铁路信号电源屏的应用与维护

赵雪燕

江苏徐州沛县大屯煤电公司 江苏徐州 221611

构建铁路信号系统设备的主要目的就是想要实现对列车运行状态以及其他各方面情况的有效监测，进而实现对列车运行的有效管理，为列车的运行效率提供有效地保障[1]。而对于铁路信号系统设备来说，智能电源在其中占据非常重要的地位，铁路信号智能电源屏的设计对现代化先进的电力电子技术的应用较为广泛，技术应用具有较强的安全性。

1 铁路信号电源屏的结构和技术特点

1.1 铁路信号电源屏的组成结构

从柜机前面板上看，电源屏机柜的结构有三部分组成：输入配电单元、模块单元及输出配电单元。输入配电将外网电能引入电源屏并进行监测和切换控制。模块单元通过整流、逆变等环节实现向负载输出特定的电能。输出配电主要用途是将接触器直接输送来的电能输送给下一级电源柜或是将经模块变换后的电能输送给负载[2]。

从功能上划分，智能电源屏可划分为配电、模块、防雷及监控四部分。鼎汉信号电源屏输入输出都采用了比较完善的防雷系统，同时考虑信号设备复杂的工作环境，系统给室外设备供电的输出也设有一级输出防雷，保证系统在恶劣的环境下可靠工作。监控系统采用三级集散式监控体系，各级监控自成体系，下级监控保证在上级监控故障或不存在时能独立工作，产生告警信息；下级监控可以对上级监控的工作状态和数据进行汇总处理。

1.2 铁路信号电源屏的技术特点

高可靠性。整机所采用的散热方式为自然散热、自然冷却，这样便能够避免由于风扇所发生的故障对系统的正常运行造成的不利影响；电源屏所应用的相关元器件都是降额应用的，这样便能够一定程度上延长元器件的应用寿命，有利于系统运行可靠性的更进一步提高；电源屏的系统模块应用的冗余设计。其交流模块应用了1+1的热机备份，同时直流模块所采用的备份方式也为N+1并联，同样能够为系统运行的可靠性提供有效地保障，通常情况下电源屏应用寿命能够在15年以上。安全可靠，系统设计符合国际安全标准-EN60950。

保护完善。系统自身具备良好的输入过欠压保护功能，同时对于系统的输入以及输出都能够提供相应的保护，对于较为特殊的支路可以为其设置相应的短路切除板线；在系统的输入以及输出方面也设置了相应的防雷措施，能够实现对雷击的有效防护；模块自身也具备多个方面的保护功能，比如输出过压、过流、过温以及短路等。

适应性强。铁路信号电源屏系统供电应用了两路交流并行输入，同时含有单相与三相的供电模式，并且其所能够承受的输入电压范围非常广，输入电压范围为220Vac±25%或380Vac±25%，能够很好地适应多种类型的工作环境。适应性强，能够适应-5度到50度以上的温度，湿度可以在5%到95%之间。环保节能，运行的效率非常高。运行过程中模块了运行效率高达85%以上，整机运行的效率也能够达到80以上，主要应用的是PFC技术，其功率的因数甚至能够达到0.99，并且对其的应用不会对外界环境造成污染，有着很好的绿色环保效果，同时也拥有较好的电磁兼容特性。

智能化。其所含有的监控单元能够实现对系统运行过程中各方面的参数以及运行情况进行实时地监测，对于系统运行期间所发生的故障能够进行报警、定位以及存储。系统既能够单独运行，也能够开展组网工作，监控单元也含有良好的数据通信功能，利用相应的监测系统便能够对其进行远程监测。操作界面较为简单，操作企业也方便快捷，同时对其的维护也比较容易[3]。

