JWJ-C2型微机计轴设备在电气化区段出现的问题和改进

2012-07-30冯军

铁道通信信号 2012年7期

冯军

冯军:兰州铁路局银川电务段工程师 750012 银川

2011投入运营的太中银铁路在兰州局管内是单线区段，由于地理环境较差，站间距离长，结合CTC系统的建设，必须选用单线自动站间闭塞模式。因此选用JWJ-C2型微机计轴设备，其站间传输通道利用2芯独立光纤来传递计轴信息，通过结合电路，将计轴的区间检查输出条件和所传递的闭塞条件直接与车站联锁设备相结合，自动检查区间空闲与占用，随着办理发车进路自动办理闭塞，待列车出清区间后自动解除闭塞，从而实现一体化的计轴自动站间闭塞。但该设备自2011年1月开通以来运用状态极不稳定，故障频发。为此，银川电务段会同设备厂家，于2011年10月26日在故障最为频繁的高沙窝车站进行了连续16天的跟踪、试验和测试，找到了引发故障的主要原因，并进行了有针对性的技术改造。改进后的计轴设备在高沙窝站试用60天，运用状态良好。现已在太中银兰州局管内其余18站推广。

1 故障现象、处理过程及分析

当计轴设备出现故障时，计轴机柜内报警灯亮红灯，运转室内相关的轴数显示窗不停闪烁，联锁设备也出现语音告警，提示车站值班人员计轴设备报警。控制台显示区间占用灯亮红灯，默认为区间占用，导致已开放的出站信号机关闭或列车进站后不能复原。此时进行计轴复零操作也不起作用，只能通过更换室外检测器板卡等方式消除故障，造成处理故障的时间很长。

通过数月大量的故障处理经验来看，现场主要是采取3种措施进行故障排除:①重新拔插有关检测板卡;②更换相关板卡;③甩除接地线。

根据处理过程分析认为，当重载列车通过时，由于牵引电流很大，轨面对地电压增高，干扰信号从地线通过防雷单元窜入到通信线上，造成室内外通信中断，此时，车站进行复零操作不能成功，计轴设备故障无法消除。现场维修人员重新拔插或更换室外检测器板卡，相当于单元板重新上电复位，故障得以消除。此外，甩除了接地线，也就从某一条通路阻断了牵引电流的干扰，消除了故障因素之一，但是计轴设备却又要求必须接地。如何既保证计轴设备可靠接地，又能消除因牵引电流造成的干扰，即是必须要解决的问题。

2 改进方案

2.1 软件改进

1．主控卡 (MCU)、计数卡 (ACU)、检测卡(SDU)软件改进。为提高总线的抗干扰能力，防止因错误引起总线长时间处在退出 (关闭)状态，在软件中增加了对CAN总线状态寄存器的监控和自动复位功能。当检测到CAN总线因数据被干扰发生严重错误而自动退出时，立即对CAN控制器进行复位，缩短了总线通道中断时间。如:在总线出现几次发送错误或接收错误后，及时对控制器进行自动复位操作。

2．系统软件改进。为防止JWJ-C2型微机计轴设备因车轮传感器单组磁头故障，且未被提前检测发现的特殊条件下，可能造成系统在列车经过车轮传感器后不能可靠计轴这一危险后果，利用计轴设备故障情况下，列车轮对经过车轮传感器时，能可靠接收到的单脉冲 (即无重叠区的单组磁头轴脉冲或轧半轴)信息和引入的进站信号机内方第1个轨道区段 (车轮传感器所在的WG或DG区段)状态信息，通过软件控制方式，实现对自动站间闭塞计轴设备的故障-安全防护。

当计轴设备接收到主传感器任意一组磁头的1个单脉冲信息时，判断进站信号机内方第1个轨道区段 (WGJ或DGJ)的状态。若该轨道区段在空闲状态，则判定其为干扰;若该轨道区段在占用状态，则判定轧半轴为有效并记录。该状态一直保持至接收到第2个单脉冲信息而控制区间轨道继电器(QGJ)落下或主传感器正常计轴后控制区间轨道继电器 (QGJ)落下。

当计轴设备接收到主传感器任意一组磁头的连续2个及以上单脉冲信息时，判断进站信号机内方第1个轨道区段 (WGJ或DGJ)的状态。若该轨道区段在空闲状态，仍判定其为干扰;若该轨道区段在占用状态，则系统立即控制区间轨道继电器(QGJ)落下，使区间处于占用状态并记录和报警。

当计轴系统发生未正常计轴而控制区间轨道继电器 (QGJ)落下，使区间处于占用状态的故障后，不能随进站信号机内方第1个轨道区段 (WGJ或DGJ)的出清和传感器故障的排除而自动恢复，须经确认区间空闲，并采用人工复零方式复原后，才能恢复计轴设备正常工作。在传感器故障未修复前，如经人工复零方式复原并发出列车后，该故障状态仍将重复出现。

3．为减少±1轴干扰对运输的影响，恢复原软件利用2JGJ与WGJ(或DGJ)并联条件，判别实现±1轴容错的功能。

2.2 硬件改进

对室内主控卡 (MCU)、室外计数卡 (ACU)和检测卡 (SDU)中有关数据传输通道CAN总线收发器、控制器的元器件参数进行优化调整和更换，以改善总线的抗干扰能力。即减小短路保护电阻阻值、更换通信斜率电阻、调整终端匹配电阻、增加高频滤波电容、完善CAN总线保护电路等。具体内容见表1、表2及表3。

表1 主控卡 (MCU)硬件更改表

表2 计数卡 (ACU)硬件更改表

表3 检测卡 (SDU)硬件更改表

2.3 防雷器件改进

将原有信号防雷器底座 (PT 1×2-BE)更换为带有气体放电管的底座 (PT 1×2+F-BE)，接线不变，用于隔离来自于地线的干扰。

2.4 其他改进

1．更改室内至室外计轴点间计轴专用电缆及室内通道屏蔽线的屏蔽接地方式。在室内分线柜处分别将车站两端电缆铝护套和通道屏蔽线的屏蔽层，单独引7×0.57软线接至综合接地汇流排。

2．检查室内计轴机柜柜体是否按标准接至综合接地汇流排。如未按标准接地良好，进行补接(要求接地电阻小于1 Ω)。

3．检查室内至室外计轴点间计轴专用电缆通信线对和电源线对使用情况。通信线对和电源线对应使用不同的4芯组且对绞使用。存在不符时，应进行调整，并将通信线对由原0.9 mm线径的芯线调整为1.0 mm线径的芯线。

4．检查和更改室外计轴点设备及电缆铝护套接地情况。电缆铝护套应不接地，如存在接地或接触其他金属体的情况时，应可靠断开;检查计轴检测器外壳是否与计轴轨道箱绝缘良好，如存在绝缘不良时，应更换和修复绝缘;检查计轴轨道箱箱体和通道及电源防雷器件，是否设置了独立地线和接地良好 (接地电阻应≤1 Ω)，如存在不符时应予补做。

5．2JGJ采集配线更改。计轴设备原采集1JGJ和2JGJ前接点串联条件，改为只采集2JGJ前接点条件，具体更改见图1。