信号电缆备用贯通芯线间增加整流元件的探讨

欧阳征

(广州局集团有限公司职培部株洲职工培训基地，湖南株洲 412000)

信号电缆备用贯通芯线是信号设备电缆传输通道发生故障时，为压缩故障处理时间，提高信号工应急处理能力，将各种类型的信号设备（道岔、轨道电路、信号机）主干电缆两根备用芯线从分线盘开始，在经过的方向电缆盒内逐段进行串联，贯通至最远端方向电缆盒的电缆通道。笔者2019 年到某电务段某信号工区下现场学习，正值该信号工区开展信号电缆备用贯通芯线间综合绝缘测试重点工作。在天窗时间内，随同工区作业人员对区间信号电缆备用贯通芯线间综合绝缘进行了测试。发现测试电缆备用贯通芯线间综合绝缘必须要到贯通芯线最末端方向电缆盒，断开电缆芯线连接处才能测试，从确认，到测试，再恢复，工作时间不超过5 min，而到现场最末端方向电缆盒却要花费大量时间，耗时、耗力，且开方向电缆盒后存在进潮、进灰（隧道内的方向电缆盒盖子缝隙处加了玻璃胶密封），以及碰触其他在用电缆芯线造成次生风险的问题。测试电缆备用贯通芯线间综合绝缘是一项常规性工作，为减少信号职工的劳动强度，提高检测效率，在贯通芯线最末端方向电缆盒贯通芯线连接处增加一个整流元件，可以实现不开方向电缆盒的情况下，测试电缆备用贯通芯线间综合绝缘。

1 在贯通芯线最末端方向电缆盒贯通芯线连接处增加一个整流元件

1.1 目前信号电缆贯通芯线连接方式

为便于检查信号电缆贯通芯线的连通，在贯通芯线最末端方向电缆盒找一个空闲的两口或四口的万可端子，将两根贯通的电缆芯线插入连通端口即完成芯线连接，在室内分线盘使用万用表电阻档就可以测试贯通芯线的电阻值，以达到检查贯通芯线是否连接良好。当要测试贯通芯线间综合绝缘时，需到贯通芯线最末端方向电缆盒人工断开其中一根芯线连接端口，再使用ZC25-3 型绝缘电阻表 测试红色芯线对白色芯线的综合绝缘电阻值，如图1 所示。

图1 贯通芯线连通及线间绝缘测试图Fig.1 Test diagram of through-core wires connection and interwire insulation

1.2 信号电缆贯通芯线增加整流元件

在贯通芯线最末端方向电缆盒找两个空闲的两口或四口万可端子，将两根贯通的电缆芯线插入独立的端口，两独立端口再通过整流元件连接，如图2 所示。信号工区普遍使用ZC25-3 型绝缘电阻表（500 V，0 ～500 MΩ），以1 km 信号电缆芯线测算：环线电缆芯线为23.5×2=47 Ω，测试线间电流为500/47 ≈10.6 A，整流元件可选用ROHM 罗姆半导体FFSH15120A 整流二极管，电气参数为重复反向电压1 200 V、正向电流15 A、正向浪涌电流115 A，封装TO-247-2 以区别普通整流二极管。

图2 增加整流元件图Fig.2 Schematic diagram of adding rectifier element

增加整流元件后，测试电缆备用芯线间电阻时，使用万用表的电阻档，将黑表笔（正极）接在白色芯线上连通到二极管的阳极，红表笔（负极）接在红色芯线上连通到二极管的阴极，可测试出芯线间电阻值（信号电缆芯线每km 换算直流阻值为23.5 Ω），反之电阻值为无穷大，以确定电缆备用芯线贯通良好。

2 在贯通芯线最末端连接整流元件后，芯线绝缘不良时试验测试情况

2.1 贯通芯线间出现混线问题时

信号电缆贯通芯线出现混线问题时，两芯电缆间电阻值将极不稳定，使用ZC25-3 型绝缘电阻表（兆欧表）测试红色芯线对白色芯线，白色芯线对红色芯线电阻值时，兆欧表指针会来回摆动或小于1 MΩ，如图3 所示，此时可判断两根芯线间综合绝缘不良。

