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1、石家庄铁道大学毕业设计仙人洞站双线轨道电路电缆径路图及控制台面图设计The Design Of Two-track Circuit Cable Pathways Map and The Console View Of Xianrendong Station 2013届 电气工程 系专业 自动化 学号 学生姓名 指导老师 完成日期2013年5月27日毕业设计成绩单学生姓名学号班级专业自动化毕业设计题目仙人洞站双线轨道电路电缆径路图及控制台面图设计指导教师姓名指导教师职称讲师评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩:院长(主任) 签字:年 月 日毕业设计任务书题目仙人洞站双线轨道电
2、路电缆径路图及控制台面图设计学生姓名学号班级专业自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称讲师一、设计内容:1. 按照技规要求分析站场设计的合理性。2. 依据给定站场对双线轨道电路及电缆径路图、控制台面图进行设计。二、设计条件: 提供仙人洞站站场信号平面图一张(纸质)。三、基本要求:1. 绘出站场信号平面布置图;2. 设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图;3. 对所设计电路详尽分析;4. 应用autoCAD完成三张A4的图纸;5. 设计说明书一万字以上;6. 完成3000字的专业英文翻译。四、主要参考文献1 王永信.车站信号M.北京:中国铁道出版社,2010.2 中国铁路通信信号总
3、公司研究设计院.铁路工程设计技术手册M.信号.北京:中国铁道出版社,1993.3 马桂贞.铁路站场及枢纽M.成都:西南交通大学出版社,2003.4 阮振铎.铁道信号设计与施工M.北京:中国铁道出版社,2008.五、进度计划1.第1-2周 调研、收集材料2.第3-4周 分析、确定方案3.第5-7周 按照设计要求进行设计4.第8周 中期答辩周 5.第9-14周 写毕业设计论文6.第15-16周 毕业答辩教研室主任签字时间 年 月 日毕业设计开题报告题目仙人洞站双线轨道电路及电缆径路图设计学生姓名学号班级专业自动化一、研究的背景在铁路发展史上,铁路信号具有举足轻重的地位。铁路信号是铁路运营的耳目,它
4、的主要功能是保证行车安全。关于安全条件的检查,最初是靠运营管理措施来保证的,随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步,保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡,以至发展成今天的自动控制系统。随着铁路信号技术的发展和应用,铁路信号已成为提高运输效率、实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条件的重要技术手段。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。6502电气集中联锁系统即为车站信号控制系统,它是一个安全继电集中联锁系统。6502工程设计中,主要包括车站信号平面布置图、联锁表、双线绝缘
5、轨道电路布置图、电缆径路图和电缆网络图、控制台盘面布置图、控制台零层端子配线图、控制台电源配线图、组合连接图及排列表、室外电缆配线图等内容。二、国内外的研究现状世界上第一个电气集中于1929年在美国出现,20世纪40年代各国开始使用,50年代早期成熟并大量推广,60年代改进并完善,70年代进一步得到发展。电气集中电路,各国都趋于按进路构成,以按钮方式最为普遍。70年代以来,随着控制范围的扩大,控制方式有所改进,逐步发展为控制和表示分开的方式,有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离,还采用了进路预办和自动排列进路的方式,增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外,还以
