道岔融雪

武汉高速铁路职业技能训练段道岔融雪系统武汉高铁训练段钱国明武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/192道岔融雪需求降雪时间一般在11月至次年3月传统人工扫雪除雪方式，费工、费时、费力、影响车辆正常运行，易造成人身安全事故，特别是夜间和偏远地区的道岔积雪，很难及时清除铁路运输正点率要求雪天道岔能正常转换；客运专线要求有人不行车、行车不上人。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/193降雪对道岔转换的影响（1）不能密贴（2）冰块卡住（3）密贴侧冻在一起（4）斥力侧冻在一起武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/194降雪对道岔转换的影响（5）岔辙部位积雪结冰（6）活动心轨积雪结冰（7）外锁闭夹雪冻住（8）外锁闭沟槽内积雪武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/195解决方案防：防止降雪进入影响道岔转换部位吹：将降在道岔转换部位的降雪吹走融：将降在道岔转换部位的降雪融化武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/196人工清扫道岔积雪武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/197使用压缩空气清扫道岔积雪武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/198使用森林灭火器清扫道岔积雪武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/199各种道岔融雪系统燃气加热武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1910热水循环武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1911管道输送热空气武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1912盐水喷射武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1913电加热武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1914方式名称特点1人工清扫效率低，易发生人身安全事故2电加热简便，可靠、节能3燃气加热复杂，易燃、易爆4热水循环复杂，管道与设备、5蒸汽加热复杂，管道与设备、6喷射盐水复杂，有腐蚀性、不利于环保武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1915电加热方式的道岔融雪系统中，采用在道岔上安装电加热元件，并配套控制设备，通过采集钢轨温度、空气温度和积雪等信息，自动控制道岔加热系统的工作，并可实现远程集中监控，动态监视环境温度、铁轨温度、降雪状态和加热融雪系统的工作状态等参数，适应现代铁路高速、安全和自动化等要求。其特点是电加热元件工作可靠、寿命长。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1916结合我国铁路运用环境要求，采用可靠性高、寿命长的电加热元件，满足不同线路、不同地区的道岔融雪需求。电加热元件要能安装在各种类型道岔的尖轨、心轨、外锁闭处；融雪效果要适应我国不同地区天气情况和铁路运营条件的要求；设备的可靠性和寿命要能满足15年不下道的要求；电加热元件的寿命应达到10年以上；融雪装置应具有自动控制和人工控制方式；为防止对轨道电路的干扰，加热融雪电路应采用变压器进行隔离。武汉高速铁路职业技能训练段电加热融雪系统结构示意图武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1918RD1型电加热道岔融雪系统采用在道岔基本轨轨腰处、轨坡处及牵引点处用固定夹将扁带状直型、U型及L型电加热器紧固的方式安装，并配套控制设备，通过采集钢轨温度、空气温度和降雪等信息，自动控制道岔加热电路的工作，并可实现远程监控，动态监测环境温度、钢轨温度、降雪状态，加热时间，耗电量、加热电路工作状态等参数。1.概述武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/19192.特点电加热元件工作可靠，寿命长采用远程监控方式，使得夜间和偏远地区道岔能及时除雪降低车站工作人员劳动强度减少因冬季除雪造成的人身安全事故适用范围广武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/19203.工作环境(1)周围空气温度：-40℃～+70℃(2)周围空气相对湿度：不大于95%(25℃)(3)大气压力不低于51.22kPa(相当于海拔高度5400M以下)。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/19214.供电电源(1)采用三相四线供电系统（保护地预留），电源电压为AC380V50Hz，电压波动范围为-20%～+15%；(2)采用单相供电时，电源电压为AC220V50Hz，电压波动范围为-20%～+15%。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/19225.系统功能(1)融雪设备具有手动和自动控制方式。(2)融雪设备处于自动控制方式时，车站控制终端、控制中心可以进行远程控制。(3)融雪设备手动控制分为就地手动控制和远程手动控制，就地手动控制设置在控制柜内，可直接启动、关闭加热电路；远程手动控制（包含应急操作）设置在车站控制终端处，当自动控制系统出现故障时，可以通过远程手动控制启动、关闭加热电路。控制柜手动控制方式优先，处于手动控制方式时，自动控制无效。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1923(4)融雪设备在实现自动控制方式时，可根据使用操作级别设置身份认证等安全手段。(5)在车站控制柜（预留接口）、车站控制终端和控制中心可以完成有关参数设定，加热电路电压、电流测试，启动和关闭系统，有选择的启动或关闭某一加热电路。(6)车站融雪设备在进行控制方式转换时，原加热电路工作状态不发生变化。(7)控制柜内加热电路的启动采用逐路接通方式。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1924(8)车站融雪设备处于自动控制方式时，车站控制终端和控制中心均可实时监测到以下信息：a）输入电源电压、电流、频率；b）输入电源缺相报警；c）加热电路的工作电压、电流；d）传感器的工作状态及钢轨温度数据显示；e）电路故障报警；f）控制柜柜门状态及开门报警；g）接触器、断路器、漏电保护器、防雷元件、加热电路的工作状态。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1925(9)车站控制终端和控制中心对各种信息记录保存时间不少于120天，并具有以下管理功能：a）输入电源电压、电流、频率数据记录及输入电源缺相报警信息记录；b）钢轨温度记录；c）接触器、断路器、漏电保护器、防雷元件、加热电路的工作状态记录；d）手动、自动及远程操作记录；e）加热电路工作时间（加热时间）、次数及耗电量统计；f）控制柜柜门开门报警记录。