同允許控制電纜的電阻數(shù)值亦不相同，電源屏至組合柜的電源導(dǎo)線截面可參照Z(yǔ)D6直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的電源導(dǎo)線截面，此處不在贅述。

2.4.5 道岔表示電源導(dǎo)線截面計(jì)算

道岔表示采用BD1-7型道岔表示變壓器，其額定輸入電壓為AC 220 V，額定容量為7 VA，額定電流為0.032 A，其中電源屏至組合柜考慮2 V的壓降，按車站有100臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)（約20～30組聯(lián)鎖道岔），電源屏距組合柜按30 m考慮，電源導(dǎo)線截面計(jì)算如下：

2.5 站間聯(lián)系電源導(dǎo)線截面計(jì)算

站聯(lián)電路的額定電壓24～60 V，以ZPW-2000A軌道電路繼電器編碼站聯(lián)電路為例，每束站聯(lián)電源給4個(gè)JPXC-1000、4個(gè)JWXC-1000、1個(gè)JWXC-1700繼電器供電，工作電流如下：

2.6 信號(hào)設(shè)備電源導(dǎo)線截面取值參考表

在電源屏至室內(nèi)組合柜、軌道柜、移頻柜的供電距離為30 m的情況下，信號(hào)設(shè)備電源導(dǎo)線截面取值參考如表1所示。

表1 信號(hào)設(shè)備電源導(dǎo)線截面取值參考Tab.1 Reference table of signaling power supply conductor section value

3 結(jié)論

本文介紹了部分信號(hào)設(shè)備電源導(dǎo)線截面的計(jì)算與選擇，并提供相應(yīng)供電距離內(nèi)的參考值，由于各車站電源屏到設(shè)備機(jī)柜的距離不同，需要設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析與計(jì)算，選取合適的電源導(dǎo)線截面，在滿足信號(hào)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及標(biāo)準(zhǔn)化等工程需求的同時(shí)，盡量做到既可降低施工難度又可降低工程投資。

針對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備機(jī)柜、調(diào)度集中車站分機(jī)設(shè)備、列控中心設(shè)備、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)設(shè)備分機(jī)設(shè)備等信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的電源，設(shè)計(jì)者可根據(jù)具體設(shè)備的供電需求，選取相應(yīng)的電源導(dǎo)線截面。

在工程實(shí)施中，信號(hào)電源配線通常采用環(huán)狀供電方式，即采用雙路電源向設(shè)備機(jī)柜供電，如圖2所示。環(huán)狀供電不但提高了供電電源的可靠性，而且可以有效降低電源屏至設(shè)備機(jī)柜的線路壓降。

圖2 樓內(nèi)電源電纜環(huán)狀供電配線示意Fig.2 Schematic diagram of power supply wiring of looply connection in signaling box