《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)》 課件 項目4-6 鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)采集原理、鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)維護與管理、集中監(jiān)測案例分析

鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)項目四鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)采集原理目 錄鐵路信號集中監(jiān)測的內(nèi)容01外電網(wǎng)綜合質(zhì)量監(jiān)測采集原理02電源屏監(jiān)測采集原理0304 25

Hz相敏軌道電路監(jiān)測采集原理轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測采集原理05道岔表示電壓監(jiān)測采集原理06電纜絕緣監(jiān)測采集原理07電源對地漏泄電流監(jiān)測采集原理08目 錄列車信號機點燈回路電流監(jiān)測采集原理09防災(zāi)異物侵限監(jiān)測采集原理10環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測采集原理11高壓不對稱脈沖軌道電路監(jiān)測采集原理12半自動閉塞檢測內(nèi)容及采集原理13站間聯(lián)系電壓監(jiān)測采集原理14普速鐵路其他檢測內(nèi)容及采集原理15PART01鐵路信號集中監(jiān)測的內(nèi)容鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是保證行車安全、加強信號設(shè)備管理、監(jiān)測信號設(shè)備狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)信號設(shè)備隱患、分析信號設(shè)備故障原因、輔助故障處理、指導(dǎo)現(xiàn)場維修、反映設(shè)備運用質(zhì)量及結(jié)合部設(shè)備狀態(tài)、提高電務(wù)部門維護水平和維護效率的重要行車設(shè)備。該系統(tǒng)對狀態(tài)信息進行儲存、重放、查詢和實時報警，對于防止違章作業(yè)，智能分析和故障診斷，尤其對于智能分析發(fā)現(xiàn)潛伏性故障、瞬間故障和間歇性故障，提供了重要的手段和依據(jù)，對確保運輸安全發(fā)揮著重要的作用。鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)相比微機監(jiān)測系統(tǒng)加強了監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)了故障預(yù)警和故障診斷；使鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)成為信號設(shè)備的綜合監(jiān)測平臺；在原有的三級四層體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，做到統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一實施，與聯(lián)鎖、閉塞、列控、TDCS/CTC、駝峰等系統(tǒng)同步設(shè)計、施工、調(diào)試、驗收及開通。根據(jù)信號設(shè)備維修需要，強化了電務(wù)段子系統(tǒng)。為鐵路提速、重載、高密度運輸起到安全保障作用。二、鐵路信號集中系統(tǒng)監(jiān)測的內(nèi)容（一）站場開關(guān)量監(jiān)測1.

監(jiān)測類型按鈕狀態(tài)、控制臺表示狀態(tài)、關(guān)鍵繼電器狀態(tài)等。二、鐵路信號集中系統(tǒng)監(jiān)測的內(nèi)容2.

監(jiān)測內(nèi)容開關(guān)量實時狀態(tài)變化，包括：（1）列、調(diào)車按鈕狀態(tài)開關(guān)量信息的采集、記錄。（2）控制臺其他按鈕及所有表示燈狀態(tài)及開關(guān)量信息的采集、記錄。（3）提速道岔分表示采集：對提速道岔各個轉(zhuǎn)轍機定反位狀態(tài)進行監(jiān)測、顯示、存儲。（4）監(jiān)測列車信號主燈絲斷絲狀態(tài)并報警，報警應(yīng)定位到某架信號機或架群。通過智能燈絲報警儀（器）接口獲取燈位主燈絲斷絲報警信息。（5）對組合架零層、組合側(cè)面以及控制臺的主副熔絲轉(zhuǎn)換裝置監(jiān)測。（6）對6502站道岔電路SJ第8組接點封連進行動態(tài)監(jiān)測。（7）環(huán)境監(jiān)控開關(guān)量監(jiān)測（具體項目可選）：電源室、微機室、機械室等處的煙霧、明火、水浸、門禁、玻璃破碎等報警開關(guān)量信息的采集、記錄并報警。（二）模擬量在線監(jiān)測外電網(wǎng)綜合質(zhì)量監(jiān)測內(nèi)容外電網(wǎng)輸入相電壓、線電壓、電流、頻率、相位角、功率。電源屏監(jiān)測內(nèi)容（1）各電源屏輸入電壓、電流。（2）電源屏各路輸出電壓、電流，25Hz電源輸出電壓、頻率、相位角。電源對地漏泄電流監(jiān)測內(nèi)容電源屏各種輸出電源對地漏泄電流。（二）模擬量在線監(jiān)測4.

