高铁信号与工务-供电-通信-防灾的关系

高速铁路信号与工务、供电、通信、防灾的关系南昌局南昌电务段邱元根课程大纲与工务的关系与供电的关系与通信的关系与防灾的关系第一部分与工务的关系一.高铁工电接口简介二.高铁工电结合维修注意事项三.高铁工电结合的典型案例一.高铁工电接口简介(一)1.与路基的接口关系：（1）电缆槽、电缆井、过轨管线、综合地线一般滞后于路基工程，需要在路基工程施工时预留条件。（2）信号、通信及电力电缆槽三槽合一，置于路肩上。2.与桥涵、隧道的接口关系：（1）在基础、墩台、梁部设置综合接地装置，包括墩梁间的连接，综合接地装置数量计入桥梁工程。（2）桥上应预留设置电缆槽道、电缆上下桥设备。（3）车站范围内的桥梁，应预留转辙机位置和信号机安装基础。（4）隧道与桥梁、路基结合处的电缆槽需要转变，不得采取直角方式。一.高铁工电接口简介(二)3.与轨道的接口关系：（1）无砟轨道扣件系统的类型。WJ-7型（无挡肩）WJ-8型（有挡肩）W300-1型（有挡肩）SFC型（无挡肩）（2）WJ-7扣件组成绝缘部件橡胶垫板绝缘块绝缘缓冲垫板预埋套管油脂绝缘目的提高道床电阻利于信号传输一.高铁工电接口简介(三)一.高铁工电接口简介(四)（3）WJ-7扣件系统现场实物图一.高铁工电接口简介(五)（4）无砟轨道形成（一）一.高铁工电接口简介(六)（4）无砟轨道形成（二）一.高铁工电接口简介(七)（4）无砟轨道形成（三）一.高铁工电接口简介(八)（5）WJ-8扣件系统之轨距块(6)有砟道床Ⅲ型混凝土枕每千米1667根均匀布置两枕间距60cm(7)有砟道床扣件分类弹条IV型（无挡肩）弹条V型（有挡肩）FC型（无挡肩）一.高铁工电接口简介(九)(8)弹条IV型扣件系统组成注意：轨距块和橡胶垫板的绝缘用途。一.高铁工电接口简介(十)(9)弹条V型扣件系统组成注意：轨距挡板、预埋套管和橡胶垫板的绝缘用途。一.高铁工电接口简介(十一)（10）FC型扣件系统组成橡胶垫板绝缘轨距挡块预埋底座绝缘帽快速弹条钢轨一.高铁工电接口简介(十二)1.钢轨绝缘接头状态检查每季度由电务部门牵头、工务部门配合对绝缘接头电阻联合测试一次。测试结果工电双方签认。高速铁路钢轨绝缘接头一般为胶接绝缘。2.有砟道床道碴顶面检查轨枕中部：与轨枕顶面平齐轨底处：轨枕承轨面以下30～40mm（200～250km/h（不含）速度等级）、40～50mm（250～350km/h速度等级）道岔区：同轨底处二.高铁工电结合部维修重点(一)3.道岔各部位间隙标准尖轨尖端与基本轨间隙不大于1mm可动心轨尖端与翼轨间隙不大于1mm短心轨与叉跟尖轨尖端间隙不大于1.5mm尖轨与基本轨、心轨与翼轨间隙不大于2mm尖轨、可动心轨拱腰，吊板间隙不大于2mm4.道岔工电月度联合检查的基本项目各牵引点密贴、轨距、动程转辙机密贴调整插片厚度各部滚轮状态尖（心）轨位移二.高铁工电结合部维修重点(二)5.道岔涂油事项不得对滑床板涂油螺栓涂油时不得污染橡胶垫板、弹性铁垫板、弹性基板6.道岔工电结合部强化作业管理严禁工务单方面在道岔结合部进行起、改、拨严禁电务单方面调整道岔密贴工务、电务部门任何一方在道岔结合部作业影响对方设备状态时，均应提前通知对方到场配合单方面作业造成对方设备故障时必须问责分析二.高铁工电结合部维修重点(三)三.高铁工电结合的典型案例1.案例背景本案例发生在昌九城际铁路。昌九城际连接南昌至九江，设计时速250km/h。工务线路概况：有砟道床，弹条IV型扣件系统。电务设备概况：ZPW-2000K轨道电路。2010年8月建成通车，同年10月时常发生动车飞车，11月时常发生雨天红轨或动车掉码区间制动停车。2.问题描述（1）动车组经过中继3的940G出现掉码时曲线图2.问题描述（2）中继3的18个区段实际轨入与其上、下限之间对照参考图。3.分析测试针对实际轨入较低的940G进行道床漏泄电阻测试。选取区段中间600m进行测试。测试连接图如下：道床漏泄电阻测试结果为0.6Ω·km，远低于有砟线路2Ω·km的最小值标准——《高速铁路设计规范》（TB10621-2009）的第9.8.3条第2点。