区间组合柜线缆布置优化设计

赵波波

（中铁建电气化局集团第三工程有限公司，河北高碑店 074000）

0 引言

信号系统控制电路的执行部分设置于机械室中，机械室设备主要由组合柜、继电器及继电器之间的线缆组成［1］。室内设备布线、配线是信号工程施工的一项重要工作，机柜以及机柜内组合的布置直接影响机柜间布线的工艺和质量，因此对机柜和组合布置的优化对于信号工程室内施工具有事半功倍的作用。

施工人员一般都非常注重室内机柜的布置，而往往忽视对机柜内部组合布置排列优化。由于机柜布置直接影响室内面积、人员维护通道以及线缆的走向，效果较为直观，而组合的布置、排列往往在设计中已被明确，施工人员习惯性地“照图施工”而忽略了存在的问题。

1 ZPW-2000移频轨道电路概述

随着高速铁路的发展，联锁、列控系统的广泛应用使信号系统室内配线更加简单。然而在高速铁路信号系统中，为防止电磁干扰采用了大量屏蔽线，导致部分组合柜走线槽被占满，较为突出的问题往往出现在区间组合柜处［2］。

在ZPW-2000 移频轨道电路中（见图1），区间组合柜介于ZPW-2000移频柜和综合柜之间，对移频柜发出的信息或综合柜接收的室外轨道信息进行逻辑判断，是ZPW-2000 移频轨道电路的继电逻辑执行部分。图1中发送和接收连接的线缆（带星号图标的线缆）均需采用双芯绞型阻燃屏蔽线缆。

区间组合柜主要放置轨道继电器（GJ）和方向切换继电器（FQJ）组合，根据车站管辖的区段数量可设置多层组合，每个轨道组合最多可以安装10台继电器，继电器之间、继电器与组合侧面间通过组合内部配线连接。组合侧面通过室内线缆与移频柜、综合柜进行连接，实现电路的连通。信号工程室内布线就是按照相关规则，布放组合柜之间以及组合柜与各种机柜间的线缆。组合柜内部组合布置示意见图2。

图1 ZPW-2000移频轨道电路

2 存在问题

根据设计图纸，高速铁路区间组合柜一般设置2 台，一台组合柜中全部布置GJ 组合，另一台组合柜中全部布置FQJ 组合（见图3）［3］。为防止移频信息受到干扰，机械室内传输移频信息的线缆全部采用屏蔽线，而FQJ继电器节点又处于移频信息传输通道上，因此连接FQJ组合侧面的线缆全部为屏蔽线。每根屏蔽线中包含2芯23×0.15 mm的芯线，屏蔽线外径6 mm，根据图1 可知，每个区段在FQJ 组合侧面都有4 根屏蔽线，1 架组合最多可容纳10 个区段，组合侧面每侧屏蔽线20根。以图3为例，该站有54个轨道区段，当FQJ组合全部设置于1台组合柜中时，每侧组合侧面槽中将出现108根屏蔽线，线径总和122.1 mm，而侧面走线槽宽度仅为70 mm×100 mm（宽×深），侧面走线槽根本无法容纳所有线缆，线缆布放质量必将受到严重影响。而GJ组合中每台继电器外部线缆只有2芯，且为23×0.15 mm的普通阻燃芯线，每芯线径0.4 mm，即便采用6芯护套线，6 芯线缆的外径也仅为8 mm，该站有54 个轨道区段，GJ组合每侧护套线的数量为9根，线槽利用率较低。

图2 组合柜内部组合布置示意图

由于FQJ 的作用为方向切换，当列车反向行驶时，发送和接收对调使用，因此在FQJ组合以及在组合侧面无法将发送和接收线缆分开布放，但发送和接收线缆在侧面密集布放将导致移频信息的抗干扰能力严重减弱。

目前组合柜布置设计存在的主要问题是：区间组合柜2侧面走线槽内线缆过多，线缆溢出槽盖，线缆的互相挤压导致移频信息互相干扰，危及行车安全［4］。而反观区间组合柜1侧面走线槽利用率不高，槽道内线缆数量极少，2台组合柜侧面走线槽线缆布置非常不均衡。

3 优化方案

由上述分析可知，若将2 个组合柜线槽内的线缆均衡分布，将有效解决此问题。组合柜中组合的布置并不影响设备功能，仅与组合之间的连接线长度、走线径路有关系，因此可以通过优化布置组合的位置关系，使组合侧面的线缆径路更加合理，提升线缆的抗干扰能力［5］。

