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青藏铁路道岔融雪设备功能及方案研究


少,每组道岔耗电量相对较小,采用 面都基本类似。通过铁轨温度、空气
手动开机、连续工作的工作方式,每 温度及湿度、积雪 3 个传感器采集的
块融雪滑床板耗电量为 150~180 W。 信号,自动控制道岔加热系统的工
其优点是设备由国内生产,价格低, 作,并可通过光缆实现远程集中监
维修服务方便,周期短。但由于采用 控,动态监测环境温度及湿度、铁轨
(1)国外加热条安装在滑床台端 部的基本轨上,加热条产生的热量可 以直接传到滑床台上,而我国道岔结 构无法实现,因此影响融雪效果。
(2)望昆站海拔高、气温低、风 力大,热量散发快,原来国外设计的 加热功率显得不够。
系统在德国的楚格高原上的楚格峰 进行指导。
火 车 站 已 经 使 用 了 近 10 年 ,至 今 运 行 良 好 ,从 未 发 生 故 障 。“ 楚 格 峰 ” 是德国最高的山峰,位于巴伐利亚
2 融雪设备的现场测 试及主要功能
州,最高海拔 2 9 6 2 m。在 瑞 士 中 部 2.1 融雪设备的现场测试
(1)可诊断每组道岔加 热子系统及每个加热单元的 故障; (2) 如果电源的电压或频率过低, 控制柜将自动关闭加热输出; (3)可以自动诊断各回路继电器 的故障; (4)控制柜门的开启报警; (5)系统在工作状态时,电源线、 信号线及加热元件断路报警; (6)当触摸屏控制柜供电电源发 生故障时,系统自动报警;电源由自 带的蓄电池应急供电,同时关闭触摸 屏,仅为数据采集、存储和广域网通 信部分供电,保证数据安全;应急供 电模式最长可维持 8 h。 3.6 多级分区段节能控制模式 在希望节能时或在使用备用电源 电力不足时,可以通过远程控制任意 选择车站、道岔以及每个加热单元的 工作,保障主要道岔和常用道岔优先 融雪。 3.7 完整的系统工作状态历史数据 记录功能 对投入使用后系统的各种状态、 参数和气候环境等历史数据可记录、 查询。系统工作过程的可追溯性内容 包括时间、事件、操作者、状态参数 等。 3.8 灵活的系统扩展功能 可根据用户的特殊要求,在控制 系统中增加一个或多个回路;转辙机 的轨枕加热单元及转辙机动力和转换 加热单元纳入到系统管理中。转辙机
系统具有严格、安全的操作权限 控制功能。管理者设定操作权限后, 可有效地保证操作的权威性和安全 性,避免违章和非法操作。(1)只有 定义的最高管理者可以关闭系统的本 地电脑;(2)只有在本地电脑中预置 的用户可以对系统进行远程控制;
(3 )本地进行手动控制时, 远程控制无效;(4)远程控 制级别高于本地自动控制级 别,且同时只允许一个操作 者进行控制。 3.5 自动故障诊断、报警 功能
方多雪地区推广使用。该装置由融雪 我国道岔加热领域内还没有实质性的
滑床板组合件和除雪功能控制装置组 业务开展。
合件两大部分组成。通过电加热管加
上述两个公司融雪设备的加热元
热道岔前部的几对滑床板使其达到一 件主要采用瑞士伊莱克斯公司生产的
定温度,实现融雪目的。因加热部件 加热条,控制设备从功能、原理等方
5 试验中存在的问题及改进措 施 5.1 存在的问题
通过对青藏铁路望昆站冬季实际 融雪效果的试验测试,发现下雪后道 岔滑床台、基本轨轨腰和尖轨外侧不 同程度地都留有冰雪,融雪效果不理 想。根据对加热元件的安装位置、固
接线盒安装
定条件、望昆站的环境条件等以及控 制系统测试纪录结果的分析,有以下 原因。
3 融雪设备的主要功能
按照试点站(望昆站)的情况进 行融雪设备的高原适应性试验,根据 青藏铁路未来无人值守的情况要具备 远程监控功能,并且功能齐全、先进、 性能良好,使用经济、可靠。 3.1 远程控制功能
( 1 )通 过 远 程 触 摸( 控 制 )屏 实 现远程自动控制。设备的本地触摸 屏控制柜采用 R S 4 8 5 通信协议,从 控制柜采集各种工作信号和监控信 号 传 送到 触 摸 屏 电 脑 中; 远 程 电 脑 作 为 主 控 端 对 本 地 电 脑(被 控端)的 操作进行控制。控制功能包括系统 工 作 参 数 的 设 定 、工 作 模 式 的 设 定 、
(1)控制柜带触电保护功能,保 障操作者的安全。
(2)操作者在本地打开控制柜门 时,本地电脑和远程电脑的屏幕将报 警提示,不能再操纵系统的工作。 3.11 可满足各种需求的监测功能
(1)环境温度监测功能; (2)降雪状态及传感器工作状态 监测; (3)供电电源的电压、频率监测; ( 4 ) 总 消 耗 功 率、电 流 监 测; (5)各道岔加热回路电压、电流、 消耗功率监测; (6)各道岔加热回路的每相电路 的绝缘电阻测试; (7) 各回路接触器的工作技术监测。
