《电加热道岔融雪系统设备》TB/T 3539-2018 解读

罗 奇 卢 智

1 编制背景

在早期的铁路行业标准体系中，一直缺乏铁路道岔融雪设备方面的相关规范。直到我国第一条城际高速铁路——京津城际铁路修建时，才由原铁道部科技司组织编制了《客运专线铁路信号产品暂行技术条件汇编——电加热道岔融雪系统设备》（科技运［2008］36 号）（简称《暂行技术条件》），并于2008 年4 月起实施。

在随后几年里，《暂行技术条件》对指导铁路工程建设发挥了重要作用。成为各铁路设备供应厂商、铁路设计院、路局用户、施工单位的产品生产、施工设计和使用的依据，同时为编制《电加热道岔融雪系统设备》TB/T 3539-2018（简称“本标准”）奠定了基础。

本标准是在《暂行技术条件》基础上，总结和借鉴我国铁路道岔融雪设备相关科研成果，紧密结合我国铁路道岔融雪设备应用现状编制而成，由西安全路通号器材研究有限公司提出并归口，国家铁路局发布，自2019 年7 月1 日起实施。

2 差异性分析

本标准是集产品设计、技术要求、试验方法、检验规则及施工设计配置为一体的铁路专用设备行业标准，定位为铁路道岔融雪设备生产及施工设计配置的通用要求。

共性部分包括：范围、规范性应用文件、术语和定义、融雪设备构成及型号、技术要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输及储存、附录A、附录B 等。

2.1 术语和定义

根据需要在第3 章增加了对电加热道岔融雪、融雪控制柜、钢轨温度传感器、弹性卡、握轨力、压条力、融雪隔离变压器的定义。

1）电加热道岔融雪：采用电加热的方法使道岔转换部位积雪融化的技术。

2）融雪控制柜：引入融雪动力电源并进行分配，按控制条件执行接通、断开各道岔融雪加热电路的控制设备。

3）钢轨温度传感器：测量钢轨温度的器件。

4）弹性卡：将加热元件夹定在钢轨上的器件。

5）握轨力：弹性卡本体对钢轨轨底两端的压力。

6）压条力：将加热元件条体、引线压贴于钢轨的力。

7） 融雪隔离变压器：为使加热电路对地绝缘、不同加热电路间相互隔离，在加热电源和加热电路之间接入的变压器。

2.2 融雪设备构成及型号

本标准规定了融雪设备的组成。融雪设备由道岔融雪远程控制中心工作站、道岔融雪车站控制终端、道岔融雪控制柜、钢轨温度传感器、电加热元件、道岔融雪隔离变压器等组成。在《暂行技术条件》中融雪设备由控制中心、车站控制终端、控制柜、环境监测装置、电加热元件、隔离变压器、接线盒、连接线缆和信息通道等组成。两者的差异在于：本标准用了钢轨温度传感器代替了环境监测装置，系统只使用钢轨温度传感器来监测钢轨的温度即可，而环境监测装置有时还包括气象站、环境温度传感器等。本标准明确了系统具有轨温监测功能即可，不再强制要求具有气象站功能，气象站、环境温度监测功能属于扩展选择。设备组成里取消了接线盒、连接线缆和信息通道，因为接线盒一般用于现场接线，连接线缆属于施工材料类，信息通道在现场由设计单位设计，通信专业提供，不应由融雪设备厂家提供。同时在CRCC 认证规则中明确取消了接线盒的关键件定义及要求。

本标准还明确了设备型号及含义，如图1所示。

图1 设备型号构成示意图

相较于《暂行技术条件》中未规定融雪系统设备的型号及含义，本标准明确了设备型号构成，统一定义了系统型号，对行业的发展是一种促进。

2.3 技术要求

2.3.1 环境要求

第5.1 条为环境要求，对周围空气温度、湿度、周围介质要求不变；变化之处在于对大气压力的要求。本标准规定大气压力为不低于70.1 kPa（相当于海拔高度3 000 m 以下）；《暂行技术条件》中规定大气压力为不低于51.22 kPa（相当于海拔高度5 400 m 以下）。本标准放宽了设备对大气压力适应性的要求。对于高原地区的应用可由工程设计单位提出特定的规定，不作为普适性要求。