軌道電路監(jiān)測內(nèi)容（1）JZXC-480型軌道繼電器交流電壓、直流電壓。（2）25

Hz相敏軌道接收端交流電壓、相位角。（3）高壓不對稱脈沖軌道接收端波頭、波尾有效值電壓，峰值電壓，電壓波形。（4）駝峰JWXC-2.3軌道繼電器工作電流。（二）模擬量在線監(jiān)測轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測內(nèi)容（1）直流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測：道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)轍機動作電流、故障電流、動作時間、轉(zhuǎn)換方向。（2）交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測：道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)轍機動作功率、電流、動作時間、轉(zhuǎn)換方向。（3）駝峰ZD7型直流快速道岔轉(zhuǎn)轍機：道岔轉(zhuǎn)換過程中動作電流、故障電流和動作時間、轉(zhuǎn)換方向。（4）道岔表示電壓監(jiān)測：道岔表示交、直流電壓。電纜絕緣監(jiān)測內(nèi)容電纜芯線全程對地絕緣，測試電壓：DC500

V（耐壓低于500

V的設(shè)備，如LEU等不納入CSM監(jiān)測系統(tǒng)測試）。列車信號機點燈回路電流的監(jiān)測內(nèi)容列車信號機的燈絲繼電器（DJ，2DJ）工作交流電流。（二）模擬量在線監(jiān)測8.

集中式移頻監(jiān)測（1）站內(nèi)電碼化監(jiān)測內(nèi)容：站內(nèi)發(fā)送盒功出電壓、發(fā)送電流、載頻及低頻頻率。（2）集中式有絕緣移頻自動閉塞監(jiān)測內(nèi)容：發(fā)送端功出電壓、發(fā)送電流、載頻及低頻頻率；接收端限入電壓、移頻頻率及低頻頻率。（3）集中式無絕緣移頻自動閉塞監(jiān)測（ZPW（UM）2000系列等無絕緣移頻軌道電路）內(nèi)容：區(qū)間移頻發(fā)送器發(fā)送電壓、電流、載頻、低頻。區(qū)間移頻接收器軌入（主軌、小軌）電壓，軌出1、軌出2電壓、載頻、低頻。區(qū)間移頻電纜模擬網(wǎng)絡(luò)電纜側(cè)發(fā)送電壓、接收電壓、發(fā)送電流。（二）模擬量在線監(jiān)測半自動閉塞監(jiān)測內(nèi)容半自動閉塞線路直流電壓、電流，硅整流輸出電壓。環(huán)境狀態(tài)的模擬量監(jiān)測內(nèi)容（1）溫度監(jiān)測：信號機械室、電源屏室、微機室環(huán)境溫度。（2）濕度監(jiān)測：信號機械室、電源屏室、微機室濕度。（3）民用空調(diào)電壓、電流、功率監(jiān)測防災(zāi)異物侵限監(jiān)測內(nèi)容防災(zāi)系統(tǒng)與列控系統(tǒng)分界口處接口直流電壓。站（場）間聯(lián)系電壓內(nèi)容站（場）間聯(lián)系線路直流電壓、場間聯(lián)系電壓、自閉方向電路電壓、區(qū)間監(jiān)督電壓。PART02外電網(wǎng)綜合質(zhì)量監(jiān)測采集原理一、監(jiān)測的必要性外電網(wǎng)是供電部門向信號設(shè)備電源屏提供電源的設(shè)備，外電網(wǎng)質(zhì)量直接決定信號設(shè)備工作穩(wěn)定性和安全性，即使是瞬間斷電（斷電時間為140～1000ms）也會造成信號設(shè)備故障，影響鐵路運輸。CSM監(jiān)測系統(tǒng)通過對外電網(wǎng)的監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)隱患、或瞬間斷電故障，就立即記錄下來，并給出相應(yīng)的報警信息，為鐵路信號設(shè)備的供電質(zhì)量分析提供司法依據(jù)。二、采集原理外電網(wǎng)綜合質(zhì)量采集原理外電網(wǎng)綜合質(zhì)量監(jiān)測的采集對象：為外電網(wǎng)輸入電壓和電流，并計算頻率、相位角、功率，提供斷電、斷相、錯序報警信息。外電網(wǎng)監(jiān)測單元：一般就近采用壁掛方式安裝在電源防雷保護開關(guān)箱附近，與監(jiān)測站機通過CAN總線傳遞信息。電壓采樣點：在電源防雷保護開關(guān)箱閘刀外側(cè)，即外電網(wǎng)從空氣開關(guān)的入端輸入，經(jīng)過外電網(wǎng)監(jiān)測單元箱中的采集防護空氣開關(guān)（或者保險）后通過高阻接入外電網(wǎng)監(jiān)測模塊。采樣路徑：一、二路外電輸入→輸入閘刀外側(cè)→外電網(wǎng)采集單元。電流采樣點為電源防雷保護開關(guān)箱閘刀的輸出側(cè)與電源屏輸入之間，通過開口式電流互感器夾在閘刀的輸出電源線上采樣。電流互感器為無源元件，輸出配線不得超過1.5