6、电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。1942年,我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年,衡阳站安装了按钮式大站电气集中。1973年,6502电气集中被正式批准为定型电路,并在全国各类车站推广使用。 三、研究设计方案:1.根据技规分析给出站场设计的合理性。2.在熟练掌握AutoCAD绘图工具的基础上,根据仙人洞站站场信号平面图,利用AutoCAD画出双线轨道电路及电缆径路图和控制台面图。一般的电缆径路图包括的内容包括轨道电路机型的配置、轨道电路
7、送、受电端的布置、室外电缆网络连接设备的类型和位置、室外信号设备的串接顺序和电缆径路、每根电缆长度和芯数等。3.分析绘出的站场信号平面布置图、设计的双线轨道电路图及电缆径路图和控制台面图,并且对所设计电路详尽分析。四、预期结果绘出站场信号平面布置图,设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图,对所设计电路详尽分析,对双线轨道电路的电缆径路图和控制台控制进行分析说明,包括电缆箱盒的设置地点,电缆的选择,和各种设备之间宽度进行阐述。指导教师签字时 间 年 月 日摘要铁路信号是组织指挥运行、保障行车安全、提高运输效率、传递信息、改善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号系统是为保证运输安全、高效而诞生
8、和发展的,系统的第一使命是保证行车安全。铁路信号系统的诞生前提和它的使命,决定了它的基本性质应符合“故障安全”原则。在铁路的现代化建设中,铁路信号系统将更加突显出其重要的作用。本设计最终结果绘出站场信号平面布置图,设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图,对所设计电路详尽分析,并对双线轨道电路的电缆径路图和控制台面图进行分析说明,其中双线轨道电路设计包括轨道电路的极性交叉,扼流变压器的设置,站内轨道电路电码化布置图及25Hz相敏轨道电路等。电缆径路的设计包括电缆箱盒的设置地点,电缆的选择和各种设备之间距离等。关键词:铁道信号25Hz相敏轨道电路双线轨道电路电缆径路图控制台面图Abstract
9、Railway signal is the critical facilities of organizing and commanding train running, ensuring traffic safety, improving transport efficiency, transmission of information and improving the driving staff working conditions. Railway signaling systems whose first mission is to ensure traffic safety was
10、 bird and developed to ensure the safety and efficient of transportation. The railway signaling systems birth premise of and mission decide its basic properties should be consistent with the principle of fault - Security. In the modernization of the railway, the railway signaling system will be more
11、 highlighted its important role. The design drawn the station signal floorplan ,designed two-lane track circuit , cable pathway diagram, the console view of the circuit designed a detailed analysis of the cable pathway diagram of the two-track circuit and console control analysis shows set locations
