实现单路输入电源的高压脉冲轨道电路分上下行停电监督信号所守望者QC小组中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司2016年12月一、小组概况小组名称信号所守望者QC小组课题类型攻关型成立日期2016.01注册号课题名称实现单路输入电源的高压脉冲轨道电路按上下行咽喉停电监督平均接受TQC教育时间48小时以上活动次数6次小组精神技术先进 质量一流 精益求精 顾客满意活动时间二一六年一月至二一六年十二月小组成员表序号姓名性别年龄文化程度职称职务组内分工1刘登男26研究生助工组长方案落实2齐华女52大学高工组员方案落实3徐丽洁女56大学高工组员方案落实4陈玉泉男大学高工组员方案落实5孙志勇男大学工程师组员方案落实6黄兰州男大学工程师组员方案落实7刘艳杰女33大学高工组员组织协调8张博男32大学高工组员方案落实二、选题理由轨道电路是用来检测轨道空闲与否的基本装置，是信号联锁的重要技术条件，是保障列车安全运行的重要设备之一，在铁路信号系统中有着重要的地位。既有普速铁路站内使用的轨道电路制式主要有：25HZ相敏、25HZ交流计数、高压脉冲、JZXC-480等，各制式的轨道电路都有各自的特点及适用环境。在电气集中电路中，轨道电源瞬间停电后又恢复供电后，由于各轨道继电器动作时间的特性差异，可能使正处于锁闭状态的进路错误解锁，为了防止这类安全隐患，采取正确有效的轨道停电监督措施是尤为重要的。本次的QC活动，我们小组就针对目前南同蒲线侯马至风陵渡段电气化扩能改造工程中，部分车站站内主要采用25HZ相敏轨道电路，而少量分路不良的非电码化区段采用高压脉冲轨道电路，电源屏分上下行提供两束25HZ轨道电源，却仅提供了一束50HZ工频轨道电源的情况，将“实现单路输入电源的高压脉冲轨道电路按上下行咽喉停电监督”作为小组活动的课题。活动计划时间内容2016年12月34月59月1012月现状调查设定目标分析原因确定要因制定对策实施对策检查效果巩固措施总结回顾三、现状调查/案例分析目前我们正在实施的改建铁路南同蒲线侯马至风陵渡段电气化扩能改造工程，全线共20个车站。其中有5个车站的正线和侧线股道的轨道电路采用25HZ相敏型，而一些非电码化的分路不良区段采用的却是高压脉冲轨道电路（数量统计见表1）。由于这两种轨道电路的原理存在一定的差异，且通常情况下两种轨道电路电源的频率也不相同，所以就需要对它们分别实施停电监督。表1 车站轨道电路统计表站名 制式区段数量25HZ相敏高压脉冲水头1送1受861送2受24蒲州1送1受651送2受32半坡村1送1受1051送2受13董村1送1受731送2受22礼元1送1受29111送2受511送3受02在通常情况下，轨道电路的输入电源都是按上下行咽喉分两束独立供应的。这样当某一咽喉的轨道电源因故障或检修维护而停电时，另一咽喉的轨道电路可以不受影响，继续正常使用，从而不会影响另一咽喉的行车作业。当上下行咽喉的轨道电路分别供电时，轨道电路停电监督组合(GT)的上下行停电监督继电器(STDJ/XTDJ)分别监督上行和下行的轨道输入电源。例如当下行方向轨道区段停电时，XTDJ失磁落下，继而使得XGDJ失磁落下，通过联锁采集，产生下行咽喉轨道电源停电报警。上行咽喉的轨道停电监督也是同理。从而实现上下行咽喉分别监督，如果某一咽喉的轨道停电，不会影响全站，在保证了安全的前提下提高了车站的作业效率。