4.结果验证（1）按照道床漏泄电阻为0.6Ω·km进行仿真计算并于实测值进行比较。轨面电压接收端C1C2C3C4C5C6C7C8理论计算值（V）0.2730.3210.4140.4750.5330.6400.7650.8851.031实测值（V）0.2850.3000.4460.5580.5640.6430.8050.9211.028轨面电压C9C10C11C12C13C14C15C16发送端理论计算值（V）1.2231.4371.6781.9712.3202.7223.1913.7913.749实测值（V）1.2431.4891.7182.0882.3562.7023.0683.8533.840仿真计算曲线是实测曲线基本一致。根据实测参数，机车短路电流分布情况如下图所示：从上图可以看出，道床电阻在0.6Ω·km条件下，机车信号短路电流在入口一定范围内小于450mA，最小值达到236mA，极易发生掉码。4.结果验证（2）5.具体原因（1）1.道床漏泄电阻主要包括两个方面：一是两根钢轨之间的电阻，二是钢轨对地电阻，如下图所示：2.两根钢轨之间的电阻R3以及两根轨对地的电阻R1、R2均需通过扣件系统或者与钢轨接触的道砟实现，然后再通过轨枕和道砟构成漏泄通道。3.通过绝缘轨距块及轨底的橡胶垫板实现钢轨与轨枕之间的绝缘。轨底的橡胶垫板绝缘失效时会导致道床漏泄电阻的减小。4.对橡胶垫板进行绝缘测试，使用500V兆欧表测试其绝缘电阻低于1MΩ，用万用表对其电阻进行测试，橡胶垫板干燥电阻在100kΩ~150kΩ，潮湿电阻在30kΩ~50kΩ之间，远低于《铁道混凝土枕轨下用橡胶垫板技术条件》（TB/T2626-1995）中不低于1MΩ的标准。5.具体原因（2）6.结论和对策1.中继3的940G掉码原因是由于道床漏泄电阻过低导致，仅为0.6Ω·km。2.要求对昌九城际不同厂家的橡胶垫板进行电气性能测试。3.要求工务部门尽快更换中继3的940G的橡胶垫板，更换时电务部门进行轨道电压监控，并及时按要求调整，防止道床改善后分路不良飞车。据不完全统计，橡胶垫板绝缘不良导致轨道电路无法实现一次性调整的问题在多条高铁发生过，如京石武等。第二部分与供电的关系一.普速铁路牵引供电简介二.高速铁路牵引供电简介三.与牵引供电关联的要点一.普速铁路牵引供电简介（一）1.接触网的组成：（1）接触网是架设在铁路线路上空，向电力机车供给电能的特殊形式的输电线路。接触网额定电压为25kV，最低电压不低于21kV，当行车速度140km，应保持23kV。（2）由支柱与基础、支持装置和接触悬挂三部分组成。一.普速铁路牵引供电简介（二）（3）接触网实景图一.普速铁路牵引供电简介（三）2.接触网主要供电方式：（1）单边供电：供电臂只从一端的变电所取得电流。（2）双边供电：供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。（3）越区供电：当某一牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变电所担负的供电臂，经开关设备成分区亭同相邻的供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电。注意：熟悉供电臂的范围对报与供电有关的施工方案帮助很大。一.普速铁路牵引供电简介（四）3.牵引主要供电方式(按设备与接线分)：（1）直接供电：结构简单、造价低、对通信干扰大、钢轨电位高。（2）BT供电方式：对通信干扰小、钢轨电位低，但结构复杂，高速重载时易烧伤接触网线。（3）AT供电方式：对通信干扰小、容量高、钢轨电位低，结构复杂，对桥隧要求净空高，高速重载时效果好。（4）CC供电方式：结构简单、净空要求低、对通信不会造成干扰，但价格昂贵。（5）带回流的直供方式：供电方式设备简单，牵引网阻抗低，供电可靠性较，国内普速铁路广泛采用。二.高速铁路牵引供电简介1.