图3 贯通芯线线间混线测试图Fig.3 Mixing line test diagram between through-core wires

2.2 贯通芯线出现断线问题时

信号电缆贯通芯线出现断线问题时，使用ZC25-3 型绝缘电阻表（兆欧表）测试红色芯线对白色芯线、白色芯线对红色芯线电阻值均将大于500 MΩ，如图4 所示，此时可判断两根芯线之一或两根芯线均断线。

图4 贯通芯线断线测试图Fig.4 Disconnection test diagram of through-core wires

2.3 贯通芯线出现单边接地问题时

信号电缆贯通芯线出现单边接地问题时，如图5所示。

图5 贯通芯线单根接地原理图Fig.5 Schematic diagram of single wire grounding of through-core wires

使用ZC25-3 型绝缘电阻表（兆欧表）分别测试红色芯线对地、白色芯线对地电阻值，再测试两根芯线间综合绝缘，若红色芯线对白色芯线间综合绝缘电阻值大于500 MΩ，而两根芯线对地电阻值均小于1 MΩ，此时可判断红色芯线接地，如图6 所示。

图6 贯通红色芯线接地测试图Fig.6 Grounding test diagram of red through-core wire

若红色芯线对白色芯线间综合绝缘电阻值大于500 MΩ，而红色芯线对地电阻值大于500 MΩ，白色芯线对地电阻值小于1 MΩ，此时可判断白色芯线接地，如图7 所示。

图7 贯通白色芯线接地测试图Fig.7 Grounding test diagram of white through-core wire

2.4 贯通芯线间出现混线且单边接地问题时

图8 贯通芯线间混线且单边接地测试图Fig.8 Test diagram of mixing line between through-core wires and single-side grounding

信号电缆贯通芯线出现混线且单边接地问题时，使用ZC25-3 型绝缘电阻表（兆欧表）分别测试红色芯线对地、白色芯线对地电阻值，再测试两根芯线间电阻值，3 项测试数据均会小于1 MΩ，此时可判断红色芯线和白色芯线之一接地，且两根芯线间存在混线问题，或者红色芯线和白色芯线均接地，如图8 所示。

3 结束结

综上所述，通过在信号电缆备用贯通芯线末端增加整流元件，可以在一定程度上减少信号工检测备用芯线线间综合绝缘的劳动强度，提高作业效率。同时本文通过创建4 种绝缘不良的场景，使用实物测试的方法验证信号电缆贯通芯线增加整流元件这一设想的正确性及实用性，取得了良好效果。考虑到铁路信号“故障—安全”原则，信号电缆备用贯通芯线末端增加整流元件只适用于轨道电路、信号机，对转辙机不适用。

测电缆备用芯线对地综合绝缘时，使用ZC25-3型绝缘电阻表（兆欧表）测试两次，第一次测试将L 端连接红色芯线，E 端连接地线，测试的数据是红色芯线对地综合绝缘电阻值。第二次测试将L 端连接白色芯线，E 端连接地线，测试的数据是白色和红色芯线对地综合绝缘电阻值。若第一次测试的数据大于20 MΩ，第二次测试的数据小于1 MΩ，确定白色芯线综合绝缘不良需处理；若第一次和第二次测试数据均小于1 MΩ 时，可确定红色芯线综合绝缘不良，而白色芯线综合绝缘也有可能同时不良，需分别判断处理。

测电缆备用芯线间综合绝缘时，使用ZC25-3型绝缘电阻表（兆欧表）测试两次，第一次测试将L 端连接红色芯线，E 端连接白色芯线，测试的数据是红色芯线对白色芯线的综合绝缘电阻值。第二次测试将L 端连接白色芯线，E 端连接红色芯线，测试的数据是白色和红色芯线间电阻值。第一次测试数据大于500 MΩ，说明红色芯线与白色芯线综合绝缘良好。第二次测试数据为0 MΩ，说明红色芯线与白色芯线贯通良好。若第一次和第二次测试数据接近，说明红色芯线与白色芯线间综合绝缘不良，存在线间混线问题。