25HZ轨道停电监督电路原理图如下所示：图1 25HZ相敏轨道电路轨道停电监督原理图但是在南同蒲电气化扩能改造工程中，如表1所统计的五个车站，考虑到站内高压脉冲轨道区段数量较少，因此电源屏仅提供了一束50HZ 220V电源给高压脉冲轨道区段使用，这样上下行咽喉的高压脉冲轨道电路的输入电源理论上就是同一束，也就说明高压脉冲轨道区段不能按上下行分别供电及停电监督。并且通过现场核实以及跟电源屏厂家沟通，现场的电源屏不提供输入电源停电告警干接点来驱动停电监督继电器，从而无法实现轨道电源停电的内监督。四、确定目标根据现场的实际情况以及侯马电务段提出的设计要求，为了保障站内轨道电路的故障导向安全，以及方便日后轨道电路的检修和维护，并保持全站轨道电路供电及停电监督方式的一致性，我们小组确定了本次活动的目标是：通过电路的设计实现高压脉冲轨道电路按上下行咽喉分别供电以及实施停电监督；并设计电路实现高脉轨道电源停电的外监督。五、原因分析本小组针对本工程设计中存在的具体问题进行了细致的因果分析，通过讨论确定了导致问题的主要因素，并根据相关因素绘制出树图如下：图2 原因分析树图六、确定要因针对以上导致问题的原因，QC小组逐条进行了确认。1， 末端因素一：找不到可以借鉴的设计经验由于在以往的改造工程中没有遇到过类似情况，所以可以提供参考的设计经验有限。再加上为了培养锻炼年轻人，部分较小车站的联锁图纸交由一些年轻同志负责，在遇到具体问题后，解决问题的思路也不够清晰。但是相信通过组织QC小组的专业培训以及定期的研讨，再加上经验丰富的同志的传授以及年轻同志的积极学习，完全可以克服困难，所以该因素为非要因。2， 末端因素二：电源屏不能满足车站的实际需求从设计的角度来看，如果车站上下行咽喉都存在高压脉冲区段的话，提供两束独立电源，分别供上下行咽喉的轨道区段使用会更利于电源的合理分配，当某一咽喉出现故障需要维护时，故障排查及故障处理时也不会影响另一咽喉的作业，有利于提高车站作业效率。但是从资源的合理利用来看，某些较小车站的高压脉冲轨道区段可能只有八个或更少，用电量的需求不大，更有某些车站的高脉区段主要集中在一个咽喉侧，而另一咽喉可能就只有一两个区段，仅仅为这一两个区段再单独提一束电源的话，会有一定的浪费。也有一些车站的电源屏为利旧使用，也仅能提供一束50HZ 220V 电源了，所以也存在客观条件不能改变的情况。所以该因素也为非要因。3， 末端因素三：供电电路的设计既然车站仅能提供一束50HZ 220V电源给高压脉冲区段使用，如果按照以往的设计经验，电源从电源屏引出直接供轨道送受电设备使用。那么上下行咽喉的高脉轨道电源就是相同的，那么停电监督也就只能监督一束电源，这样就与25HZ相敏轨道电路的停电监督方式不一致。如若能够改变高压脉冲轨道区段的供电电路，把轨道电源变成两束，这样就能分别供电和监督，从而能够保证同一车站轨道电路电源停电监督方式的一致性。是要因。4， 末端因素三：监督方式的设计既然电源屏不提供输入电源停电告警干接点来驱动停电监督继电器，那么电源屏停电内监督电路也就无法实现，所以必须设计新的外监督电路来监督高压脉冲轨道电源，并将其停电监督继电器的节点条件与25HZ轨道电源停电监督继电器的节点条件串连起来，从而实现车站轨道电源停电的统一监督。是要因。七、制定对策在确定主要原因之后，小组通过研讨针对要因制定了相应对策，详见对策表：表2 对策表要因对策WHAT目标WHY措施HOW地点WHERE时间WHEN负责人WHO供电电路的设计结合实际条件设计高压脉冲轨道区段的供电电路实现高压脉冲轨道区段分上下行咽喉分别供电1、 对于高脉轨道区段数量少于10个的车站，使用25HZ轨道电源给高压脉冲轨道区段供电。