12、, Tow-track circuit design including the polarity cross track circuit, the choke transformer Settings, on-site properties rather than stuff coded track circuit layout and a 25 HZ phase sensitive track circuit, etc. Cable route design includes the setting place of cable boxes, cable selection and dis
13、tance between all sorts of equipment, etc. Key words: Railway signal25 Hz phase sensitive track circuitTwo-track circuit Cable pathway diagramConsole view of the circuit目录第1章绪论11.1课题研究的目的意义11.2国内外研究现状11.3论文的内容2第2章车站信号平面设计图32.1站场线路布置情况32.2信号机设置位置及名称编号32.2.1信号机设置位置32.2.2信号机名称编号42.3警冲标设置及股道有效长度42.4轨道电路
14、的划分及命名5第3章轨道电路图设计63.1双线轨道电路图设计63.1.1轨道电路的极性交叉63.1.2扼流变压器的设置73.2站内轨道电路电码化布置设计8第4章电缆径路图设计94.1轨道电路送电端和受电端布置94.2电缆网络连接设备的类型104.3电缆的走向及长度、芯数计算114.3.1电缆的走向114.3.2长度、芯数计算124.3.3电缆网络芯线数汇总13第5章控制台面165.1控制台单元类型165.2进路按钮的配置175.3 设计注意事项18第6章 结论与展望206.1结论206.2展望20参考文献22致谢23附录24附录A外文翻译24附录B平面站场图33附录C双线轨道电路电缆径路图34
15、附录D控制台面图35石家庄铁道大学毕业设计第1章绪 论1.1 课题研究的目的意义铁路信号是组织指挥列出运行、保障行车安全、提高运输效率、传递信息、改善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号系统是为保证运输安全、高效而诞生和发展的,系统的第一使命是保证行车安全。铁路信号系统的诞生前提和它的使命,决定了它的基本性质应符合“故障安全”原则。在铁路的现代化建设中,铁路信号系统将更加突显出其重要的作用。随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步,保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡。铁路信号系统的装备水平和技术标准标志着我国铁路现代化建设的进程。随着铁路信号技术的发展和应用,铁路信号已逐步发展为今天
16、的铁路信号自动控制系统。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号自动控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。6502电气集中联锁系统即为车站信号自动控制系统,它是我国目前应用最普遍的一种继电集中联锁系统。6502电气集中具有电路定型化程度高、逻辑性强、操纵方便简单灵活、不易出错、维修施工方便、符合“故障安全”原则、易与其它信号设备结合等优点。因此,做好设备的施工工作对于发展铁路事业,实现铁路现代化,具有十分重要的意义。铁路设备的工作要很好地为铁路运输服务,切实保证铁路运行的需要,并做好维护工作,必须达到铁路上技术规定的要求。通过毕业设计可以巩