3.1 优化方案1

优化方案1：按轨道区段里程由小到大分布组合，将FQJ、GJ交错布置。

该站范围内的轨道区段自1947DG—2078EG，根据图3 按照轨道区段由小到大的顺序，将组合柜1 布置1947DG—2053AG 轨道区段的FQJ 和GJ 组合，组合柜2布置1976AG—2078EG 轨道区段的FQJ 组合和GJ 组合。除GFJ 组合和BJL2 组合外，FQJ 组合和GJ 组合上下交错布置，即上层布置FQJ 组合，下层布置GJ 组合（见图4）。该方案能保证线槽内线缆自上而下都比较均匀，2个组合柜侧面的线缆大致相等，不会造成线缆拥挤的现象，组合侧面线缆的绑扎较为容易、工艺也更为美观，一定程度上解决了现场施工中线缆拥挤的突出问题。根据《京沈客专信号专业施工工艺指导手册》［6］室内屏蔽线的屏蔽层采用1.5 mm2黄绿地线在区间组合柜处集中接地，接地线采用双环线连接。按照该工艺要求，FQJ 组合侧面走线槽处每层均有一处集中接地点，由于该方案中FQJ 组合被GJ 组合间隔，侧面走线槽中的屏蔽线接地点间隔设置，导致线缆敷设工艺无法达到预期效果，不利于布线工艺的控制。

图3 某站区间组合柜布置设计方案

图4 区间组合柜布置优化方案1

3.2 优化方案2

优化方案2：按轨道区段里程由小到大分布组合，将FQJ、GJ组合集中布置。

方案1 虽有效解决了当前施工中线缆不均匀的问题，但由于FQJ与GJ组合间隔布置，使屏蔽线的接地点被分散，导致侧面走线槽的线缆工艺达不到要求。因此方案2 将FQJ 组合和GJ 组合分别集中布置（见图5），组合柜的上面几层先布置FQJ 组合，最后再布置GJ 组合。该方案既保证了线缆的均匀分布，也使布线工艺更加美观，能够有效解决原设计方案的问题。但从维护角度看，上下行轨道区段设置在同一组合柜内，在日常维护过程中容易混淆、出现人为错误，不符合维护习惯。一旦设备出现故障，故障查找时无法及时快速地进行问题定位，该方案还需进一步优化。

图5 区间组合柜布置优化方案2

3.3 优化方案3

优化方案3：按上下行分布组合，将FQJ、GJ 组合集中布置。

方案1、方案2 分别从不同角度出发，基本解决了当前施工中存在的问题，但在工艺保证、维护便捷性上还有一定不足，为了高效率、高标准、高质量如期完工并达到预期效果［7］，还需进一步优化。通过分析方案1、方案2 可知，将FQJ 和GJ 分2 个独立的组合柜布置会造成线缆不均匀、拥挤的问题，将FQJ 和GJ 间隔布置又会引起线缆工艺的问题，因此考虑将FQJ、GJ 按照上下行轨道区段的原则进行部分集中布置。按照方案1、方案2 优化后的结果，进一步将上下行轨道区段分开布置，组合柜1 布置上行区段，组合柜2 布置下行区段，上3 层布置FQJ 组合，下3 层布置GJ 组合（见图6）。该方案首先解决了线缆不均匀造成某组合柜线槽内线缆拥挤的问题，使2个组合柜侧面线缆数量基本相同；第二，按照上下行轨道区段的原则布置组合，便于维护人员日常维护和故障处理；第三，通过将FQJ组合集中布置，使屏蔽线的接地更为集中，线缆布设工艺更加美观，较为完美地解决了实际施工中的问题。

图6 区间组合柜布置优化方案3

4 结束语

设计与施工密不可分，设计在整个工程中起到源头控制的作用，但在实际施工过程中，应以最终质量、工艺为目标，而不能盲从于原始设计方案。施工图审核是施工的首要环节，施工中应对设计图纸进行深入分析，及时调整不合理的部分。信号工程施工线缆多、工艺要求高，若设计不合理、施工不严谨将对工程质量产生严重影响，特别是轨道电路邻线干扰、邻区段干扰等问题处理起来十分复杂，因此必须在源头上、过程中的每个阶段优化方案，从而保证施工质量。