1、電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則中國鐵路通信信號集團(tuán)公司2010年5月目錄1總則12基本規(guī)定13設(shè)計(jì)專業(yè)分工24使用區(qū)域建議25區(qū)域劃分及加熱功率配置原則36系統(tǒng)組成及工作原理67系統(tǒng)各部分功能及配置原則88供電電源109電纜及信息通道1010 站前預(yù)留1111 接地11電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1 總則1.0.1 為統(tǒng)一電加熱道岔融雪系統(tǒng)（以下簡稱道岔融雪系統(tǒng)）工程設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確各設(shè)計(jì)專業(yè)職責(zé)和接口， 使系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，制定本設(shè)計(jì)原則。1.0.2 本設(shè)計(jì)原則適用于鐵路客運(yùn)專線，其它線路可參照執(zhí)行。1.0.3 道岔融雪系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)原則上應(yīng)滿足科技運(yùn)200836 號

2、客運(yùn)專線鐵路信號產(chǎn)品暫行技術(shù)條件電加熱道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備的要求。1.0.4 道岔融雪系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本設(shè)計(jì)原則要求外，還應(yīng)符合國家及鐵路現(xiàn)行的有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 基本規(guī)定2.0.1 道岔融雪系統(tǒng)是道岔轉(zhuǎn)轍系統(tǒng)的基本組成部分之一。由遠(yuǎn)程控制終端、車站控制終端、電氣控制柜、隔離變壓器、接線盒、電加熱元件及固定卡具、 氣象站、軌溫傳感器、連接線纜和信息通道等組成。當(dāng)發(fā)生降雪或溫度變化時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)或人工啟動(dòng)電加熱融雪電路，保證道岔正常轉(zhuǎn)換。2.0.2 道岔融雪系統(tǒng)適用于電氣化和非電氣化牽引區(qū)段各種類型的道岔。2.0.3 道岔融雪系統(tǒng)解決道岔尖軌、心軌、外鎖閉等活動(dòng)部分的積雪結(jié)冰問題。2.0.

3、4 道岔融雪系統(tǒng)能滿足暴雪天氣下道岔轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的融雪需要。2.0.5 為對軌道電路的干擾，加熱融雪電路應(yīng)采用變壓器進(jìn)行隔離。2.0.6 安裝的室外設(shè)備應(yīng)盡量減少對工務(wù)大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)的影響。2.0.7 安裝的電加熱元件和固定卡具不得影響道岔正常轉(zhuǎn)換。3 設(shè)計(jì)專業(yè)分工3.0.1 信號專業(yè)為道岔融雪系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的牽頭單位，在通信、電力、路基等相關(guān)專業(yè)的配合下，完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。3.0.2 信號專業(yè)的設(shè)計(jì)容包括：1 根據(jù)用戶需求，結(jié)合實(shí)際情況確定系統(tǒng)總體控制方案。2 根據(jù)氣候和道岔類型確定加熱功率和電加熱元件安裝方式，選擇合適的電加熱元件及安裝卡具、 隔離變壓器，形成室外設(shè)備安裝圖。3 根據(jù)站場情況確

4、定電氣控制柜的個(gè)數(shù)和位置、電氣控制柜至隔離變壓器間的電纜規(guī)格及走線，形成道岔融雪系統(tǒng)電纜徑路圖。4 根據(jù)車站控制終端與電氣控制柜間的通信方式，選擇合適的通信介質(zhì)及電纜走線。5 向通信專業(yè)提供通道要求。6 向電力專業(yè)提供用電需求。7 向路基專業(yè)提供站前預(yù)留要求。8 匯總通信專業(yè)、電力專業(yè)的設(shè)計(jì)文件。3.0.3 通信專業(yè)根據(jù)信號專業(yè)提供的輸入資料，為道岔融雪系統(tǒng)預(yù)留遠(yuǎn)程控制的通道和接口。3.0.4 電力專業(yè)根據(jù)信號專業(yè)提供的輸入資料，為道岔融雪系統(tǒng)室外設(shè)備提供電源，電源送至各電氣控制柜的電力輸入端子。3.0.5 路基專業(yè)根據(jù)信號專業(yè)提供的輸入資料，為道岔融雪系統(tǒng)預(yù)留設(shè)備安裝基礎(chǔ)、電纜槽道和過軌通道