17、固本课程理论知识,掌握电缆径路和控制台平面图设计的基本方法,通过解决各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对铁路施工设计的有关政策、方针、技术规程有一定的了解,在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练,为今后的工作奠定基础。1.2 国内外研究现状世界上第一个电气集中于1929年在美国出现,20世纪40年代各国开始使用,50年代早期成熟并大量推广,60年代改进并完善,70年代进一步得到发展。电气集中电路,各国都趋于按进路构成,以按钮方式最为普遍。70年代以来,随着控制范围的扩大,控制方式有所改进,逐步发展为控制和表示分开的方式,有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离,
18、还采用了进路预办和自动排列进路的方式,增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外,还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。1942年,我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年,衡阳站安装了按钮式大站电气集中。1973年,6502电气集中被正式批准为定型电路,并在全国各类车站推广使用。经过多年的修改和完善,6502电气集中已成为电气集中的一种较好定型电路而被广泛采用。1.3 论文的内容本设计主要内容是双线轨道电路图及电缆径路图
19、、控制台面图设计,这几部分的前提是平面站场图的设计,所以全文首先对站场图进行设计说明,然后对双线轨道电路设计进行阐述,其前两部分又和电缆径路图设计有着直接关系,电缆径路图包括轨道电路极性的配置、轨道电路送、受端的布置、室外电缆网络连接设备的类型和位置、室外信号设备串接顺序、电缆长度和芯数及电缆走向等内容。最后对台面控制图进行设计说明。本设计严格按照铁路设计施工技术规定进行阐述。第2章车站信号平面设计图根据确定的信号楼公里标,委托单位提供的站场缩尺平面图(1:1000或1:2000)绘制成的有关信号设备布置情况的车站设备平面布置图,按照规定将庄河方面(下行咽喉)绘制在图纸的左侧,岫岩方面(上行咽
20、喉)绘制在图纸的右侧。车站信号平面布置图包含的信息有:信号楼位置(用信封式图形代表)、站场线路布置、信号机设置位置及名称编号、警冲标坐标、站台布置位置。2.1 站场线路布置情况本站共设置了三条股道,一条正线(IIG),两条到发线(1G、3G),所有股道均设计成双向接发列车线。股道上的头指向列车运行正方向。如图2-1所示,车站两侧的信号机为出站信号机。具体平面站场图如附表B所示。图2-1站场示意图2.2 信号机设置位置及名称编号信号机是以其灯光颜色、数目、亮灯状态来表示信号,它是行车安全的保障。我国铁路实行左侧行车制,因此信号机均设置在线路的左侧便于正司机的瞭望。根据铁路技术管理规程、铁路信号站
21、内联锁设计规范相关规定,任何信号机不得侵入铁路建筑接近限界,对于正线,限界所属轨道中心至信号机突出边缘的距离为2440mm,站线信号机为2150mm。矮型信号机机构边缘离线路中心距离不少于1875mm1。2.2.1 信号机设置位置为了提高通过能力,进而提高运输效率。信号机的安装应严格遵守铁路技术管理规程、铁路信号站内联锁设计规范相关规定。设置如下:列车由区间进入车站的入口处均设置一架进站信号机。进站信号机的作用是防护车站,指示进站列车运行条件,保证接车进路的正确和安全可靠。为满足调车作业的需求,将进站信号机设置在距车站最外方道岔尖轨尖端(顺向岔为距警冲标)50m至400m之间。发车线端部均设置
22、一架出站信号机。出站信号机的作用是防护区间,作为列车占用区间的凭证,指示列车能否进入区间。将出站信号机设在距警冲标内方(对向道岔为尖轨尖端前方)3.5m至4m之间,这样可以避免影响股道的有效长度。在车站内方的解体、摘挂、取送、转线等作业需要由调车信号机指示。调车信号机的设置需要根据车站的调车作业过程及繁忙程度等综合因素决定。当道岔前方需设置调车信号机时,该调车信号机应距道岔尖轨尖端3米。为避免影响线路有效长度,将岔后的调车信号机设置在距警冲标3.5m至4m之间1。2.2.2 信号机名称编号进站信号机、出站兼调车信号机、调车信号机的命名方式2:进站信号机按列车运行方向命名,将上行进站信号机用“S
