关于铁路信号缆线绑扎工艺的探讨

2021-05-10肖培龙

电气化铁道 2021年2期

肖培龙

0 引言

铁路信号设备室（信号机械室）安装有计算机联锁设备、区间自动闭塞设备及调度集中分机设备等，是联接控制中心与轨旁信号设备的核心通道，敷设有大量的电缆及软线。室内信号缆线的绑扎工艺经历了人工梳理绑扎、自然绑扎、回归人工梳理绑扎3个阶段。

1 早期信号缆线绑扎方式

早期对信号缆线绑扎方式有着严格的工艺要求，要求所有缆线走线把横平竖直，各走线把均需人工特殊梳理，将最长缆线梳理至最外侧，短缆线放置于内侧，长缆线包裹住短缆线，所有缆线平行排列分布，允许存在交叉重叠，出线时则需由内侧上方引出，并预留3次做头的尺寸，以鹅头弯的形式与端子连接。为了保持线把的粗细均匀一致，还需在线把内进行假线填充，引出一根线即加一根假线，确保走线把粗细一致匀称美观，绑扎的走线把整齐划一（图1）。该工艺耗时较多，组合架侧面配线、分线盘配线、控制台配线及室外箱盒配线等均按该方式进行缆线绑扎，对工人的技能熟练水平要求较高。

图1 早期分线盘绑扎工艺效果

2 近期信号缆线绑扎方式

大约在20世纪末，信号缆线绑扎方式悄然发生了变化，走线把的缆线不再梳理成平行均匀分布，尤其是电缆芯线配线的走线把，不得打散芯绞组，改为顺其自然，稍加绑扎（图2），其目的是为了减少线间分布电容，降低电磁干扰，避免对电子设备及高频电路造成影响。后来为了简化工艺，便于故障查找，同时兼顾美观，将组合架侧面及组合下部走线把配线的绑扎工艺改为走线槽方式（图3），既可节省工期，提高工作效率，又可减少不必要的线间分布电容，提高抗干扰能力。

图2 自然绑扎的走线把

图3 采用走线槽道的走线把

3 当前信号缆线绑扎方式

随着高铁建设的不断深入，各施工单位纷纷推出样板站、精品工程，为了美观，信号缆线的绑扎又重新采用早期的人工梳理方式，所有电缆芯线均被打散，各缆线水平排列，平行分布，精细梳理绑扎（图4）。与自然绑扎方式相比，采用该绑扎方式的走线把横平竖直，整齐美观，并在所有施工线路推广应用，但其中存在诸多安全隐患。

图4 当前绑扎方式的电缆走线把

4 存在的隐忧问题

信号缆线绑扎的真正目的是固定缆线，避免缆线布置一团乱麻，便于故障查找，同时兼顾美观。早期采用的缆线绑扎方式为了达到横平竖直的美观效果，还需添加假芯线，造成资源浪费。自从武衡线（采用计算机联锁系统）雷雨季节发生多起雷击烧损计算机设备事件，经专家调研分析，主要是由地线接地方式、室外电缆芯线与室内软线相混等防雷问题引起，由此对缆线绑扎工艺提出了质疑，均匀分布排列的缆线间存在分布电容，对开关电路及高频电路影响较大，易发生串频干扰。故信号缆线绑扎工艺自此同步变更为自然绑扎方式，不再打散电缆芯绞组，尤其是移频轨道电路及电码化用电缆芯组更不得打散绑扎，组合架侧面缆线也同步变更为走线槽自然分布方式，以降低分布电容存在的风险，尽量减少对轨道电路及开关电路造成干扰。

分布电容是由两个存在压差而又相互绝缘的水平导体构成。在所有电路中，任何两个存在压差的绝缘导体之间都会形成分布电容，只是分布电容的大小不同。两个相距很近的平行导线之间的分布电容如图5所示，分布电容的大小与水平导体间的距离成反比，与水平平行绝缘体面积及介电常数成正比。

图5 平行导线之间分布电容

信号缆线经横平竖直绑扎后，绑扎的越紧密缆线间的距离越小，绑扎的越长缆线间的水平接触面积也就越大，尤其是粗大线把的中间芯线，其与周边缆线均会产生分布电容，这种绑扎方式无形中加大了线间存在的分布电容。电缆芯线采用对绞或扭绞方式后，两导线间平行绝缘体面积本身就很小，加之缆线相互扭绞，相互交错，线间分布电容也就很小。若导线被梳理成平行排列，恰恰构成了分布电容的存在环境，人为加大了线间分布电容，对开关电路及高频电路易构成一定的干扰和影响。经查阅相关文献资料，已发现线间分布电容影响变压器二次侧开断时间、开关电路滞后动作、LED信号灯误显示、影响高频电路正常工作等问题，表明线间分布电容无处不在，需采取有效防护措施。

目前采用的信号缆线的绑扎方式相较于自然绑扎方式，虽然更美观漂亮，信号设备室内所有电缆分层布设，但采用该方法，不仅无法提高铁路行车安全性，反而加大了线间分布电容，加大了串频干扰，增加了电磁干扰的可能性，同时还加大了工作量，故障处理时也不便于芯线的查找和梳理。目前，信号系统的信号点灯电路、轨道电路、电码化发码电路、道岔表示电路等均使用了变压器，很多控制电路是由继电器动作控制的开关电路，地铁所有线路及部分铁路线路也采用了LED点灯单元，这些电路均会或多或少地受到线间分布电容的干扰。目前虽未发现问题，但分布电容干扰的隐患一直存在。