模块化。通过对多种型号电源模块的应用使其能够组成多种相应的电源屏系统，这样便能够有效提高系统配置的方便性以及快捷性，对其所展开的维护工作也会更加地便捷；通过对多种型号采集板件的应用来进行多种类型采集系统的组成相应的采集系统，这样便能够有利于数据采集工作的有效开展；结合现场的实际需求开展相应的设计，只需要合理有效应用一套电源屏便能够满足多种类型设备的用电需求，系统具有较强的紧凑性，机柜的数量并不是很多，其占地面积也比较小。电源模块采用无损伤热插拔技术，在线更换时间小于1min，维护更快捷方便[4]。

2 铁路信号电源屏的常见故障

2.1 电源接地问题

当前阶段的铁路信号电源屏比较容易在电源接地方面出现相应的问题，和常规的电源接地相比，智能电源屏电源接地问题与其之间存在着较大的不同。如果实际当中出现了电源屏的接地问题，那么需要对其给予及时地优化以及处理，如果处理不及时或者是采用的处理方法不当，那么会造成较为严重的后果。主要的原因就是信号电源屏的电源会对信号设备的正常运行造成不利的影响，如果所出现的电源接地问题的次数较多，那么便会容易使得电源接地发生短路的情况，从而不利于信号的传输，同时也会给铁路的正常运输带来相应的安全隐患[5]。

2.2 智能电源屏问题

对于铁路信号来说，智能电源屏为其的核心，但是实际上智能电源屏发生故障的概率是较高的，一旦其发生相应的问题，对铁路的正常运行来说是很不利的。实际上，智能电源屏应用了主电源和副电源共同供电的方式，同时其也包含了两个相应的电路，一个电路能够贯穿于整个系统，而另一个电路则能够实现自行闭合，如果在实际系统运行的过程中，主线出现了相应的问题，那么辅线便能够进行及时连接使电源能够继续稳定运行。但是如果其中的一条线路发生了相应的故障，那么对故障的排查是存在较大的难度的，不但需要进行故障状态的仔细观察，报警所表现的现象来确认出电源故障的类型，还需要对电源输出端以及输入端要经过的开关、变压器以及断路器进行依次地排查，另外也需要相关的工作人员能够对电源恢复时的有效方法有一个相应的掌握，注重对主模块以及备模块共同所应用的电路和其的连接方式。

2.3 现场电源屏故障处理原则

不扩大故障影响范围，可靠及时消除故障隐患。①观察系统整体灯光告警显示（包括模块指示灯，系统指示灯，UPS系统指示灯等），状态显示（设备噪音，温度，开关、交流接触灯状态等）记录故障状态。②进一步观察电源屏监控单元文字告警信息或UPS监控单元文字告警信息，记录故障状态。③针对电源屏，UPS等告警信息作相应处理。

3 铁路信号电源屏的维护策略

3.1 保持稳定的机房环境

保持机房环境的稳定是该系统日常维护的基本工作内容，为设备提供一个良好的环境，可以延长设备的使用寿命。机房的环境包括很多内容，比如机房的温度、湿度、电源以及地线等，当然除了这些还应该保持机房的干净整洁，及时做好设备的清洁工作，保证电源系统前后通风、空气流畅。在防静电方面，要求机房内设备、墙体和人对地静电电压的绝对值小于200V，设备的开箱、装运、操作等必须注意静电防护。

3.2 日常巡视检查

电源屏为铁路信号最具关键性的一个设备，因此一定要做好其日常的巡视检查工作[6]。此项工作主要在现场的工区进行，所以现场的相关工区人员需要能够对常用的模块转换操作方法、更换方法以及测试手段有一个足够的了解与把握，尽量能够在更短的时间之内完成对所存在故障点的判断，如果实际当中的情况较为特殊，交流模块不能够给予及时地修复，那么还需要学会转化成直供供电，如果在日常巡视检查工作开展的过程中发现了直流电源模块出现了相应的故障，那么需要工作人员能够及时地完成备用模块在设备上的接入，以此来避免设备的运行发生间断，最大程度上实现设备故障延时的压缩，为行车的安全性提供有效地保障。