5、。4 使用區(qū)域建議4.0.1 當(dāng)冬季氣溫低于0 度或接近 0 度時(shí)出現(xiàn)降雪天氣，道岔軌面就會(huì)產(chǎn)生積雪或結(jié)冰現(xiàn)象，會(huì)造成道岔轉(zhuǎn)換困難，存在安全隱患，建議這些地區(qū)的鐵路安裝道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備。4.0.2 根據(jù)我國的氣候特點(diǎn)，建議安裝道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備的區(qū)域如下：1 我國的嶺 -淮河一線（ 0 度等溫線）以北地區(qū)，即東北地區(qū)、華北地區(qū)、華中地區(qū)的北部、西北地區(qū)、西南地區(qū)的及高海拔地區(qū)，冬季平均氣溫低于 0 度，冬季降水以降雪為主，降雪日數(shù)約為 20-100天或以上。經(jīng)過這些地區(qū)的鐵路， 應(yīng)在冬季廣泛采用道岔道岔融雪系統(tǒng)。尤其是客運(yùn)專線、動(dòng)車停靠站及大型編組站，道岔道岔融雪系統(tǒng)應(yīng)作為必上項(xiàng)目。2 我國的嶺

6、 -淮河一線（ 0 度等溫線）以南的江淮地區(qū)，以及西南地區(qū)的省高原部分、省山區(qū)等地區(qū)，冬季平均氣溫在0 度左右，降雪日數(shù)約為 5-20 天。江淮地區(qū)冬季降水以降雨和降雪兩種為主。可酌情考慮安裝道岔道岔融雪系統(tǒng)。省及省部分地區(qū)因其獨(dú)特的地形特征，冬季極易產(chǎn)生寒潮、雨凇（凍雨）等冰凍氣象災(zāi)害，建議安裝道岔道岔融雪系統(tǒng)。3在長江以南的大部地區(qū)，冬季平均氣溫均在5 度以上；冬季降水主要以降雨為主，降雪很少 ,但當(dāng)極端最低氣溫低于 0 度時(shí)，出現(xiàn)凍雨和霜凍影響道岔轉(zhuǎn)換， 這些地區(qū)建議在高等級線路上安裝道岔道岔融雪系統(tǒng)，其它普通線路可酌情考慮安裝。5 區(qū)域劃分及加熱功率配置原則5.0.1 道岔融雪系統(tǒng)使用

7、區(qū)域可劃分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和其它地區(qū)。1 嚴(yán)寒地區(qū)是指我國冬季 0 度等溫線以北、極度氣溫在 -20C 以下的地區(qū)，包括我國東北、西北及地區(qū)（即東北三省、北部、 、等地區(qū)）。2 寒冷地區(qū)是指我國冬季 0 度等溫線以北、極度氣溫在 -20C 以上的地區(qū)，包括華北、中原地區(qū)（即、南部、 、和地區(qū)）。3 其它地區(qū)是指除嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)以外的地區(qū)，包括我國冬季0度等溫線以南的廣區(qū)。5.0.2 按照道岔融雪系統(tǒng)能滿足暴雪天氣下道岔轉(zhuǎn)換系統(tǒng)融雪需要的要求，各地區(qū)道岔加熱功率可參照以下原則配置：1 嚴(yán)寒地區(qū)（1） 道岔尖軌部分：尖端35m 單位平均加熱功率不低于750W/m，其余不低于 450W/m。（2

8、） 心軌部分：單位平均加熱功率不低于350W/m。（3） 外鎖閉部分：a）無砟道床：每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于2000W。b）有碴道床：牽引點(diǎn)處為鋼枕的道岔， 每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于 2000W；牽引點(diǎn)處為砼枕的道岔，每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于 1000W。2 寒冷地區(qū)（1）尖軌部分：尖端35m 單位平均加熱功率不低于450W/m，其余不低于 300W/m。（ 2） 心軌部分：單位平均加熱功率不低于 350W/m。（ 3） 外鎖閉部分：a）無砟道床：每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于1000W。b）有碴道床：牽引點(diǎn)處為鋼枕的道岔， 每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于 1000W；牽引點(diǎn)處為砼枕的道岔，每個(gè)牽引點(diǎn)加熱

9、功率不低于 500W。3 其他地區(qū)（ 1） 尖軌部分：單位平均加熱功率不低于 300W/m。（ 2） 心軌部分：單位平均加熱功率不低于 350W/m。（ 3） 外鎖閉部分：a）無砟道床：每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于1000W。b）有碴道床：牽引點(diǎn)處為鋼枕的道岔， 每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于 1000W；牽引點(diǎn)處為砼枕的道岔，每個(gè)牽引點(diǎn)加熱功率不低于 500W。5.0.3 各種類型道岔尖軌部分、心軌部分、外鎖閉部分加熱長度及部位可參照以下原則：1 尖軌部分：原則上加熱長度過最后一個(gè)頂鐵，在特殊情況下，至少過最后一個(gè)牽引點(diǎn)。2 心軌部分：原則上加熱長度過最后一個(gè)頂鐵，在特殊情況下，至少過最后一個(gè)牽引點(diǎn)。