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西宁(或拉萨)的融雪设备终端服务 器提供各站交流电停电的信息。
(2)融雪设备将采集到的下雪信 息通过一定的方式传送给终端服务器。
动力及转换模块加热单元仅根据温度 控制,轨枕加热单元工作条件与融雪 系统相同。 3.9 优化的个性化方案
系统设计可以根据每个车站和道 岔的不同情况,采用不同功率、不同 长度的加热元件和控制参数,以达到 节能、高效、快速融雪的目的。系统 除对自然降雪和结冰自动融化外,还 可以对外来的积雪(如风刮来的、列 车经过时坠落的积雪等)及时感应、 自动融化。 3.10 多种人性化的安全措施
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年应用,该装置于 1999 年 12 月通过 广泛使用,整个加热系统的系统功能
了铁道部组织的技术鉴定,并已在北 成熟。目前 P I N T S C H A B E N 公司在
为了保证行车安全畅通,设备应 选用高可靠、免维护、少维修以减轻 电务人员的工作强度,保证道岔尖轨
与基本轨间处于无雪、无冰状态,道 岔转动灵活,与基本轨保持密贴。为 保证设备使用的有效性,首先对设备 在高原环境的工作性能进行专题试验 研究,并根据试验成果制定相应的改 进措施,再在全线工程应用中推广, 构成适合于青藏铁路实际需求的道岔 自动融雪系统。
道岔安装全景
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加热元件安装
系统各单元工作的优化等;将系统 设为自动模式,即可实现远程自动 控制。
(2)通过远程触摸(控制)屏实 现远程人工控制。按上述方案将主控 电脑和被控电脑连接后,在主控电脑 上可以任意操作加热系统的开关、每 个道岔甚至每个加热单元的开关,实 现个性化的控制。 3.2 本地控制功能
(3)融雪设备通过综合分析以上 信息,可采取自动限制加热或人工限 定加热方式。 4.2 限制加热方案
(1)在停电且下雪的情况下,将 关键道岔处于加热状态,尽量减少道 岔加热组数,以减少功耗。
(2)这种限制加热方案实现较为 方便、节能,特别是在备用电源供电 的情况下能够延长供电时间。
(3)系统只对关键道岔进行限制 加热,对会车股道造成限制,对运输 组织产生一定影响。
阿尔卑斯山福尔卡铁路也装有
(1) 安全等级的测试;
W O L F F 公司的多套加热系统。上
(2) 加热元件的效能测
述地区的降雪量与青藏铁路的情况 试;
接近。
(3) 室外设备故障试验
1.2.2 荷兰PINTSCH ABEN 公司
(包括加热元件的短路、断
荷兰 P I N T S C H A B E N 公司在道 线等);
1 道岔融雪设备简介
道岔融雪设备主要有以下几种: 电热式、燃气加热式、热风式、压缩 空气式、喷灯加热式、温水喷射式、温 水循环式和洒水式。其中应用最多最 广的是电热式和燃气加热式两种。 1.1 我国道岔融雪设备
目前,我国铁路道岔融雪设备主 要有沈阳铁路局吉林科学技术研究所 研制的“道岔电热除雪装置”。经过多
西班牙、比利时和卢森堡等国家的铁 靠性高。在青藏铁路选择 W O L F F 公
路 中 被 广 泛 使 用 。 该 系 统 应 用 在 德 司的产品,在一个试点站进行融雪设
国、奥地利、瑞士等阿尔卑斯山区及 备试验和研究,制定出适合格拉段特
西班牙的高原地区。
殊环境和需求的融雪技术条件,为下
W O L F F 公 司 的 道 岔 加 热 融 雪 阶段全线工程设计、施工和运营维护
人工开启方式,缺少自动及远程控制 温度、降雪状态和加热融雪系统的工
功能,适合在有人值守的车站使用。 作状态等参数,适应现代铁路高速、
同时设备无故障诊断功能,可靠性相 安全、高度自动化等要求。
对较低。
1.3 初步结论
1.2 国外道岔融雪设备
(1)青藏铁路融雪制式采用电加
1.2.1 德国 WOLFF公司融雪设备 热式是一种切实可行的方法。
WOLFF (沃尔夫)公司是专业生
(2)经过对国内外道岔融雪产品
产道岔电加热融雪系统的德国公司。 及技术多方的考察和比较,从技术、
该公司同德国铁道股份公司有 20 多 价格、业绩方面的分析,认为德国
年的合作,并且是道岔加热融雪系统 W O L F F 公司的产品设计先进,功能
的第一供应商。其产品在德国、瑞士、 齐全、安装及操作简便、性能好、可
岔加热领域里已有 20 年的历史,在俄
( 4 ) 控制柜和自动温
罗斯、德国、荷兰等 12 个国家和地区 度、湿度、雪探测器工作情
况试验测试; (5)控制设备的故障报警及诊断
测试; (6)加热控制与道岔转换控制的
关系试验; (7)不同控制方式(自动、手动)
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