m，因此外電網(wǎng)監(jiān)測單元必須安裝在電源防雷保護開關(guān)箱附近。電流互感器使用時以穿芯方式通過檢測孔，與被測導(dǎo)線無任何電氣連接，電流互感器本身出現(xiàn)任何故障均不會對被監(jiān)測對象產(chǎn)生影響。外電網(wǎng)監(jiān)測單元采集到數(shù)據(jù)后，通過計算得到外電網(wǎng)質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括三相相電壓、線電壓、電流有效值、功率、功率因數(shù)、相位角、頻率等，并通過CAN總線送到上位機顯示、存儲。如果電網(wǎng)波動超限，系統(tǒng)會自動記錄報警值，送上位機保存。斷相、錯序、瞬間斷電開關(guān)量的采樣周期為50ms，電壓、電流的采樣周期為250ms。監(jiān)測精度：電壓±1%；電流±2%；頻率±0.5

Hz；相位角±1%；功率±1%。三、采集配線外電網(wǎng)電壓、電流采集配線，每個外電網(wǎng)監(jiān)測單元可以監(jiān)測二路外電網(wǎng)的輸入，目前外電網(wǎng)監(jiān)測單元箱內(nèi)部配線在出廠時已經(jīng)做好，所以外電網(wǎng)監(jiān)測單元施工配線只從外部配線至外電網(wǎng)監(jiān)測單元箱內(nèi)的配線端子即可。三、采集配線外電網(wǎng)一、二路380

V的A、B、C三相電壓引入線及公共零線N共引出4根配線，依次接至外電網(wǎng)監(jiān)測單元箱的配線端子板DZ1-8端子；外電網(wǎng)一、二路電源每路需三個開口式電流互感器，每個電流互感器輸出兩根配線，依次接入外電網(wǎng)監(jiān)測單元箱的配線端子板DZ9-20，輸出配線分正負極，接反將影響功率計算；外電網(wǎng)監(jiān)測單元與監(jiān)測機柜之間通過CAN總線通信，DZ21-22為CAN通信配線；保護底線接至DZ23-24，并就近接外電網(wǎng)閘刀處匯流排；監(jiān)測單元所用電源來自站機提供的220

V交流電，配至DZ25-26號端子，經(jīng)空開后供至監(jiān)測單元模塊。四、安全隔離防護（一）瞬間干擾（雷電、脈沖）外電網(wǎng)輸入回路上已經(jīng)接有一級防雷設(shè)備，大部分能量從輸入電源第一級防雷入地。（二）牽引回流侵入防護電務(wù)防雷設(shè)備是第一級防護設(shè)備，如果擊穿防雷，空氣開關(guān)（保險絲）將進行第二級防護。假如空氣開關(guān)被擊穿短路，由于膠木板是和機殼絕緣的，將造成強電進入采集器，采集器輸入和輸出之間的耐壓為DC

2500V，1min。混線防護：采樣外線破皮造成的電源線接地的混線故障監(jiān)測無法防護，只能由施工單位根據(jù)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進行防范。如減少中間環(huán)節(jié)，盡量減少故障點。四、安全隔離防護（三）高壓隔離高壓線和低壓線分槽分端子，中間隔離，使得強電輕易不會混入弱電區(qū)。（四）監(jiān)測設(shè)備故障對既有設(shè)備的影響監(jiān)測設(shè)備短路或開路故障對采集點都無影響，空氣開關(guān)或保險斷開反向隔離了對被監(jiān)測設(shè)備的影響。四、安全隔離防護（五）采集設(shè)備內(nèi)部防護措施（1）外殼材料為阻燃ABS，阻燃等級為V0級。（2）總線保護：可承受400W的瞬時脈沖電壓，具有自動熱關(guān)斷和ESD保護等功能。（3）所有對外接口全部采用電磁隔離或者光電隔離。隔離耐壓：輸入與輸出之間：DC2500V，1min。電源與輸入之間：DC2500V，1min。（4）對于I/O端口，用TVS

