RDD—3型电加热道岔融雪系统的原理与实现

屿少辉

摘要：对RDD-3型道岔融雪系统的组成、功能以及工作方式工作原理进行了分析、分别从电力和通信控制方面对电加热道岔融雪系统进行了描述介绍了道岔融雪的现场应用情况。

关键词：道岔；融雪系统；控制柜

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）13-0214-02

随着国内高速铁路的大量建设和铁路系统自动化水平的提高，铁路运输对铁路信号及其辅助系统的功能和要求也越来越高。道岔作为铁路信号的关键设备，其密贴情况直接影响到铁路运输安全。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势在必行。

1电加热道岔融雪系统概述

电加热道岔融雪系统从功能上分，由电力系统和通信控制系统组成。电力系统由箱式变压器、电气控制柜、隔离变压器、加热元件及相互连接的电力电缆组成，控制系统由远程控制终端、车站控制终端、融雪控制柜、气象站、传感器、及相互之间连接通信网络等组成。

1.1电力系统特点

电加热道岔融雪系统通过电加热条加热道岔前部的钢轨使其达到一定温度，实现融雪目的。由于道岔处于露天状态，且在冬季-40℃降雪情况下工作，功率极大，电气控制柜单相电流能够达到250A左右，电力系统直接决定融雪的效果，在电加热道岔融雪系统中有及其重要的作用。

1.2电力传输系统

电力传输系统由现场箱式变压器、控制柜、隔离变压器和加热元件组成。如图l所示。

1.2.1现场箱式变压器

现场变压器主要作用是为道岔融雪系统提供本地化的交流380V电源，是道岔融雪系统的动力源。

1.2.2电气控制柜

电气控制柜安装于室外。是电力分配的主要单元，在电力分配上主要有塑壳断路器、一进多出端子、交流接触器、微型断路器及出线接线端子组成。

1.2.3隔离变压器

隔离变压器由变压器芯、进线微型断路器、出线微型断路器组成，实现道岔融雪系统对轨道电路的隔离。根据出线方式的不同，隔离变压器分为一进一出和一进两出的形式。

1.2.4电加热元件

电加热元件是道岔融雪系统的系统的最终执行部件，它的质量直接决定了道岔融雪系统的效果，为适应不同安装位置要求，电加热元件有多种规格。

1.3控制系统组成及组网方式

控制系统的组成及组网方式如图2所示：

1.3.1远程控制中心

远程控制中心由控制终端、网关、等设备组成。与多个车站控制终端通过2M以太网连接，实现远程自动控制、人工控制及远程报警功能。

1.3.2车站控制终端（如图2）

车站控制终端由工控机、触摸屏、通信模块及浪涌保护器组成。通过以太网与远程控制中心通信，通过RS485接口及应急端子与轨旁电气控制柜通信，在站场实现了对轨旁电气控制柜的集中监控，其中RS485通信网络上采用ModBus-RTU协议，该协议具有很强的纠错检错功能，提高了通信质量。

1.3.3电气控制柜

电气控制柜，如图3所示，安装于室外，控制柜由控制器、手动控制器、多个电量传感器、通信端子、塑壳断路器、一进多出端子、交流接触器、微型断路器等电力设备组成，与车站控制终端、电量传感器、气象站及轨温分别采用独立的RS485网络连接，实现对道岔加热的控制，控制柜设有控制模式转换开关，可分别设定自动、手动和闭锁模式。

1.3.4气象站

气象站由温度传感器，降水传感器，由温度及将水信息判断是否降雪，当温度低于0℃，且有降水信息时判断有降雪，且将结果上传给电气控制柜，作为道岔是否加热的一个重要依据。

1.3.5轨温传感器

轨温传感器由双备份的温度传感器，MCU，浪涌防护器件组成，与气象站信息一起作为道岔是否加热的判断条件安。

2工作方式

道岔融雪可分为，远程控制模式，车站终端控制模式和电气控制柜控制三种控制方式

远程控制，在远程控制方式下，可以查看多个站场的多个道岔，可以控制指定站场的加热情况，和设定每个电气控制柜的加热参数。

车站終端控控制，在车站控制终端方式下，可通过站场控制触摸屏控制站场内每个道岔的加热情况，接收每个电气控制柜的信息，设定每个电气控制柜的加热参数，在通信故障情况下可通过应急按钮控制整个站场道岔加热的起停。

电气控制柜控制，在此方式下，可通过电气控制柜内的触摸屏控制本柜控制的几组道岔，设置本柜控制信息，在应急情况下，可通过本柜内手动控制器控制道岔加热的起停。

3工作原理

正常情况下，当系统自动监测到降雪或人工监测到降雪后，对启动道岔融雪电力系统，对道岔进行加热，加热到一定程度后，雪融化。为节约能源，在降雪时，系统实时采集轨温信息，当轨温在设定温度之下，启动加热，当轨温在设定温度之上停止加热，确保钢轨温度可以融化积雪，在雪停时，为确保融雪彻底，融化的雪水不致结冰，影响道岔的密贴，可适当延长加热时间，以确保雪融水气化或流走。当遇到紧急情况时可以用人工控制方式加热。

4现场使用情况

新型电加热道岔融雪系统在丹大全线、西安北客站、哈尔滨西等部分重点道岔成功应用，该系统对用户主要体现为以下特征：

1）道岔融雪系统具有加热速度快，融雪效果好等特点。

2）控制监测使用计算机技术，智能化程度高。

3）监测数据完整，控制、故障报警和保护功能完善。

4）系统操作简单，用户界面友好。

5）具有使用安全、可靠，性能稳定，维修量小等优点。

5小结

该道岔融雪系统运行费用低，能够节省大量人力除雪的自动化程度很高的设备，为铁路的提速、安全正点运行提供了良好的解决方案。具有很大的应用价值。