CTC车站子系统采集机柜电源配电箱兼容性研究

卡斯柯信号有限公司 上海市铁路智能调度指挥系统工程研究中心 焦红军 费振豪

CTC系统作为铁路行车指挥的重要技术装备，应用之初，电源端子排在CTC车站子系统上做为系统侧供电设备被广泛使用，伴随铁路的不断发展，信号装备的不断升级，电源端子排逐步被接口化的电源配电箱所取代。

CTC采集机柜电源配电箱是CTC车站子系统连接系统内外部电源的核心部件，是根据CTC车站子系统以及各机柜电源需求将系统侧空开、防雷、接地端子、监测端子集成在一个5U的箱体中，并为与其连接的设备提供标准插座式输入/输出端口的系统设备，设备运抵施工现场后工程人员将输入、输出线缆按照标识插接至对应的端口即可。整个箱体经设计后，采用成品部件或由机器测量裁剪的材料在工厂流水线上按照统一的标准焊制、装配而成，其接点牢固、质量可靠、运行稳定，避免了在施工现场因各施工人员技术水平不一、施工不标准或者错误的装配导致不良事故的发生以及日常维护、后续改造施工的不便，同时明确的输入、输出端口标识和标准的插拔件接口，为日常维护中单一设备的电源定位和系统改造提供了方便。

随着CTC系统自主化技术研究趋势发展，作为CTC车站子系统核心部件的电源配电箱也需要同步改进，满足既有CTC系统使用的同时兼容适应自主化技术下的CTC系统使用需求。

1 现状研究

在运用中发现，目前CTC车站子系统采集机柜电源配电箱虽使用了图1所示相同布局的后面板，却要根据车站信号电源屏是否具备集中UPS供电条件按照不同的系统电源原理图选取不同内配线的箱体。

图1 既有CTC采集机柜电源配电箱后面板示意图

当车站信号电源屏不具备集中UPS供电条件，需CTC车站子系统侧装配UPS和ATS电源切换设备为系统提供不间断电源时，则需选用带UPS电源配电箱；当车站信号电源屏具备集中UPS供电条件，无需CTC车站子系统侧自行提供不间断电源时，则需选用不带UPS电源配电箱。

对CTC车站子系统采集机柜带UPS电源配电箱和不带UPS电源配电箱对比发现，两种箱体在部分0层端口和空气开关层级配置上存在较大差异，主要为：

（1）0层端口配置

带UPS电源配电箱A、B系电源的02、03、04端口与系统各供电设备连接；

不带UPS电源配电箱A、B系电源的02、03、04端口均作为系统电源输出端口，供用电设备连接。

（2）空气开关配置

带UPS电源配电箱配有子系统级、机柜级两级空气开关，系统侧电源总控的同时各机柜电源并联独立控制；

不带UPS电源配电箱仅配有机柜级空气开关，系统侧仅可实现各机柜电源并联独立控制，相当于CTC系统各机柜独立连接在信号电源屏上。

具体配置差异如表1所示。

表1 带UPS电源配电箱与不带UPS电源配电箱配置差异表

2 影响分析

在相同功能机柜使用上述相同布局、不同内配的电源配电箱将产生下列影响：

（1）现有的差异性首先使得项目变更、扩展不灵活。在车站各系统信号设备分批投资改造工程中，需按照车站信号电源屏的过渡改造逐步投入带UPS电源配电箱和不带UPS电源配电箱，增加了投资成本的同时造成了设备的浪费，也扩大了每次改造工程的影响范围，增加了改造的工程量。同时，面对立项较早、工程实施过程中车站信号电源屏变更设计增加电源屏集中UPS供电投入的项目，则需要将带UPS电源配电箱拆除更换为不带UPS电源配电箱，并需更换相应的配线，为项目的小变更增加了障碍。