23、” 字母表示、下行用“X” 字母表示,上、下行的反方向进站信号机在“S”、“X” 字母的右下角加注“反方向”的“反”字汉语拼音字头“F”,命名为“SF”、“XF” 2。出站信号机按列车运行方向命名。将指示列车开往上行方向的出站信号机用“S”字母并在其右下角加注股道号表示,下行方向用“X” 字母并在其右下角加注股道号表示。例如XI、X3、SII、S4等。调车信号机用“调车”的“调”字汉语拼音字头“D” 并在其右下角缀以顺序号而命名。其右下角的顺序号以列车到达方向由站外向站内,并以信号平面布置图由下往上顺序编号。上行咽喉用双号、下行咽喉用单号,如D1、D3、D2、D4等。2.3 警冲标设置及股道有
24、效长度警冲标设在两会合股道线路中心线相距4m的中心处,即警冲标至两条股道线路中心线各两米。4m数值是根据机车车辆限界3.4m再加上一些富余间隙确定的2。警冲标坐标由道岔的辙叉号、道岔的连接曲线半径、两天线路中心线间的距离确定。计算警冲标坐标时应先查出警冲标距道岔中心的距离,再由岔心坐标换算出警冲标坐标。岔心坐标可以查阅“道岔尺寸表”得出道岔尖端(岔尖)至道岔中心(岔心)的距离。警冲标至道岔中心距离(见附表),道岔尺寸(见附表)。股道有效长度是指股道内可以停留列车而不至于妨碍邻线行车的部分线路长度。股道有效长是自股道一端信号机起至另一端警冲标(对向道岔为绝缘节)为止。在同一股道上,当上下行均可以
25、接发列车时,该股道的股道有效长度应分别计算。例如某站IG的上下行均可以接发列车,因此IG得上下行应分别计算。IG上行股道有效长度由XI至372点警冲标。查其站场图的坐标可得知XI的坐标为519,则IG的上行有效长度为;372(m)+519(m)=891(m),IG下行股道有效长度由SI至540点警冲标。查其站场图的坐标可得知SI的坐标为364,所以,下行股道有效长度为:364(m)+540(m)=904(m)。本站1G的上、下行股道有效长度都为725m。2.4 轨道电路的划分及命名轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘节构成的,它是以铁路的两条钢轨作为传输导体,两端加上机械绝缘,接上送电端和受电端构
26、成的电路。轨道电路可以反应列车的占用及传递行车信息。轨道电路之间采用钢轨绝缘把两个轨道电路隔离成互不干扰的独立单元。每个轨道电路单元称为轨道电路段,轨道区段的合理划分是车站高效调车作业的保证。轨道电路划分根据车站作业情况和轨道电路的电气特性决定的。轨道电路划分原则是3:(1)信号机内外方应划分为不同的区段;(2)凡是能平行运行的进路,应用钢轨绝缘将它们分隔开,行成不同的轨道电路区段;(3)为方便轨道电路的调整,在一个轨道电路区段内单动道岔最多不超过3组、复式交分道岔不得超过2组;(4)有时为了提高咽喉区段使用率,把轨道电路区段适当划短,使道岔能及时解锁,立即排列别的进路。但列车提速后,当轨道电
27、路划分的太短很难保证机车信号的连续显示。因此轨道电路得划分应根据车站作业情况和轨道电路的电气特性综合考虑。轨道电路段的命名,道岔区段和无岔区段轨道电路的命名方式各不同。原则如下:(1)道岔区段轨道电路的命名是根据道岔编号来命名的4。当轨道电路区段内只包含一组道岔的,用其所包含的道岔编号来命名,如1DG、2DG;当轨道电路区段内只包含两组道岔的,用两组道岔编号连缀来命名,如1-3DG、2-4DG; 当轨道电路区段内只包含三组道岔的,则以两端的道岔编号连缀来命名;(2)无岔区段轨道电路以该轨道电路所对应的股道号命名4。如IG、IIG;进站信号机内方的无岔区段,根据所衔接得股道编号加A(下行咽喉)及
28、B(上行咽喉)来命名,如IAG、IBG。第3章轨道电路图设计3.1 双线轨道电路图设计轨道电路能够真实的反映列车的占用及传递行车信息,轨道电路是铁路信号设备的重要基础设备,它的性能直接影响着行车安全和运输效率。含钢轨绝缘的轨道电路当绝缘节破损后,受电端的接收设备会因相邻区段的影响而误动,威胁行车安全。因此站内同一类型的轨道电路,在轨端绝缘相邻的两钢轨上应作到不同的极性、频率或相位的配置。采用扼流变压器和25HZ相敏轨道电路可以防止牵引电流对轨道电路的影响。双线轨道电路图设计包含以下内容:轨道电路的极性交叉,轨道电路送电端及受电端布置,扼流变压器的设置。3.1.1 轨道电路的极性交叉轨道电路的极