3.3 电气特性监测

对各类电气设备的特性所开展的测试工作需要具有足够的准确性，严格按照相关的技术规范标准进行，相关的工作人员需要明确电气特监测工作开展的重点内容，也就是电源屏两路电源相序同相核对以及相位的交叉核对，同时也需要保证绝缘测试以及防雷测试工作开展的效率，保证此环节工作开展的有效性，同时也需要保证机械与机械之间连接的牢固性，对于电气的连接，需要保证其具有较强的导电效果，对于其中所存在的日常隐患以及相应问题通常是在开展电源屏年度检修的过程中给予处理。

3.4 故障处理

对于铁路信号智能电源屏所存在故障开展的处理工作，可以利用当前阶段先进的软件来提供相应的支持，以此来有效降低人工检测的频率，还能够为监测结果的准确性提供相应的保障。利用软件进行故障的处理还能够实现对采集数据周期的及时调整，同时也可以通过标签化方式开展主程序资源以及重点路段信号区域的严格控制。对于处在实时检测环境下的子程序来说，其能够在电压以及电流等一些数据的输出和控制方面采取具有针对性的处理策略，如果系统在开展探测的过程中发现了异常，那么也能够在更短的时间之内寻找出相关的数据然后实现对其的集中控制以及处理，同时也能够把所存在的异常数据上传到相关中控人员的窗口，为中控人员后续开展的维修工作提供很大的便利。

另外，对于铁路信号电源屏所存在故障的处理也可以安装相应的故障报警装置，这样便能够很大程度降低相关工作人员对故障信息排查的工作量，如果系统所存在的故障问题被检测出来或者是故障已经发生，那么系统同样能够在语音系统的支持下进行准确语音信息的发送。由于语音报警装置在语音芯片的质量方面有着较为严格的要求，所以会产生多种危险等级的语音播报系统。如果电源屏的应用的过程中发生了相应的故障，那么故障所存在位置的相关信息便会发送到“锁存器”，在对数据完成加密之后能够将其发送到语音芯片当中，而播报系统便能够将语音芯片所接收的相关信息经过处理转义之后变成播报信息，依据所设定的程序逻辑对信息进行重新组织，以此来保证所播报信息的完整性，同时也能够为相关的工作人员提供故障的相关信息，使其能够在了解情况之后及时地开展故障的处理工作，最大程度降低对列车正常运行所造成的不利影响[7]。

4 铁路信号电源屏的优化发展方向

从上述能够了解到，铁路信号电源屏的组成结构具有较强的复杂性，同时对于实际当中不同生产运用模式来说，其在电源屏组装方面所提出的要求也不一样。以生产技术以及后续发展方向的角度上来说，我国铁路信号电源屏的生产技术在断层问题上所表现的严重性还是比较突出的，例如实际当中很大一部分的企业在技术的保密性上做足了工作，因此缺乏企业与企业之间的技术交流活动，同时在铁路信号电源屏生产技术以及标准方面所开展的研究工作也比较少，最终使得电源屏技术的发展受到较为严重的限制，而且也没有过多的创新。基于此，需要各大企业能够对在自身企业的技术方面进行规范，使其能够更加趋于标准化，更加注重对主接线结构方式的应用；第二，该行业在模块质量的认证和整机生产企业的认证方面所提出的要求一定会越来越高，所以铁路产业综合化服务一定是后续的趋势；第三，在经过一段时期的整合以及统一标准之后，计算机连锁以及微机监测在当前阶段的应用也越来越广泛，所以后续电源屏的生产以及应用一定会变得更加规范化。

5 结语

总的来说，铁路信号电源屏监测系统能够实现对铁路信号供电设备多个方面的有效监测，通过对监控系统的应用便能够很大程度降低人工投入，提高整体的工作效率。在强大的数据分析功能的支持下，能够及时发现所存在的隐患，使工作人员能够更好地找到工作开展的重点，在具有准确性和可靠性的数据支持下，能够为维护力度的以及维护整体水平的提高提供有效地保障。