2.3.2 基本要求

第5.2.7 条：振动应符合以下规定。

1）安装在钢轨、滑床板上的电加热元件、电加热元件安装卡具、钢轨温度传感器应符合TB/T 2846-1997 中规定的第4 种方式的等级要求。

2）安装在轨道旁的隔离变压器、监控模块等设备应符合TB/T 2846-1997 中规定的第2 种方式的等级要求，振动试验后，设备应无损坏，并能正常工作。

相较于《暂行技术条件》中的振动试验要求，本标准增加了电加热元件安装卡具也要按振动标准TB/T 2846-1997 中第4 种方式的等级要求进行试验。由于电加热元件安装卡具直接安装在铁路钢轨上，用于固定加热条，对于抗振动性能要求更高，因此电加热元件安装卡具一旦受到振动而脱落将会影响道岔的正常转换。此外，取消了对接线盒的振动试验要求，主要是在关键件中取消了接线盒，接线盒作为可选项不再进行强制要求。而对于控制柜的振动要求改为对监控模块的振动要求，主要是考虑试验的可执行性及对系统的控制功能要求，只要监控模块振动后能正常工作，即表示控制柜的控制功能是正常运行的即可。

第5.2.8 条：融雪设备经电磁兼容试验后，应符合GB/T 24338.5 中性能判据B 的规定。性能判据B 为在受试设备试验中，功能或性能暂时丧失或降低，在干扰后能自行恢复而无需人工干预。受试设备的控制电源端口应分别在相位0°、90°、180°、270°施加浪涌脉冲。试验按GB/T 17626.2、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5、GB/T 24338.5、GB/T 24338.6 的规定进行。本标准对电磁兼容性增加了静电放电抗扰度、快速脉冲群抗扰度的要求，同时也明确了试验的具体端口。

第5.2.9 条：融雪设备经雷电防护试验后，应符合TB/T 3498-2018 中B 类判定条件的规定。雷电冲击试验按TB/T 3498-2018、TB/T 3074-2017、TB/T 3539-2018 的规定进行，如表1 所示。融雪设备的雷电防护要求及端口位置为新增要求。

表1 雷电防护能力

第5.2.14 条：道岔融雪电加热元件安装范围包括：道岔融雪设计原则、安装原则、配置原则，明确了道岔融雪系统应用区域，同时附录B 划分了严寒地区、寒冷地区、其他地区的划分标准及各地区各道岔型号的推荐加热功率参考值，方便各设备厂家、设计院、路局使用单位根据参考值进行道岔功率配置。

2.3.3 控制方式

第5.4.4 条：控制终端和工作站应能实时监视到控制柜的以下信息，其中包括“b）输入电源故障报警”。由于道岔融雪系统设备为单电源系统，当控制柜电源断电时，由于控制柜本身没有电源，将无法采集电源端口是否供电及向控制终端发出断电信号。结合应用实践及试验操作过程，控制柜为三相电源输入时，保证其中一相有电供给控制柜用作系统采集电源，当其他两相缺相或断相时系统应报警，当三相电同时缺相或断电时，导致控制柜无电源供电，系统将失去通信联络，此时系统应报通信故障或控制柜断电故障。

2.3.4 控制柜

第5.7.5 条：“采集信息及要求中，a）各种开关量、模拟量的采集；b）电压、电流、频率测试误差不应大于±1.5 %”。相较于《暂行技术条件》中控制柜采集处理信息及要求，本标准不再对各种开关量、模拟量的检测周期做要求，由信息变化响应时间决定检测周期。

