[科普中国]-电锁器

电锁器系统发展简介

在国家 “九五” 重点建设项目南疆铁路的建设中, 为了解决无交流电源车站的联锁问题, 经铁道部同意, 采用了以硅太阳电池供电系统作为主供电源的色灯电锁器联锁系统 , 即太阳能色灯电锁器联锁系统 (下称联锁系统)。鉴于该联锁系统在应用中尚属首次, 为确保工程的成功, 作为结合工程的试验项目 , 其主要内容包括:联锁系统的技术条件制定、 电源实施方案设计和联锁电路方案设计。

电锁器技术条件制定该联锁系统是以硅太阳电池供电系统作为主供电源 , 在满足故障-安全原则的前题下 , 应实现有效节能。由于部颁标准图《按钮式色灯电锁器联锁图册》 〔部号 8505〕 是针对有交流电源的车站设计 , 其设备耗电量较大 , 而负载的大小又直接影响硅太阳电池供电系统的工程投资、 设备的可靠性及可维护性。在到发线轨道电路采用技术成熟的省电型轨道电路后, 信号机点灯就成为主要耗电量 , 而且进站信号机作为车站防护 , 平时必须点灯, 出站及预告信号机平时可不点灯。因此结合本线的运输作业特点 、 区间长度等自然因素 , 对 8505 号部颁标准图进行节能改造, 修改其技术条件, 达到最大限度的节能。具体修改内容如下。

1.出站信号机平时处于灭灯状态, 下列情况下才会点灯 :

①本股道办理了发车进路, 相应的出站信号机先点红灯, 经 3 min 后, 改点绿灯, 待列车出发后复原;

②办理了向本股道的接车进路, 列车前进方向的出站信号机点红灯, 进路解锁后, 复原;

③办理接车进路时, 列车前进方向的出站信号机点亮红灯后, 相应的进站信号机才能开放;

④办理通过进路, 信号机的开放顺序是先开放正线出站信号机, 再开放进站信号机。

2.出站信号机平时处于灭灯状态,工作时其点灯电路具有主、副灯丝的自动转换, 实现绿灯灯丝断丝报警, 绿灯开放前检查红灯灯丝的完整性。

3.出站信号机绿灯控制电路应采用双断,红灯控制电路可采用单断或双断。

4.预告信号机平时处于灭灯状态,只有当邻站列车出发后, 本站相邻咽喉的预告信号机开始点灯, 列车到达、主体信号关闭后复原。

5.站内到发线轨道电路选用经部鉴定的、省电型轨道电路。

电锁器电源方案采取运转室集中供电, 分布使用。一个车站设2 套容量、型号相同的硅太阳电池供电系统, 分别供应上下行咽喉设备, 2套系统负载原则上要求平衡。每套系统关键器件考虑热备, 2套系统在特殊情况下可互补。控制屏由电压稳定装置、DC/AC 变换器、监控及交直流配电设备等组成, 电压稳定装置以IN TEL80C196MC 作为运算单元,以MOSFET 作为执行器件, 完成对多组硅太阳电池方阵投入和切除的自动控制,实现蓄电池充放电的智能化管理。DC/AC 变换器以IN TEL80C 196MC 作为SPWM 波形发生单元、SG3524 为驱动、MOSFET 为开关执行器件进行高频全桥变换,经过R 型变压器的高频(20 kHz 以上)升压、高频滤波器谐波吸收以及防浪涌等装置后, 产生频率及电压稳定的、符合信号设备要求的交流220 V 电源。

电锁器移频电码化本次仅设计进站信号机接近区段电码化, 由于接近区段未设轨道电路, 发码控制时机采用常发码方式。电码化传输可采用钢轨传输和钢轨上架设电缆传输2 种方式,前者特点是设备配置简单,不足是发码时耗电较大, 约为不发码时的1倍, 为60 W 左右;而后者电特性稳定,不足是需较多电缆而且架设在钢轨上, 不利于维修, 特别是该线昼夜温差较大, 不利于保养。因此, 电码化传输采用钢轨传输方案, 信息通过电缆、隔离变压器、调整电阻至轨面, 迎着列车发送, 在远端设有绝缘节隔离。近端短路电流调整为260 mA 左右,远端短路电流约为150 mA ,保证机车能可靠接收。电码化电源盒采用开关电源原理, 开机时冲击电流较大, 1 A的断路器很容易脱扣, 影响其它电路的正常工作。解决的办法是:先合上电源盒开关, 利用DC/AC变流器的缓启动性能进行缓启, 约1 s后, 电源盒即可正常工作, 而且对其他设备影响小。1