全电子联锁系统道岔控制切换方案

张蓓蓓

摘 要：道岔全电子控制和继电控制并行驱动切换方案，联锁配置全电子联锁电子执行单元和传统继电电路道岔控制采集/驱动板卡。传统继电电路道岔控制时，同时配置相应的接口柜、组合柜和安全型继电器。两种驱动方式通过倒切开关控制盘进行并接处理，实现对道岔全电子控制模式和继电控制模式的切换。

关键词：全电子联锁;继电控制;道岔切换

0 引言

全电子计算机联锁系统取消了传统计算机联锁中大部分继电器，将传统计算机联锁中控制信号机和转辙机的驱采板卡和继电器集成为全电子执行单元。由电子执行单元直接控制室外信号机、转辙机，完成了传统计算机联锁系统的末级控制和采集功能，并实现信号机、转辙机状态的在线实时监测。

从2010年开始国内的信号厂家就开始了全电子计算机联锁的开发，其产品从厂矿铁路、地方铁路、有轨电车、地铁逐步得到实际应用。

由于全电子联锁系统在地铁正线的应用尚处于早期，虽说双系电子执行单元故障的概率比较小，但由于没有大量的实际应用数据支撑，为消除电子执行单元故障影响道岔动作的顾虑，可在道岔动作比较频繁的折返站选择采用道岔全电子控制和继电控制并行驱动切换方案。系统正常由全电子方式控制道岔，当出现双系电子执行单元故障时可切换至传统继电控制道岔，以降低对运营的影响。

1 总体方案

1.1 方案概述

联锁机柜配置全电子联锁电子执行单元和传统继电电路道岔控制采集/驱动板卡。传统继电电路道岔控制时，同时配置相应的接口柜、组合柜和安全型继电器。两种驱动方式通过倒切开关控制盘进行并接处理。倒切开关控制盘以组合的形式设置于接口柜内，实现对道岔全电子控制模式和继电控制模式的切换。

同时设置两个控制模式继电器（全电子控制继电器和继电控制继电器），一个集中站内所有倒切开关转到全电子控制模式时，全电子控制继电器吸起。所有切换开关转到继电控制模式时，继电控制继电器吸起。

联锁采集全电子控制继电器和继电控制继电器状态：

（1）當全电子控制继电器吸起，且继电控制继电器落下时，联锁判断道岔处在全电子控制模式，联锁通过电子执行单元控制道岔动作和采集道岔表示。

（2）当继电控制继电器吸起，且全电子控制继电器落下，联锁判断道岔处在继电控制模式，联锁通过继电电路控制道岔动作和采集道岔表示。

（3）故障情况下，当全电子控制继电器和继电控制继电器均落下时，联锁保持当前控制模式并报警。

（4）故障情况下，当全电子控制继电器和继电控制继电器均吸起时，联锁切断道岔控制的输出并报警。

1.2 硬件设计

道岔全电子控制和继电控制的切换通过接口柜内倒切层的倒切开关控制盘实现，切换示意图见图1。

道岔全电子控制（红色字体为切换新增）：联锁机柜（电子执行单元）→接口柜（倒切开关控制盘）→分线柜→室外转辙机。

道岔继电控制（红色字体为切换新增）：联锁机柜（驱动/采集板卡）→接口柜（接口层）→组合柜→接口柜（倒切开关控制盘）→分线柜→室外转辙机。

道岔全电子控制A/B系各输出五根线缆（红色线、绿色线）直接接入到倒切开关控制盘上的接线端子，通过接线端子直接对A、B两系输出进行并接处理，该过程不需要经过切换开关。

道岔继电控制先经过接口柜接口层输出到组合柜，再由组合柜输出五根线缆（紫色线）到接口柜倒切开关控制盘。

道岔全电子板输出的五根线缆（黑色线）和组合柜输出的五根线缆（紫色线），通过接口柜倒切开关后输出五根线缆（蓝色线），再通过分线柜连接室外设备。

1.3 倒切开关说明

采用在大铁及地铁行业广泛应用的转换开关进行倒切。倒切开关分为两档（全电子模式、继电模式），转换开关带绿色和黄色两个指示灯（全电子控制指示灯绿色、继电控制指示灯黄色）。

倒切开关可选用Kraus&Naimer品牌的CA10B-WAA376型号开关，开关触头最大为12节。将其中第11节触头用于转换开关当前状态确认（开关分别接通全电子控制继电器和继电控制继电器），第12节用于转换开关状态指示灯用，1个倒切开关最多可以切换10组线缆。扳动倒切开关上的旋钮进行倒切。每个倒切开关控制盘最多安装2个倒切开关。地铁正线一般采用三相交流电动转辙机、双机牵引。1个倒切开关可以切换2台转辙机，即1个倒切开关对应1组道岔。假设一个集中站有6组道岔实施切换控制，1个倒切开关控制盘有2个倒切开关，那么只需要设3个倒切开关控制盘（图3）。

倒切开关节点由一根通轴控制整个开关触点统一的闭合或断开，倒切开关节点前端安装有固定框、指示面板、手柄。手柄插入到通轴上（螺丝固定），扳动手柄进行倒切。

倒切开关电气数据说明如下：

（1）开关额定容量：AC690 V/20 A。

（2）额定瞬时耐受电流：280 A。

（3）最小电流/电压：20 V/5 MA。

（4）最大连接导线截面积：2×2.5 mm2（双股软线）。

（5）开关前端防护等级：IP40。

（6）存储温度：-40℃～85℃。

（7）工作温度：-25℃～55℃。

（8）机械寿命：500万次。

转辙机动作电流均值一般为2 A～2.5 A，峰值一般为6 A左右。一个开关可以控制倒切两个转辙机，倒切开关的额定容量20 A，可以满足接点通流量的要求。

1.4 界面显示

联锁界面上设置一个道岔控制表示灯，显示当前道岔控制模式。当道岔处在全电子控制模式时，表示灯显示稳定绿色。当道岔处在继电控制模式时，表示灯显示稳定黄色。当道岔既不在全电子控制模式也不在继电控制模式时，HMI显示道岔控制模式报警，表示灯显示红色闪烁。

2 切换管理机制

切换时需确保倒切层内所有开关同时切换至“全电子控制模式”，或同时切换至“继电控制模式”。系统不支持一个集中站内实施切换控制的道岔一部分采用全电子控制，一部分采用继电控制。若出现一部分开关在“全电子控制模式”，一部分开关在“继电控制模式”，会出现道岔驱动采集不可用的状态。在切换过程中，若出现一个开关故障，切换不过去时，需将已切换的开关旋转回去，确保所有开关都在同一个模式。

切换过程中会出现道岔失表状态，在切换完成后，单操道岔恢复道岔定位和反位表示。应确保不在转辙机动作过程中进行道岔控制切换的操作。

倒切设备钥匙（接口柜）需由运营人员统一管理，对倒切开关的状态进行人工确认和登记。倒切设备需进行定期维护检查。确保倒切开关处于正常可用状态。

3 结束语

全电子计算机联锁系统具备紧凑、体积小、施工简便、监控功能完备、故障指示到位、现场少维护的特点，其大幅度提高了联锁系统的安全性及智能化程度，满足了我国铁路运行的高安全性、高可靠性的要求。希望道岔控制的切换方案能加快全电子计算机联锁系统在正线地铁上的应用推广。

参考文献：

[1]地铁倒切开关柜技术说明-V1.1 2019：2-5.