第5.7.10 条：“外壳防护等级应符合GB/T 4208-2017 中IP55 的规定”。本条规定了控制柜的外壳防护等要求。因控制柜直接露天安装于道岔区段，因此控制柜内使用的电子元器件本身对防水防尘有要求。如果控制柜进水进尘到一定程度而造成系统故障，会降低元器件的使用寿命。由于本标准未规定试验的接受条件，在试验时将按外壳防护等级GB/T 4208-2017 中的13.5.2 和14.3 条的接受条件进行。在不足以影响设备的正常操作或安全的情况下，允许控制柜有进水进尘的现象。

2.3.5 隔离变压器

第5.9.1 条：“c）额定容量为5 kVA～15 kVA；e）空载电流应小于8 %；f）温升，在室内常温时，正常使用条件下，用电阻法进行测试，温升不应大于100 ℃”。相较于《暂行技术条件》中的隔离变压器要求，本标准缩小了变压器的额定容量范围，增加了对空载电流的要求和温升要求。主要是由于道岔融雪系统中隔离变压器所带的负载为电加热条，功率相对比较大，会影响变压器的空载损耗和温升性能。变压器的空载损耗越大，效率会越低，将会造成能源浪费；变压器温升越高，对变压器箱内的器材要求越高，同时损耗越大。从节能和可靠性的角度，对隔离变压器提出比较高的要求。

第5.9.5 条：“接线端子宜采用笼式弹簧夹线端子，并应符合GB/T 14048.7 的规定”。本条规定了变压器的接线端子形式。接线端子一般有笼式弹簧夹线端子和螺钉紧固端子，在工程施工中变压器靠近道岔区振动频繁，对防振要求比较高，从工程应用出发，提出了使用笼式弹簧夹线端子的要求。此条为非强制性要求。

2.3.6 电加热元件

第5.10.2 条：“电加热元件的引线端与金属外壳间施加2 000 V50 Hz 正弦交流电压1 min，漏泄电流不应大于10 mA，无击穿现象，重复试验的试验电压值为原试验电压值的75%”。本条规定了电加热元件的绝缘耐压要求。相较于《暂行技术条件》中电加热元件的要求“2 400 V50 Hz 正弦交流电压1 min”，本标准降低了一个等级，主要参考TB/T 1448《铁路通信信号产品的绝缘耐压》中5.2 条电工类产品绝缘耐压，加热条产品额定电压为220V，所以试验耐压值取2 000V，而控制柜和隔离变压器输入端额定电压为380V，绝缘耐压试验耐压值取2 400V。

第5.10.4 条：“电加热元件的引线接头和电加热元件间应进行隔热处理，引线端应密封，在长期振动下不渗水，防护等级应不低IP56”。本条规定了电加热元件的防护等级。相较于《暂行技术条件》中电加热元件的防护等级要求为不低于IP66，放宽了对防尘的性能要求。因为加热条为金属外壳填充绝缘导热材料，将接头和条体都作为一个整体考虑，防护等级试验后绝缘性能符合要求即可。

2.3.7 电加热元件安装卡具

第5.11.1 条：“电加热元件安装卡具应满足50 kg/m、60 kg/m、75 kg/m 标准轨道岔安装要求；固定电加热元件的各种卡具的耐腐蚀性能评级应符合GB/T 6461-2002 中4/4sE 的规定；采用螺栓固定电加热元件的卡具，应配防松螺母；电加热元件的固定、拆卸应方便；各种安装卡具不应影响道岔正常转换”。本条规定了电加热元件安装卡具的类型要求、耐腐蚀性能要求、防松及安装要求。本条为新增内容。

3 结语

《电加热道岔融雪系统设备》TB/T 3539-2018为国家铁路局发布的铁道行业标准，作为道岔融雪系统设备的主要标准，它规定了铁路道岔融雪设备的生产及施工设计的通用要求，完善了我国铁路道岔融雪系统设备标准体系。本篇关于《电加热道岔融雪系统设备》的解读，是对相关标准和工程技术应用经验的总结，尤其是在产品CRCC 认证实践过程中，与《客运专线铁路信号产品暂行技术条件汇编——电加热道岔融雪系统设备》（科技运［2008］36 号）要求的差异性分析和总结，有助于本标准在铁路产品设计及工程建设中的应用。