10、3 外鎖閉部分：無砟道床加熱長度兼顧到整個(gè)外鎖閉部分及連接桿處，有碴道床兼顧到兩側(cè)外鎖閉部分。5.0.4 各種類型道岔加熱功率參考值見表5.1 所示。5.1 各種類型道岔加熱功率參照表序號道岔類型加熱功率（ KW ）嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)其它地區(qū)19 號單開道岔8.75.33.4212號單開道岔（鎖）14.08.76.8312號單開道岔（外鎖）16.010.78.8412號單開道岔（可動(dòng)心）20.213.912.0518號單開道岔（普速）19.815.014.2618號單開道岔（客專）24.219.418.6738號單開道岔46.133.231.3842號單開道岔56.041.239.3918號單開

11、道岔（ BWG ）25.918.716.81039號單開道岔（ BWG ）61.344.642.71118號單開道岔（科吉富）31.522.420.51241號單開道岔（科吉富）50.035.233.3139 號復(fù)交道岔（鎖）25.718.815.01412號復(fù)交道岔（鎖）28.922.018.21512號復(fù)交道岔（外鎖）34.928.024.26 系統(tǒng)組成及工作原理6.0.1 道岔融雪系統(tǒng)設(shè)備由遠(yuǎn)程控制終端、車站控制終端、電氣控制柜、隔離變壓器、接線盒、電加熱元件及固定卡具、氣象站、軌溫傳感器等組成。6.0.2 道岔融雪系統(tǒng)工作原理框圖見圖6.1 所示。電氣控制柜是整個(gè)系統(tǒng)的主要部件，安裝在

12、車站咽喉區(qū)， 電力電源從電力貫通線或接觸網(wǎng)引入到電氣控制柜，經(jīng)過電氣控制柜部的開關(guān)組件后，由電力電纜輸送至道岔旁的隔離變壓器，再經(jīng)隔離變壓器隔離變壓后，輸送給安裝在道岔上的電加熱元件加熱道岔，以達(dá)到融雪除冰的目的。遠(yuǎn)動(dòng)控制終端通道車站控制終端 (n)電電信號電纜力力氣象站電電電氣控制柜 (n)源纜圖6.1電力電纜隔離變壓器 (n)電力電纜電加熱元件 (n)道岔融雪系統(tǒng)工作原理框圖軌溫傳感器系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程、 車站、現(xiàn)場三級控制模式。電氣控制柜置一個(gè)可編程控制器，通過采集氣象站檢測的雨雪信息、 軌溫傳感器檢測的加熱道岔溫升信息， 根據(jù)預(yù)設(shè)的加熱方案， 確定是否需要開啟道岔加熱系統(tǒng)。雪天時(shí)自動(dòng)開啟加熱

13、系統(tǒng)，雪天后自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)，在加熱過程中，系統(tǒng)根據(jù)鋼軌的溫升情況和設(shè)置的門限值， 間歇性的對道岔加熱，使其軌溫保持能夠達(dá)到融雪條件的圍。 電氣控制柜與車站控制終端通過鐵路信號電纜進(jìn)行信息傳輸， 在車站控制終端， 可以查看全站系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、 設(shè)置系統(tǒng)工作參數(shù)和人工干預(yù)加熱設(shè)備啟停等， 同時(shí)車站控制終端通過鐵路信息通道將信息傳送至遠(yuǎn)動(dòng)控制終端， 在遠(yuǎn)動(dòng)控制終端，可以查看全線系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、 設(shè)置系統(tǒng)工作參數(shù)和人工干預(yù)全線加熱設(shè)備啟停等。6.0.3 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制需使用鐵路專用信息通道，帶寬 2M/S，由通信機(jī)械室接入。7 系統(tǒng)各部分功能及配置原則7.0.1 遠(yuǎn)動(dòng)控制終端安裝于調(diào)度中心，利用鐵路專用信

14、息通道與各站控制終端通信，實(shí)現(xiàn)對全線各站的融雪設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控。7.0.2 車站控制終端每站設(shè)車站控制終端 1 套，對該車站的所有電氣控制柜及其加熱電路進(jìn)行實(shí)時(shí)控制監(jiān)督。同時(shí)在車站控制終端設(shè)備上配有應(yīng)急操作盤，可用于自動(dòng)控制故障甩開自動(dòng)控制，人工啟停該站的融雪設(shè)備，以保證融雪設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)故障情況下正常工作。7.0.3 電氣控制柜1 電氣控制柜用于控制現(xiàn)場道岔加熱系統(tǒng)的啟停、信息采集及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和參數(shù)設(shè)置。 控制柜的控制模塊通過信號電纜與車站控制終端進(jìn)行通信。控制柜的供電分支回路數(shù)按 12 路設(shè)計(jì)，供電分支回路主要器件由空氣開關(guān)斷路器、 漏電開關(guān)及交流接觸器組成， 以實(shí)現(xiàn)分支回路短路、過載