高铁铁路牵引供电方式：（1）自耦变压器供电方式（AT）的结构：由自耦变压器、正馈线、接触导线、钢轨和保护导线组成的牵引供电系统，它也能迫使绝大部分机车电流经由钢轨及回流线流回牵引变电所。简称为AT供电。55kV接触网ACTF电力机车R钢轨正馈线三.与牵引供电关联的要点(一)1.安全距离的要求及不达标的解决思路：（1）安全距离的标准：a.距接触网2m;b.距回流线1m。（2）安全距离不达标时的解决思路：a.不能满足安全距离的设备多数表现在高柱信号机；b.解决信号机安全距离不足的方法：信号方面的努力：高改矮；左改右；绝缘节范围内前后移；接触网方面的办法：加绝缘子；移设接触网支柱。2.电气区段进行影响回流时作业必备的技术措施：加两横一纵线并确认连接可靠。三.与牵引供电关联的要点(二)3.信号对回流径路的要求：（1）平衡回流：不平衡性系数不得大于5%。（2）就近回流：普速铁路应考虑向牵引变电所侧就近回流，即连接中连板，加吸上线；高速铁路则有所区别，应根据1534号文解决站内股道的回流连接。（3）正线贯通：即车站正线必须将扼流变中点用中连板连接起来，确保正线连通。（4）不得成环：即降低第三轨效应，防止断轨后迂回通道造成轨道继电器不落下。三.与牵引供电关联的要点（三）4.分相区：(1).设置的缘由与示意：电网提供给铁路的是三相电源，而电气化铁路使用的是单相电，为了电网的三相尽可能平衡，相邻的区段依次使用三相电中的一相，中间分割的地方就是分相区，一般设置在牵引变电所出口及供电臂末端。三.与牵引供电关联的要点（四）4.分相区：(2).分相区对区间信号机布置的影响：a.列车停于该信号点后再启动，并以惰行的方式顺利通过分相的需要；b.CTCS等级转换点不宜设在过分相区附近，如过分相区在等级转换点的制动距离范围内，则应改变等级转换点位置。(3).高速铁路分相区相关轨道电路的调整：因分相区内无牵引泄流，轮轨之间不存在压差，即完全靠轨道电路自身信号导通轮轨之间的接触电阻，故产生分路不良的效应会更明显。在客专使用V2.0的调整表时分相区已优先使用V3.0的调整表。(4).高速铁路设置分相区无源应答器组：提供至分相区距离、分相区长度等信息。三.与牵引供电关联的要点（五）5.普速铁路信号设备防护：(1).贯通地线—铁运〔2006〕26号规定：a.“电气化区段、繁忙干线、铁路枢纽、编组场、强雷区和埋设地线困难地区及微电子设备集中的区段，应设置贯通地线”；b.“贯通地线与环形接地装置连接，两端各连接两次。”不得进楼；c.“各种室外信号设备的各种地线均应就近与贯通地线连接。”。(2).屏蔽电缆的接地：室外设备分段单端接地；(3).交叉渡线的堵流绝缘安装，相邻为非电化区段时；(4).空扼流、吸上线及钢轨连线：吸上线、横连线间距不应小于两个闭塞分区；应与扼流变压器中点牢固连接；变电所处(供电臂首端)吸上线应设两处,分别与正线、站线连接，双线区段上、下行正线应各设吸上线。三.与牵引供电关联的要点（六）5.高速铁路接触网的回流与接地设计之规定：(1).接触网接地应纳入综合接地系统，有效降低钢轨电位；(2).牵引网应设置作为钢轨工作回流的并联通道。回流线或保护线可兼做闪络保护接地的作用；(3).回流线或保护线应通过信号扼流圈中点与钢轨连接，间隔一般不宜大于1500m，并接入综合接地系统；(4).行人较多的车站站台应采取保障旅客生命安全的综合接地措施。第三部分与通信的关系一.信号安全数据网简介二.GSM-R网简介三.与通信专业的接口界面一.信号安全数据网简介（一）1.目前执行信号安全数据网的标准：《关于印发《客运专线信号系统安全数据网技术规范V2.0》的通知》运基信号[2010]821号文。2.信号安全数据网的主要特点：(1).专用光缆组成的封闭系统；(2).左右环网,选取不同的物理径路。一.信号安全数据网简介（二）3.接入信号安全数据网的信号设备：(1).列控中心(TCC)；(2).计算机联锁(CBI)；(3).临时限速服务器(TSRS)；(4).无线闭塞中心(CBI)；一.信号安全数据网简介（三）4.信号安全数据网应满足以下设备间的安全信息可靠传输：