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/19266.体系结构轨温传感器气温传感器雨雪传感器信号电缆远程控制中心通道电气控制柜(n)电力电源隔离变压器(n)电加热元件(n)电力电缆电力电缆电力电缆车站(n)武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1927控制柜隔离变压器接线箱输入电源钢轨温度传感器环境检测装置加热元件接线盒武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1928车站控制终端武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1929车站控制终端主要工作内容（1）全站所有控制柜的基本工作状态信息（2）加热条启停控制（自动加热和人工加热两种方案）（3）系统运行状态监视：以车站为单元，显示各个控制柜的整体工作状态；以控制柜为单元，分为回路信息、运行信息两部分，回路信息显示控制柜内各回路的接触器、断路器、回路使能以及加热条的工作状态、所控道岔、回路电流、回路实际功率。运行信息包括温度、运行参数、电表信息等。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1930（4）故障报警：接触器、断路器、加热条故障、通讯故障、电压、功率等信息。当系统有故障信息时，上位机界面有提示框显示故障详细内容，从而实现车站中心对道岔融雪设备的实时监督。（5）以控制柜为单元进行参数设置，包括对控制柜内的每一回路启停进行控制、电压参数设置、自动加热的温度设置、回路额定功率设置、回路名称设置等。（6）对故障报警等历史数据进行表格、图表形式记录存储。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1931电气控制柜武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1932控制柜由柜本体和基座组成。柜本体内装有控制模块、继电器组、断路器、交流接触器、电流传感器、综合电量表等电气元件；控制柜的总电源有过电流、短路保护以及高电压冲击保护；分支回路备有过电流、短路及漏电保护。柜门打开后，即可见到控制面板，操作者可以通过转换模式开关位置进行控制。控制柜面板上设有工作状态指示灯，当控制柜正常运行时，绿色指示灯亮；当控制柜有故障时，红色指示灯亮。模式开关可实现控制柜自动、手动、闭锁三种工作模式的转换武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1933自动控制模式在自动控制模式下，加热电路处于自动加热状态，道岔融雪系统按照设定的“启动”温度和“停止”温度运行，当轨温传感器采集的钢轨温度低于设定的“启动”温度时，控制回路逐路接通；当轨温传感器采集的钢轨温度高于设定的“停止”温度时，再延时加热3分钟后，控制回路逐路关闭；当轨温传感器采集的钢轨温度处于“启动”和“停止”温度之间时，维持加热状态。“启动”和“停止”温度出厂时设定为16℃和30℃。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1934手动控制模式在手动控制模式下，道岔融雪系统控制回路接通，加热电路一直处于加热状态。闭锁模式在闭锁模式下，所有分支回路的交流接触器均断开，切断输出电路，加热电路处于关闭状态，不对任何道岔加热元件供电。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1935当天气预报有雪时，操作人员提前将模式开关置于“自动”位，加热电路处于自动加热状态。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1936指示灯状态说明绿色指示灯常亮控制柜工作正常红色指示灯常亮故障可能为：通信故障（包含控制模块各板卡之间通信故障；综合电量表与控制模块板卡故障）；接触器故障；断路器故障；功率过大、功率过小；电源过压等。需一一进行排查。控制柜面板指示灯含义武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1937控制柜设有12个单相输出回路，1、4、7、10回路使用A相电，2、5、8、11回路使用B相电，3、6、9、12使用C相电，加热元件均衡地分配在三相上，以使三相电流尽可能均衡。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1938隔离变压器—将加热元件与供电电路隔离，防止对轨道电路的干扰。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1939轨温传感器—安装固定在道岔尖轨加热部分的基本轨轨底，传感面和轨底面接触可靠，固定牢固。轨温传感器的功能为采集道岔加热部分钢轨的温度信息并传送给控制柜内控制模块。轨温传感器检测温度范围：-40℃至+100℃武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1940电加热元件为扁平状，外层导热材料为镍铬合金钢，电加热元件中心电热材料为镍铬合金或铜镍合金，电热材料和外层导热材料为高压氧化镁绝缘层。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1941武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1942固定卡具武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1943控制方式人工方式道岔融雪加热电路采用人工送电、人工或自动断电的模式，配有基本的检测手段，加热时间由现场工作人员控制。这种控制模式简单经济，人为因素多，不适应现代化铁路发展的需要，故这种模式只作为在过渡条件下使用。自动方式道岔融雪加热电路采用自动接通、自动关闭的模式，系统具有完善的自检、诊断、检测、报警、远程监控和管理等功能。这种控制模式不需要人工干预，适应现代化铁路发展的需要。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1944道岔融雪系统的一般要求（1）道岔融雪系统不得影响道岔和轨道电路的正常动作；道岔融雪系统应具备手动和自动控制功能。（2）车站设控制终端，根据需要可在调度所设远程控制终端。（3）融雪控制柜根据供电方式可设于室内或室外，接受车站控制终端指令，并经隔离设备控制室外电加热元件开启和关闭。（4）电加热元件应设于道岔尖轨（心轨）和基本轨（翼轨）的轨腰或底部、滑床板以及其他可利用位置。电加热元件的功率应根据道岔辙叉号的大小选定。（5）钢轨温度传感器可按每咽喉区设一处或多处，控制柜至轨旁融雪装置采用电力电缆。武汉高速铁路职业技能训练段2020/10/1945融雪系统组成车站控制终端电气控制柜1电气控制柜N电气控制柜A电气控制柜M上行咽喉区电源下行咽喉区电源隔离变压器1隔离变压器2隔离变压器12轨温传感器电加热元件1电加热元件2电加热元