（2）这种“同”又“不同”的箱体特点，为箱体的错配埋下了隐患，并需要配备多种规格型号的材料来满足不同箱体的生产，降低了箱体的通用性和标准化，增加了加工生产、项目实施的成本和周期。设备运营后还需要维护单位配备不同的备件以及学习不同的箱体内配结构来应对日常的运维工作，增加了运维难度和成本。

（3）供柜间连接的0层输入/输出电源端口位于箱体背面上方，供柜内设备用电的输出电源端口位于箱体背面下方，而我们的车站信号机房通常采用下走线方式，柜间电源连接线缆进柜后需要越过柜内电源线缆才可连接到相应的端口，造成大量布线交叉，影响机柜工艺的同时为后期的维护和改造施工带来了不便。

（4）用于系统电源输入以及打印机电源输出的端口分别使用了C20、C13插座端子，使得车站信号电源屏、打印机到CTC采集柜电源线均需使用工厂专门订制加工的线缆。而每个站信号电源屏、打印机到CTC采集机柜的距离不尽相同，各站订制线缆规格各异，需待各车站信号系统施工中、后期各设备位置、布线路径精准定位，明确线缆规格后才可进行订制生产，对施工进度影响较大，稍有长度变化就需要重新订制加工，工程浪费也比较大。且在改造工程不能利用既有电缆进行施工，需重复投入材料和施工，对施工以及维护都不方便。

3 兼容性改进

基于CTC采集机柜内部用电设备电源端口需求以及系统级电源设备输入、输出端口需求，扩大CTC采集机柜电源配电箱在不同工程环境中的适用能力，降低生产成本、缩短加工周期、提升施工/维护的便捷性，对CTC采集机柜电源配电箱进行如下改进。

（1）将两种箱体的端口需求合并，按照图2所示原理图，定义A、B各系电源的01端口为外电引入端口；02端口为UPS电源输入端口；03端口为ATS电源输入端口；04端口为ATS输出端口；05端口为工控机柜输入电源引接端口。

图2 CTC采集机柜电源配电箱原理图

并为A、B各系电源配备空气开关K1作为系统级总空开，空气开关K2作为机柜级空开，空气开关K3作为机柜风扇空开。

（2）按照图3所示，设计、制备采用ZCRVV3*2.5m㎡线材的C19-C20注胶连接线缆，在无需CTC系统侧配备UPS和ATS电源切换设备时，用此C19-C20连接线缆将A、B各系电源03端口与04端口连通为系统供电。

图3 C19-C20连接线缆加工示意图

（3）维持CTC采集机柜电源配电箱原有后面板各端口的数量，按照柜间线缆入柜即成端的原则，调整配电箱后面板各端口布局，将A、B各系电源0层端口调至电源配电箱后背面下方，供本柜内设备用电的输出电源端口调至电源配电箱背面上方，减少柜间连接线缆与柜内线缆的交叉布线。

同时将A05、B05端口更换为C19插座；取消信号电源屏以及打印机到CTC采集机柜的订制线缆，使用常规工程卷装线缆。将A、B各系外电引入端口以及打印机电源端口更换为插拔式接线端子，并将打印机端口移设至箱体后面板边缘，方便各类工程实施。

电源配电箱后面板图如图4所示。

图4 CTC采集机柜电源配电箱后面板示意图

结语：本文经过对CTC车站子系统采集机柜电源配电箱及其可能的使用场景分析后，从通用性、适用场景、生产/实施/维护便捷性等方面对其做了综合考量和研究，提出了兼容性改进方案，让CTC采集机柜电源配电箱可兼容更多生产、使用、维护场景，提升了电源配电箱的通用性，解决了施工、维护难的问题。同一款箱体即可满足新建电源屏集中UPS供电的项目需求，也可满足电源屏集中UPS分步投入的项目需求，减少了设备生产、项目施工的成本和周期，降低了生产加工、工程实施、改造维护各环节的应用难度，让CTC系统的工程应用变的更简单。同时给其他机柜电源配电箱的通用性整合提供了参考，具有一定的工程、参考价值。