29、性交叉指的是在含钢轨绝缘的轨道电路,使绝缘节两侧的轨道电路具有不同的极性或者是相反的相位,预防钢轨绝缘节的破损。在无分支线路上,依次变换轨道电路供电电源或者是相反的相位,即可实现轨道电路的极性交叉配置,如图3-1所示。而在有分支线路上,即有道岔处分以下两种情况处理:图3-1极性交叉示意图实行轨道电路电码化的道岔区段将道岔绝缘布置在弯股上,避免机车在通过道岔区段时出现断码影响行车。轨道电路的绝缘节两侧是否做到极性交叉,可以用封闭回路图进行检查。其方法是首先以单线条绘出站内轨道电路图,后计算各封闭回路内的绝缘节数量。统计封闭回路内的绝缘节数量时,可自回路内某一绝缘节开始,沿着代表钢轨的单线条和锐角
30、处的小弧线顺时针绕一圈。应注意每一绝缘节只统计一次。凡是回路内绝缘节数为偶数,则回路内绝缘节两侧做到极性交叉;若为奇数,则不能。应对回路为奇数的绝缘节进行移设,使其成为偶数。移设方法是把道岔绝缘由直股移到弯股或由弯股移到直股。如果将道岔绝缘由直股移到弯股或由弯股移到直股不能实现极性交叉时,可以在线路上加设一对绝缘节,采用人工交叉法做到极性交叉。不实行轨道电路电码化的道岔区段,把道岔绝缘布置在直股上。3.1.2 扼流变压器的设置扼流变压器设置原则如下5:(1)轨道电路送、受电端均需设置扼流变压器。(2)正线是牵引电流的回归通道,应满足牵引电流沿两个方向均能畅通无阻地回归牵引变电所。因此,正线上的
31、道岔区段、无岔区段以及股道的轨道电路在正线上的绝缘两侧均需设置扼流变压器。(3)在双线区段进站信号机处,将正线扼流变压器的中性点连接,使双线区段两正线牵引电流畅通。(4)侧线上的牵引电流回归,应设置无受电端扼流变压器(俗称“空扼流”)。为了沟通线路间回归电流,引接吸上线或引接接触网变压器馈电地线,“空扼流”可以设置在一送一受轨道电路中部。(5)每个轨道电路区段最多可设四个扼流变压器(包括“空扼流”变压器),并且每个轨道电路最多只能设一个“空扼流”。根据以上规则在施工图上把扼流变压器设置完成,如图3-2是下行信号机周围部分施工图,具体完整电路如附录C电缆径路图所示。图3-2部分变压器布置示意图其
32、中,中心的盒子就是扼流变压器的模型周围为电缆的防护盒、信号机和轨道,图上数字,分别代表周围设备之间的距离,电缆的芯数和备用芯数,如10-4(4),“10”代表变压器与防护盒之间的距离是10m,“4”代表电缆的芯数,“(4)”代表电缆的备用芯数。3.2 站内轨道电路电码化布置设计车站电码化技术能够很好地解决地面机车发送信号显示信息的连续性、可靠性问题,实时检测信息是否确实发送至轨道电路,若出现中断,电码化电路应立即给出声光报警,在必要时关闭防护区段所在的进路的信号机。25HZ相敏轨道电路适用于牵引总电流不大于800A,钢轨内不平衡电流不大于60A的交流电气化区段的站内及预告的轨道电路区段;轨道电
33、路的送受电设备、无受电分支数、空扼流的设置、送电端限制电阻值、受电端调整电阻值、受电端变压器变化、区段各分支长度等,均应符合97型25HZ相敏轨道电路图册的要求6;在轨道电路实行极性交叉时,为做到极性交叉,扼流变压器、轨道变压器、交流二元继电器要进行同名端子相连。当扼流变压器或轨道变压器与钢轨相连时,其同名端要与双线轨道平面布置图中粗线所示的钢轨连接。第4章电缆径路图设计根据信号平面布置图及双线轨道电路图进行本站的电缆径路图设计,电缆径路图是进行室外信号设备安装的重要依据7。电缆径路图显示了轨道电路极性的配置(第二章已介绍)、轨道电路送、受端的布置、室外电缆网络连接设备的类型和位置、室外信号设
34、备串接顺序、电缆长度和芯数及电缆走向等内容。4.1 轨道电路送电端和受电端布置为方便施工、维修及节省电缆节约成本,轨道电路送电端和受电端布置应从以下几个方面考虑8:相邻两轨道电路的送、受电端尽量集中于一组钢轨绝缘两侧,放在同一个电缆盒或变压器箱内(简称“双送”或“双受”),并将送电端布置在离信号楼近的一端,这样可以便节省电缆及电缆网络连接设备。道岔直向接、发车进路和股道电码化时,发码应迎着列车运行方向发送。轨道电路送、受电端均需单独引接电缆进入信号楼,不考虑送电端在“双送”形式下的合并及将送电端布置在离信号楼近的问题。一送多受轨道电路,最多不应超过三个受电端,以便维修调整。为了保证信号电流的畅
