道岔融雪控制系统的多种控制模式

闫昌贵

道岔融雪控制系统的多种控制模式

闫昌贵

融雪系统作为道岔辅助工具，运用广泛。系统控制模式多样化，对于现场营运具有可选择性，在日常维护和使用过程中体现出多种控制模式的必要性。

道岔融雪;控制模式;必要性

太原电务段管内车站属于北方地区，冬季的冰冻雨雪天气常常给道岔运转造成事故隐患，以往只有通过人工除冰、除雪来克服。为保证雪后道岔设备正常运行及减少人工扫雪的工作量，在太原东站、太原站首先引入了道岔融雪装置，来缓解因雨雪造成的影响，根据一段时间的监控，道岔融雪装置达到预期的效果。下面对段管内道岔融雪装置进行简单介绍。

1 系统概述

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，尤其是客专线路，更是不可或缺的行车安全保障设备。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。为保障降雪天气铁路运输的畅通、安全、可靠运行，起到至关重要的作用。道岔融雪设备的基本任务是:保证降雪天气道岔设备正常转换、保证铁路运输畅通;保证融雪效果，尽可能减少人工除雪的时间;同时尽可能地减少电力资源的消耗。

2 系统工作原理

2.1 使用环境

1.周围空气温度:室外为－40℃～+70℃。

2.周围空气相对湿度:室外不大于95% (25℃)。

3.大气压力不低于51.22 kPa(相当于海拔高度5400 m以下)。

4.周围介质中无导电性尘埃，无腐蚀金属、破坏绝缘和引起爆炸危险的有害气体。

2.2 设备组成

设备组成主要有控制柜、变压器箱、加热元件、接线盒和电缆等。一个控制柜平均能控制8组道岔的加热。如果道岔多于8组但少于16组，则需一个主导控制柜和一个辅助控制柜。操作者可以通过控制柜面板上的人机界面和开关对控制柜进行监视和控制。

控制柜设有8个分支回路，可以分别为8组加热回路进行加热。分支回路由空气断路器、漏电开关及交流接触器组成，用来实施短路、过载、漏电保护以及分支回路的开断控制等功能。控制柜设有控制模式转换开关，该开关是带零位的三位开关，由人工设定，可分别给定自动、手动和闭锁模式。

电加热元件是道岔融雪系统的关键件，它安装在基本轨内侧或滑床板边，用于对道岔加热除雪。电加热元件截面为扁平状，和钢轨、滑床板等接触面为平面。为适应不同安装位置要求，电加热元件有直型和L型等规格，直型电加热元件安装位置如图1所示，用专用的弹性钢卡将其固定在基本轨内侧轨腰下部;L型电加热元件安装位置如图2所示，用螺丝将其固定在滑床台两边。

2.3 工作原理

电气控制柜的安装根据室内或室外不同的地点，分为集中供电和分散供电，从节约能源及现场情况方面考虑一般采用分散供电。下面介绍分散供电式原理。

采用分散式电气控制柜供电，可以临近道岔安装，目的是保证输送动力电源，最大限度地节省电力电缆及降低衰耗，露天安装柜体按要求可靠接地。分散供电方式的电力是从接触网取电，采取就近从接触网取电经变压后输送给电气控制柜的方式(一般在道岔集中的区域设置一台电力变压器)。输给电气控制柜的动力电源的规格为AC440V、50 Hz，中间带AC 220 V接地抽头，并将该地线提供给电气控制柜。

每个电气控制柜配置一个轨温传感器、雨雪传感器和环境传感器。其工作原理为:正常情况下，系统工作均为自动模式。当温度降到门限值时，雨雪传感器采集到降雪信息和铁轨温度信息后自动启动加热并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。雨雪传感器和环境传感器作为系统监测使用，真实记录实时的环境温度及雨雪情况，采集的数据作为机柜参数便于比较校核。

3 系统控制模式

融雪系统设有自动、人工和应急3种控制模式，可由人工设定。

在自动控制模式下，加热电路处于自动加热状态。道岔融雪系统按照设定的“启动”温度和“停止”温度运行，当轨温传感器采集的钢轨温度低于设定的“启动”温度时，8个控制回路逐路接通;当轨温传感器采集的钢轨温度高于设定的“停止”温度时，再延时加热3 min后，8个控制回路逐路关闭;当轨温传感器采集的钢轨温度处于“启动”和“停止”温度之间时，维持加热状态。“启动”和“停止”温度出厂时设定为16℃和30℃。