15、、漏電保護(hù)以及回路的開斷控制等功能。2 電氣控制柜設(shè)有控制模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，該開關(guān)是帶零位的三位開關(guān)，由人工設(shè)定 ,可分別給定自動(dòng)、手動(dòng)和閉鎖模式。3 控制柜 12 個(gè)供電分支回路分別給 12 個(gè)隔離變壓器供電，隔離變壓器的容量大小、 數(shù)量多少根據(jù)道岔加熱所需的電功率容量計(jì)算確定。由于實(shí)際站場道岔大都混合分布，為了減少送電電纜壓降，設(shè)計(jì)一般依據(jù)就近原則， 一個(gè)控制柜會(huì)同時(shí)控制幾種類型道岔， 這樣由于受道岔布局限制，控制柜供電回路就可能出現(xiàn)空閑回路7.0.4 氣象站每個(gè)車站設(shè)置一套氣象站， 安裝于任一電氣控制柜頂部，用于檢測本站的氣溫和雨雪狀況， 氣象站將檢測到的雨雪信息通過信號電纜送至電氣控制柜的

16、控制模塊。用于自動(dòng)開啟和關(guān)閉系統(tǒng)。7.0.5 軌溫傳感器每臺電氣控制柜配置1 套軌溫傳感器，就近安裝于裝有電加熱元件基本軌軌底，具體位置距離尖軌尖端23 米處，用專用卡具固定，用于監(jiān)測加熱鋼軌的溫度情況。7.0.6 隔離變壓器為了保證軌道電路正常工作和人身安全，系統(tǒng)在電氣控制柜與電加熱元件間設(shè)有隔離變壓器。1 隔離變壓器容量： 515 KVA。2 隔離變壓器一、二次電壓：（ 1）一次：單相 AC 220V 50HZ（ 2）二次：單相 AC 220V 50HZ3 效率：不低于 90% 。4 瞬態(tài)特性：在額定電壓和額定負(fù)載下，為減少?zèng)_擊，接通加熱電路瞬間的沖擊電流應(yīng)不大于額定電流的 10 倍。7.

17、0.7 電加熱元件1 電加熱元件是道岔融雪系統(tǒng)的關(guān)鍵件，它安裝在道岔的尖軌部分、可動(dòng)心軌部分和外鎖閉部分，用于對道岔加熱除雪。2 電加熱元件截面為扁平狀，和鋼軌、滑床板等接觸面為平面。3 電加熱主要技術(shù)參數(shù)要求如下：（ 1）額定工作電壓： AC 220V 50HZ ；（ 2）額定加熱功率： 200 W/m600W/m ；（ 3）電熱轉(zhuǎn)換效率不小于 96% ；（ 4）加熱電阻對外層導(dǎo)熱金屬間施加 1 250V/50Hz 正弦交流電壓1min，無擊穿現(xiàn)象；（ 5）在正常的試驗(yàn)環(huán)境下用 500V 搖表測試，電加熱元件電阻絲和外層間絕緣電阻應(yīng)不小于 25M 。8 供電電源8.0.1 道岔融雪系統(tǒng)屬二級

18、負(fù)荷，至少應(yīng)有一路可靠電源供電。8.0.2 室外道岔融雪設(shè)備用電原則上不從接觸網(wǎng)取電，每個(gè)咽喉區(qū)設(shè)立專用電力變壓器。8.0.3 室設(shè)備用電送至控制終端輸入端子，電源規(guī)格：AC220V 50Hz500W。8.0.4 室外設(shè)備用電送至各電氣控制柜輸入端子，電源規(guī)格：三相AC380V 50Hz ，用電功率根據(jù)道岔實(shí)際加熱功率計(jì)算，并留有一定的余量。8.0.5 凡引入三相交流電源時(shí)，在設(shè)計(jì)中各相應(yīng)力求平衡，以改善三相電源的使用條件。9 電纜及信息通道9.0.1 電力電纜1 電氣控制柜輸出端子至隔離變壓器一次側(cè)之間采用電力電纜，根 據(jù) 用 電 功率 和 傳 輸 距離 選 用 2*4mm2 2*25mm2 等 系列 的GZR-VV22 電力電纜。2 隔離變壓器箱至電加熱元件的連接電纜由加熱元件自帶，長度為一般為 10 米。9.0.2 信息傳輸電纜1 車站控制終端至各電氣控制柜的控制信息傳輸電纜，規(guī)格為：SPTYWPL 23 8B；2 車站控制終端至通信機(jī)械室的控制電纜，規(guī)格為：五類防水非屏蔽雙絞線（網(wǎng)線）；3 電