2、 对于高脉轨道区段不少于10个的车站，通过增加断路器把单束电源分成两束，分别供给不同咽喉的轨道区段使用。通号院信号所设计室16-6-1齐华，孙志勇，徐丽洁，刘登停电监督电路的设计设计外监督电路对高压脉冲轨道电路电源实施停电监督实现输入电源的外监督使用电源屏交流继电器（JJC-400）来监督输入电源，再通过缓吸电路来驱动复示继电器，采集复示继电器的接点条件通号院信号所设计室16-6-1齐华，孙志勇，徐丽洁，刘登八、实施对策1、 高压脉冲轨道区段数量少于10个的车站实施 将25HZ 220V轨道电源作为高压脉冲轨道电路的输入电源 高压脉冲轨道电路可以使用频率为25HZ或50HZ的220V电源作为输入电源，如果车站里高压脉冲轨道区段少于十个，经过负载的核算，25HZ轨道电源可以满足25HZ相敏轨道电路及高压脉冲轨道电路的用电需求。所以在这种情况下，高压脉冲轨道区段和25HZ相敏轨道区段就共用25HZ轨道电源，并按上下行咽喉分别供电，然后把原本提供给高压脉冲轨道区段使用的50HZ电源作为交流220V备用电源。这样两种制式轨道区段的停电监督就统一为对25HZ轨道电源的监督，监督电路图及高压脉冲轨道电路原理图如下所示(其中GJZ220(S), GJF220(S), GJZ220(X),GJF220(X)分别为上下行咽喉的轨道电源)：图 轨道停电监督电路图图 高压脉冲轨道电路原理图2、 高压脉冲轨道区段数量不少于10个的车站实施 通过增加断路器将输入电源分成两束，分别供上下行咽喉轨道区段使用，并单独设计高压脉冲轨道电源停电监督电路当高压脉冲轨道区段数量较多时，用电量的需求就会相应增加，如果还用25HZ轨道电源来供电的话，可能会导致负载过高，所以需要单独给高脉区段供电。我们就通过增加断路器的方式来将单路输入电源分成两束，分别供给上下行咽喉的轨道区段使用，高压脉冲轨道柜的电源层配线图如下所示：图 高压脉冲轨道架电源层端子配线图 GM1和GM2为高压脉冲轨道柜，下行咽喉的高脉轨道电路的发送和接收设备都布置在GM1架上，而上行咽喉的发送和接收设备都布置在GM2架上，50HZ轨道电源从电源屏引出，接到GM1和GM2的四柱端子上，然后将电源正极(JZ220)引接至TDJD熔断器，从下行咽喉TDJD熔断器引出的电为JZ220(X)，分别供下行咽喉的高压脉冲接收和发送设备以及下行咽喉停电监督电路使用，上行咽喉同理。这样单路输入电源通过两个TDJD熔断器后变成两束电，分别供上下行咽喉的轨道区段使用，然后通过监督TDJD熔断器之后的电源来对上下行分别实施停电监督。3、 停电监督电路的设计实施： 以下行咽喉的停电监督为例：轨道电源经TDJD熔断器后驱动电源屏交流继电器(MXGDJ 型号为JJC-400)，再把MXGDJ的两组节点串进一个由电阻和电容组成的缓吸电路中然后驱动复示继电器(MXGDJF 型号为JWXC-1700)，高脉区段的停电监督电路图如下所示：图 高压脉冲轨道停电监督图最后把MXGDJF的接点条件与25HZ轨道电源停电监督继电器(TDJ1)的接点条件串接起来作为下行咽喉轨道电源停电与否的判断依据，如下图所示：图 车站停电监督电路图上行咽喉的停电监督电路也同理，联锁则分别采集SGDJ和XGDJ的接点条件，如果继电器失磁落下，则表明所对应咽喉的轨道电源停电。九、效果检查我们在南同蒲电气化扩能改造工程中，用此设计方案在水头、蒲州等车站进行实施。水头