35、通,道岔区段除轨端接续线外,还装设了道岔跳线。当道岔钢轨绝缘与送、受电端设在同一线路上时,跳线的状态可以得到电流检查,可以只设置一根跳线(简称单跳线);当道岔钢轨绝缘与送、受电端没设在同一线路上时, 跳线的状态不能得到电流检查,保险起见,设置两根跳线(简称双跳线)。交流电码化区段的轨道电路,不仅需要考虑流通轨道电路电流,还要沟通牵引电流。牵引电流的沟通就会对轨道电路产生严重的干扰,为了防止牵引电流对轨道电路的干扰。本设计严格按照以上五点要求对轨道电路送电端、受电端进行设计。但是送电受电的变压器箱盒不同安装时也要注意位置,有的地方用的是变压器箱是XB1型,有的是XB2型箱盒,XB1型箱盒为小箱盒
36、,只有一个送电端或一个受电端,XB2型箱盒是大箱盒,它里面可能包含一个送电端和一个送电端,所以,XB1型箱盒和XB2型箱盒结构大小不同,设置的位置也不同,但是不管是哪种箱盒都应符合铁道上的技术规范,要求设计合理,方便施工、维修及节省电缆节约成本,易于二次维护,具体的设置见附录C。4.2 电缆网络连接设备的类型电缆网络连接设备,包括各种电缆终端、分向电缆盒、变压器箱等。这些箱盒用于电缆的接续、分向或电缆与设备之间的连接用。终端电缆盒主要用于轨道电路、转辙机、矮型色灯信号机等设备处,它分为HZ0、HZ6、HZ12、HZ24四种型号。终端电缆盒的6柱端子编号,均是从近基础端开始,顺时针依次编号。对于
37、HZ12、HZ24有两根电缆引入时,近信号楼侧、芯数较多的电缆需要由主管引入,远信号楼侧、芯数较少的电缆需要由副管引入,给终端电缆盒配线时,应先配主管,后配副管,如图4-1所示。图4-1终端电缆盒分向电缆盒主要用于干线电缆分歧处,它分为HF-4、HF-7两种型号,其中“4”与“7”表示该分向电缆盒最多可以同时向几个方向分歧电缆数。HF-4、HF-7电缆盒子均是面向信号楼方向,从“1点钟”位置开始顺时针依次编号的。HF-7电缆盒的外圈7个6柱端子编完号后,再编内圈的4个6柱端子,顺序与外圈相同。如图4-2示。图4-2分向电缆盒变压器箱主要用于轨道电路的送、受电端,以及高柱色灯信号机处等。其类型分
38、为XB1及XB2两种型号。变压器箱的编号应站在变压器引线口一侧,自右向左依次编号,靠箱壁侧为奇数端子,靠设备侧位偶数端子。当端子使用数不多时,可将右侧第一个二柱端子拆除,从第二个二柱端子开始编号,这样可以避免因第一个二柱端子离引接线螺栓太近不便施工维护。变压器箱引入电缆,一般按电缆芯数多少顺序,由右向左(站在引线口一侧看)依次从灌胶室底部电缆引入口引入,如图4-3示。 图4-3变压器箱当需要串接其他室外信号设备时,连接设备的类型可能会因为自身的电缆引入孔和接线端子的容量不能满足要求而更换。在选择连接设备时应尽可能选择较为合适的。4.3 电缆的走向及长度、芯数计算选择电缆径路从电缆走向入手,综合
39、考虑如何节省电缆和便于施工和维修。将电缆径路选择在通过障碍物少、两设备间距最小的地方,尽可能减少迂回径路,严格按照“同频的发送与接收、检测线对不同缆;同频的发送或接收、检测线对不同组”原则布置电缆。计算电缆长度时综合考虑电缆走向、设备之间的距离及各端电缆的备用量等参数。4.3.1 电缆的走向选择电缆径路应考虑节省电缆和便于施工和维修。电缆径路应重点考虑的内容如下9:(1)电缆径路尽量选择在线路的外侧,或在线间距不少于4.5米的线路间;(2)电缆径路选择在通过线路及障碍物最少,两设备间距最短,且不妨碍线路及其他建筑物的扩建;(3)当电缆径路必须穿越股道时,应避开道岔岔尖、辙叉心和钢轨接头处;(4
40、)电缆径路应避开砾石堵塞的地方,土壤松软、可能发生塌陷的地方,有酸、碱、盐性等化学腐蚀物质地带,坚石、沼泽和污水坑地带,热力、煤气、液体燃料等管道正上和正下方;(5)在一般情况下,信号电缆和通信电缆,高、低压电力电缆应分设在不同的两个沟槽布放;特殊情况下,在加装隔离措施后,信号电缆盒高、低压电力电缆可以在同一沟、槽内分别布放;(6)施工时,尽量安排所有电缆一次同沟埋设。根据以上六条原则,设计电缆径路图,尽量让电缆少走弯路,以便节省材料,当电缆要穿过轨道时,必须有穿线管,以保证电缆的安全,遇到容易使电缆受损的地方仍然要埋设穿线管,使电缆不易受损害,一般的穿线管有钢管、塑料管和橡胶管,根据地区来埋
