浅谈地铁道岔融雪系统和施工

樊福军

摘 要：该文介绍我国道岔融雪工程道岔融雪设备应用现状， 对新型电加热道岔融雪系统的组成、配置、功能以及工作原理进行了分析， 并通过实例介绍该系统在北京地铁的应用情况。

关键词：道岔 融雪 传感器 调测

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-02

随着国内地铁大量建设和铁路系统自动化水平的提高，地铁运行对地铁信号及其辅助系统的功能和要求也越来越高。道岔作为地铁信号的关键设备，其轨尖密贴情况直接影响到地铁运行安全。在我国部分区域，一到冬天就会出现道岔存在着积雪的问题，将直接导致道岔不能密贴，将会给铁路运输带来极大的安全隐患问题。但直到现在还是人工进行清理道岔积雪工作，管理及人工费用比较高，而且严重威胁车辆运行及人员安全，已经无法适应现代地铁快速、安全、正点运行的要求。因此研究一套能够有效融化积雪、自动化程度较高的道岔融雪设备必须要棘手的事情。

1 融雪系统组成（北京地铁道岔融雪工程）

电加热道岔融雪系统设备是道岔转辙设备的基本组成部分之一，当发生降雪或温度变化时，系统可自动或人工启动电加热融雪电路。电加热道岔融雪系统的构成框图如图下所示，它由车站控制终端、电气控制柜、轨温传感器、隔离变压器、接线盒、电加热元件、连接线缆和信息通道等组成。

图1 电加热道岔融雪系统构成框图

1.1 系统工作原理

电气控制柜分散安装在需加热的道岔旁，动力电源分别送至各电气控制柜。

电气控制柜的输出动力电源通过电力电缆送至隔离变压器。

车站控制终端安装在车站综控室内，配有触屏电脑，用来设置相关参数，实现本地控制，便于值班员根据降雪情况自动开启和关闭道岔加热电路，融化道岔积雪。

每个电气控制柜配置一个轨温传感器，雪天实时检测道岔的加热温升情况。当道岔加热到可满足融雪条件的温度时，系统自动关闭加热电路，当温度降到门限值时再自动启动加热。

在没有特出情况的时候，系统工作都处在自动模式，传感器采集到钢轨温度信息后，将信息传送到电气控制柜，控制柜把采集到的信息与系统预先设定“门限”（16-25 ℃）值进行比较：当低于系统所设定的“门限”值时，系统将自动启动预设的加热方案，对需要加热的道岔进行加热；当加热到符合停止加热的条件时，系统将自动切断加热；当遇到紧急情况时车站控制终端可以实现手动加热控制。

自动控制和手动控制等功能齐全的电加热道岔融雪系统。如果去掉车站控制终端，同时电气控制柜保留必要的自检、绝缘测试等功能，此时系统变为“手动电加热道岔融雪系统”，手动设备需要使用人员在各个控制柜上进行人工操作。

1.2 道岔加热控制

通过控制终端操作，根据实际需要可以对每组道岔单独加热，也可以同时给所有控制道岔共同加热。

1.3 故障的诊断和使用安全

故障诊断、报警实时高效。控制软件可采集控制柜和回路的多种报警信息，实时性高，界面显示一目了然，并在有故障时可发出语音报警信息。

安全的操作权限控制。系统具有严格、安全的分级授权控制功能，不同权限的人员有不同的操作权限。管理者设定操作权限后，可有效地保证操作的权威性和安全性，避免违章和非法操作。

2 现场使用情况

北京地铁融雪一、二期均采用电加热道岔融雪系统。经过2年多运行，加热效果良好。

（1）电加热道岔融雪系统具有加热速度快，热效率高，融雪效果好等特点。

（2）监测数据完整，控制、故障报警和保护功能完善。

（3）控制监测使用计算机技术，智能化程度高。

（4）系统操作简单。

（5）具有使用安全、可靠，性能稳定，便于维修等优点。

（6）基于对轨道电路和人身安全的考虑，加热融雪电路采用隔离变压器进行隔离。

（7）系统具有良好的电磁兼容性，在电磁干扰严重的环境中能可靠工作。

（8）系统具有过压、过流保护，漏电保护及电磁脉冲防护措施，同时不对其它设备产生干扰。

3 北京地铁道岔融雪系统施工

北京地铁加装道岔融雪系统工程主要采用电加热式，加热条从德国引进。控制柜、控制终端、隔离变压器等主要设备由国内生产。

北京地铁加装道岔融雪系统工程主要安装在运营正线主要道岔和进出车辆段重点道岔。

当控制柜，控制终端，隔离变压器，电力缆，信号缆，加热条等分部安装完成，具备送电条件后进行设备调试工作。

3.1 现场系统调测

设备安装完成后进行加电调试。每个站的全套融雪设备已在工厂里完成系统的基本功能仿真测试。现场主要测试如下内容。

当电加热融雪系统处于正常工作时，观察系统在正常工作状态下的实时测试数据、工作状态以及各种记录数据。还需要手动操作部分融雪设备进行故障模拟实验，用以观察融雪设备故障信息处理、报警和历史数据的保存等。

需要验证的故障有：通信故障、电源断电、缺相报警、电路故障、控制柜开门报警、温度传感器故障。

3.2 施工注意问题

电缆工程：施工前认真核对电缆规格、型号，敷设前进行绝缘测试，合格后人工敷设注意电缆弯曲半径，不能扭曲损坏电缆。托架敷设电缆要排列整齐，防止交叉混乱。电缆进入设备间管口用防火泥封堵。电缆进控制柜下部进行防火泥封堵。

设备安装：电气控制柜、控制终端及隔离变压器在运输、搬运过程中要保持完好无损，无变形。隔离变压器、电气控制柜安装位置便于维修，基础埋设牢固，满足限界要求。施工过程中要防止设备进潮影响使用。轨温传感器安装在离控制柜最近一组道岔，安装在基本轨轨底，距岔尖2～3 m，用专用卡具固定。

加热条为扁平状，将加热条安装在道岔尖轨（心轨）段基本轨内侧轨腰部位，采用配套专用卡具固定（根据业主要求用卡具或轨腰打眼固定加热条），安装前对钢轨加热部位除锈除垢。加热条安装要根据道岔尖轨类型配合安装，特殊的需要现场量身定制。设备外露电缆部分都需要加防护胶管或波纹管。

4 结语

新型电加热道岔融雪系统是一种技术先进的冬季道岔融雪系统，运行费用较低，特别适合于铁路、地铁、高铁沿线人员不便清扫的道岔，为铁路的提速和安全正点运行提供了道岔融雪解决方案。