在人工控制模式下，道岔融雪系统8个控制回路按照4路－4路方式(其中延时1～2 s)接通，加热电路一直处于加热状态。

在应急模式下，道岔融雪系统8个控制回路一次性接通，加热电路一直处于加热状态。

4 设置成3种控制模式的必要性

1.自动模式。在追求节能减排、节能降耗、绿色环保的今天，道岔融雪系统自动模式是最能体现时代要求的一种控制模式。作为道岔融雪控制系统的主要日常工作模式，其系统的启动/停止可以采用完全自动的方式启停。当启动后，系统由室外设备采集的钢轨温度所控制，在设定的温度(16～30℃)范围内，自动完成系统启停，既能满足道岔融雪的要求，保证道岔转换设备的正常运作，保证行车畅通，又能最大程度地节约道岔融雪设备的能源消耗。

2.人工模式。由于道岔融雪设备的钢轨温度采集设备，只在室外融雪控制柜最近的道岔设置，道岔类型、轨型的不同，一个控制柜所控道岔钢轨温度会出现不一致的情况，可能导致某一组道岔转换不正常的情况，人工模式就可以对该道岔所属控制柜进行单独加热，直至该道岔运行良好。此模式既避免了因自动模式温度采集不具完全代表性而造成的道岔转换故障，又能在解决故障的时候不会使别的控制柜无谓运行。既保证了道岔融雪效果，又最大限度地节能减排。

3.应急模式。应急控制模式是整个道岔融雪系统正常运行的有效补充方式。道岔融雪控制系统正常运行的基础，是融雪控制系统工作正常。一旦融雪控制系统出现故障，整个系统无法正常工作，进而不能正常进行融雪，危及到行车效率和安全。采用应急控制模式时，把融雪的电脑控制系统甩开，直接启动各控制柜进行加热，使道岔融雪设备依然可以进行融雪工作，保证行车畅通和安全。采用这种方式会增加能耗，但减少了人工除雪的时间，仍能保证运输畅通。

由上述分析可见，道岔融雪系统设置多种控制模式是非常必要的。一是更好地保证道岔融雪设备的融雪效果，保证了道岔转换设备的正常工作;二是尽可能减少能源消耗和人工除雪时间;三是设备有更多使用方式的选择，使得道岔融雪设备能够发挥最大的效能，减少了设备故障给行车畅通带来的干扰。

5 总结

道岔融雪系统是在吸收国外道岔融雪系统成熟技术和经验基础上研发的新产品，在使用实践中发现还有一些需要改进的地方。春季将控制柜的电源断开，保证节约能源。到冬季时把电源合闸。当电源供电不足时，不能实现小范围控制，增加了人为操作的工作量，针对以上发现的几点问题，设想了一些解决方案。

1.针对春季断电冬季合闸的思路，可以在系统控制环节增加温度传感器和湿度(雨雪)传感器，这样就可以在反季节天气变化的情况下完成自动合闸、断闸的智能化控制。

2.针对电源供电不足时，我们可以增加一个延时送电装置，结合道岔使用顺序对将要使用的道岔进行优先送电，这样就能提高融雪装置的工作效率。建议设备生产厂家进行相应的设计，测试可实施性，做好系统的优化工作，使设备更科学、更人性化，降低设备对运输畅通的影响，提高设备的工作效率，减少其资源使用量，更好地保障行车安全。

［1］沈代军，马继红．浅谈道岔融雪系统［J］．铁道通信信号，2010(09)．

［2］钟爱萍．浅谈铁路信号综合防雷施工［J］．工程科技，2009(2)．

［3］中华人民共和国铁道部．TB 10419－2003，J289－2004.铁路信号工程施工质量验收标准［S］．

［4］中华人民共和国铁道部．科技运［2008］36号.电加热道岔融雪系统设备暂行技术条件［S］．

As one kind of auxiliary tools，the switch snow melting systems are widely used．Due to the diversification of system controlmodes，the selectivity is available for field operations and multiple controllingmodes are required in the process of dailymaintenance and operation．

Switch snow-melting;Controlmode;Necessity

闫昌贵:大秦铁路股份有限公司太原电务段工程师030600太原

2012-02-21

(责任编辑:张利)