41、设穿线管的类型,一般钢轨下埋设钢管,其他的地区埋设橡胶管,遇到道岔岔尖时也要布设穿线管或要避过岔尖,以防电缆落到道岔中间,使电缆损坏,也会使道岔出现转不到位的现象,具体设置见附录C。4.3.2 长度、芯数计算电缆网络构成之后,为了合理地选用电缆,应进行电缆长度和电缆总芯数的计算。(1)电缆长度计算:电缆长度计算公式8: (4-1)式中,L电缆总长度(m);l电缆沟长度(纵坐标和横坐标的的代数和)(m); X股道间距离(最小取值5.5m)(m); G电缆穿越线路数;a电缆附加长度,包括:信号楼内储备量为5m,室外每端环状储备量为2m(20m以下为1m);每端出土及做头为2m; 1.02敷设电缆的
42、自然弯曲系数。(注:楼内走行按15米计)例如:在某站中的坐标为661的X3分线盒的电缆计算长度为:L=(661+5.5+15+15+2+4+5)1.02=723(m)(2)电缆芯数的分配原则;在一条电缆中包括几根芯线称为芯线数。相同数量的电缆芯线,分配在去线和回线的方式不同,回路上的压降也不同。为了使电缆回路中的电阻最小,以节省电缆芯线,“去线”和“回线”应有一定比例的分配。设电缆总芯线数为Z,“去线”芯线数为ZQ,“回线”芯线数为ZH,电缆单芯每米电阻值为r(r=0.0235 m)9,在电缆长度为L,回路的电阻为R,它们有如下关系式: (4-2)上式中对R和ZQ 进行求一阶导数并令其等于零,
43、即可求出R的最小值可得出:ZQ=1/2*Z。结果表明,双线式回路最经济分配比例为“去线”与“回线”数量相等。当总芯数为偶数时“去线”和“回线”相等。当电缆总芯数为奇数时,“去线”和“回线”数量相差为1时,经过上述类似推导可证明可使回路总芯线电阻最小。 由公式(4-2)将R=U/I可以推导出多线回路电缆最大控制长度(Lmax)公式为: Lmax=(R/r)ZQZH/(ZQ+ZH)=U/RIZQZH/nZQ+ZH (4-3)U电缆回路允许电压损耗,将信号机的允许电压损耗值34.921V、工作电流值0.158A9带入公式(4-3)可得:(1)当信号机点亮双灯时电缆最大控制长度为3135m9;(2)当
44、信号机点亮单灯时电缆最大控制长度为4702m9。本站最远处引导信号机YS进站信号机坐标为1761.4m远远小于信号电缆可控的最大距离,因此本站信号机均不考虑加芯。ZD6E/J型转辙机,一相绕组回路电阻不得超过10010。则,根据公式(4-3)可得:Lmax=(R/r)ZQZH/(ZQ+ZH)=4255ZQZH/(ZQ+ZH) (4-4)由公式(4-4)可得转辙机控制电缆最小可控的距离为2137m本站离信号楼最远的一组道岔坐标为478.4m,远远小于转辙机控制电缆可控的最小距离,本站转辙机控制电缆不需加芯。根据轨道电路的理论计算,25HZ相敏轨道电路送受电端变压器至轨道继电器间电缆回路的电阻不得
45、超过150。则根据公式(4-2)可得:Lmax=(R/r)ZQZH/(ZQ+ZH)=6382ZQZH/(ZQ+ZH) (4-5)由公式(4-5)可得25HZ相敏轨道电路控制电缆最小可控的距离为3191m本站离信号楼最远的一组轨道电路坐标为2130.5m,远远小于25HZ相敏轨道电路控制电缆可控的最小距离11。由此可得本站轨道电路控制电缆不需加芯。根据理论和实验确定区间轨道电路的轨道区段为1200m时,发码发送、受端的电缆长度为3000m,ZQ=ZH=1芯仍然能够满足该区段检测端对入口电流的要求。本站距信号楼最远的轨道电路长970m,坐标为2130.5m。因此本站所有的轨道电路均送、受电端均可以
46、和咽喉闭环电码化的发送、检测端共用ZQ=ZH=1芯电缆。4.3.3 电缆网络芯线数汇总各种电缆的芯线数分别确认后,根据电缆径路和串接顺序汇总每段电缆的总芯线数。汇总时,要根据规定考虑电缆芯线的备用量,还要根据接线端子和电缆引入孔的容量确定连接设备的类型。本站的信号和道岔电缆采用综合扭绞电缆,而发送和检测电缆采用数字信号电缆12。综合扭绞电缆芯线备用量见表4-1,数字信号电缆芯线备用量见表4-2。 表4-1综合扭绞电缆芯线备用量芯 线扭绞形式备用芯数非音频信号设备备用芯线414星绞1对1632对绞1对1842对绞1对1942+1对绞+普通1对11234星绞1对21434+2星绞+普通1对21644星绞1对21944+3星绞+普通