ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞联锁试验中容易被忽视的一个问题

张东胜

铁路信号设备的安全性和可靠性直接关系到铁路运输的安全和效率,二者既相互联系又相互制约。从安全角度考虑,信号设备必须要符合 “故障-安全”原则。在 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统中,为提高发送器可靠性,技术上采取了“N+1”冗余措施,也就是一旦某一发送器故障,应自动切换到 “+1”发送器,以确保运输畅通。在联锁试验中一般都会试验 “+1”发送器,但是通过研究发现,通常的试验方法还有疏漏。本文将重点分析,希望引起电务同仁的重视。

1 发送器 “N+1”冗余电路原理

“N+1”冗余措施就是多台发送器共用 1台冗余发送器,每一台发送器都是通过自身驱动的发送报警继电器 FBJ接向冗余发送器,并且所有 FBJ的接点条件都是串联的。

2 问题分析

1.如图 1所示,整个 “N+1”冗余电路其实包含 4个切换电路,即:载频条件切换电路、低频条件切换电路、电平级别切换电路和输出通道切换电路。

2.在图 1中, “1FBJ、2FBJ…nFBJ” 接于每个切换电路的接点顺序必须是一致的。显然在同时出现 2个及以上发生器故障时,发送器 1会优先切换到 “+1”发送,也就是说发送器 1的优先级别最高。

3.在实际施工中,往往由于配线错误等原因,会造成 “FBJ1、FBJ2…FBJn”接点顺序的错乱,这种错乱在以往的联锁试验中都无法发现。然而这种状况在特定条件下,将影响系统设备的安全性和可靠性。具体分析如下。

第 1种情况:某下行区间如图 2所示。

假设 1:1FS载频为 1700-1,低频为 L码,电平为 1级;2FS载频为 2300-1,低频为 LU码,电平为 2级;nFS载频为 1700-1,低频为 HU码,电平为 3级。

图 1 “N+1”冗余发送电路原理图

假设 2:由于配线错误,导致优先级别错乱(正确顺序应为 1FBJ、2FBJ、…nFBJ),低频切换电路 1FS＞2FS＞nFS,载频切换电路 nFS＞2FS＞1FS(1FBJ、2FBJ、nFBJ接点顺序颠倒)。电平切换电路 1FS＞2FS＞nFS,输出切换电路 nFS＞2FS＞1FS(1FBJ、2FBJ、nFBJ接点顺序颠倒)。

假设 3:1FS和 nFS同时故障。

图 2 闭塞区间载频配置图

在以上 3种假设情况下,从图 1的冗余电路分析可知,此时 +1FS载频为 1700-1,低频为 L码,电平为 1级,输出为 nFS通道 (nFS切换到 “+1”)。显然与假设1中 nFS的低频、电平等级不一致,尤其严重的是导致显示升级 (由红灯变为绿灯),这违背了故障-安全原则。

第 2种情况:优先级的错乱也会导致故障范围的扩大,影响系统设备的可靠性。

假设 1:由于配线错误,导致优先级别错乱。低频切换电路 1FS＞2FS,载频切换电路 1FS＞2FS,电平切换电路 1FS＞2FS,输出切换电路 2FS＞1FS(1FBJ、2FBJ接点顺序颠倒)。

假设 2:1FS先故障,2FS后故障。

从图 1的冗余电路分析可知,1FS故障时能够自动切换到 “+1”FS,满足了冗余要求。如果未能及时更换 “+1”FS,此时 2FS又发生故障,将会切断 “+1”FS向 1FS通道的输出,并且向 2FS通道输出了错误的载频、低频和电平级,导致了故障范围的扩大。

3 建议

1.在工程验收前,必须对切换到 “+1”优先级别进行检查验证,并纳入联锁试验。以后的日常维修就可以不再试验该项目。

2.已开通而未进行设备切换到 “+1”优先级别试验的,必须在年度联锁试验中补充试验。

3.试验方法:①按优先顺序先关 1FS,通过测试判断是否切换到 “+1”。再依次关掉 2FS、3FS…nFS(一次只能有 1个 FS关掉),通过测试判断 “+1”FS是否有变化。无变化正常,有变化则错误,应根据变化数据判断哪个切换电路出现问题,并进行查找处理;②恢复 1FS,再关 2FS。用同样的办法试验 2FS是否能正确的切换到 “+1”FS,其他以此类推。

[1] 赵怀东,王改素.ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞培训教材[M].2005.

[2] 张秉涛,张成标.车站与区间信号知识手册[M].北京:中国铁道出版社,2010.

(责任编辑:温志红)