等抗電磁兼容措施，保證輸入端口指標(biāo)達到脈沖群：2kV；靜電：8kV。（5）串行通信芯片采用抗雷擊串行收發(fā)器，芯片內(nèi)置４個瞬時高壓保護管（可承受高達600W功率的瞬態(tài)抑制二極管），并外加保護器件，確?？垢蓴_能力。（6）電源輸入側(cè)采用全隔離方式確保浪涌的可靠保護。（7）極間絕緣電阻>2M。（8）其他絕緣電阻>5M。（9）耐熱960C，不燃燒，阻燃符合國標(biāo)最高等級V-0標(biāo)準(zhǔn)。PART03電源屏監(jiān)測采集原理鐵路信號系統(tǒng)中，信號電源屏提供信號設(shè)備所需的各種電源。電源屏的工作狀態(tài)直接影響信號設(shè)備的工作，監(jiān)測電源屏的相關(guān)數(shù)據(jù)將為信號設(shè)備供電質(zhì)量分析提供依據(jù)。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理電源屏監(jiān)測包括電源屏輸入電壓、電流和電源屏輸出電壓、電流、頻率、功率、25Hz電源輸出電壓相位角等內(nèi)容。智能電源屏自帶智能采集終端，CSM監(jiān)測系統(tǒng)與該終端通過RS-485接口獲取709號文規(guī)定的各種信息。非智能電源屏的電壓采集原理如圖所示，在組合架上安裝熔絲組合，被采集的電壓信號經(jīng)過組合架上熔絲組合后，進入電源屏電壓采集設(shè)備。熔絲組合中的熔絲配置為0.3A速斷熔絲，主要用于防護采集機故障或配線原因造成的短路情況，同時在漏流接地測試時用于防護電流太大對信號設(shè)備造成的影響。電源屏電壓采集輸入一、二路電源和電源屏的各類輸出電壓。輸入電壓采樣配線點在輸入電源的輸入斷路器外側(cè)端子上，輸出電源電壓采樣配線點在輸出電源輸出斷路器的外側(cè)端子上。電壓采樣路徑：電源屏配線端子→熔絲組合→CSM采集機。電源屏電流的監(jiān)測采用電流互感器模塊+采集板的方式，便于安裝和更換，電流互感器采用開口式。電源屏電流的監(jiān)測包括電源屏輸入電流的監(jiān)測和電源屏輸出電流的監(jiān)測。電流互感器模塊分為兩類：交流電流互感器模塊和直流電流互感器模塊。交流電流互感器模塊是無源模塊，輸出為電流信號，直流電流互感器模塊是有源模塊，輸出是電壓信號。兩類電流模塊均為穿芯式電流采樣模塊。電流采樣路徑：電源屏輸出線→電流采集互感器→CSM采集機。電源屏電流采集原理圖2牽引回流侵入防護電務(wù)防雷設(shè)備是第一級防護設(shè)備。如果擊穿防雷，0.3A保險絲進行第二級防護，當(dāng)出現(xiàn)強電進入轉(zhuǎn)換單元的情況時，如果造成采集設(shè)備被擊壞，會將0.3A的隔離保險燒斷，將采集側(cè)和設(shè)備側(cè)斷開。三、安全隔離防護1瞬間干擾（雷電、脈沖）防護電務(wù)防雷設(shè)備是第一級防護設(shè)備。如果擊穿防雷，電源屏輸入及電源屏輸出熔絲為第二級保護設(shè)備；0.3A熔絲為第三級防護，當(dāng)出現(xiàn)強電進入轉(zhuǎn)換單元時，如果造成采集設(shè)備被擊壞，會將0.3A的隔離熔絲燒斷，將采集側(cè)和設(shè)備側(cè)斷開。三、安全隔離防護3混線故障防護集中監(jiān)測系統(tǒng)無法防護采樣外線破皮造成的電源線接地的混線故障，只能由施工單位根據(jù)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進行防范。當(dāng)監(jiān)測設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)短路故障時，由于采樣線經(jīng)過0.3A保險絲、高阻和電磁隔離的防護，不會對被監(jiān)測設(shè)備造成影響。在采集線斷路時，相當(dāng)于未對電源進行采集，不會對電源屏輸出電源造成影響。（1）交流電壓信號采用電壓互感器（PT）隔離方式，如圖所示，傳感器分別采用量程為40V、150V和300V的電壓互感器。PT作為可靠的隔離器件被廣泛應(yīng)用于交流電壓的采集電路中，它與被監(jiān)測設(shè)備之間隔離性好，安全性高，符合JB/T10667—2006《微型電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)》。電壓采集輸入防護原理圖（四）采集設(shè)備內(nèi)部防護措施電壓互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似變壓器，外殼采用金屬阻燃材料封裝，內(nèi)部真空，因此不會出現(xiàn)燃燒損壞的情況。當(dāng)遭遇極端高壓輸入而被損壞時，可能出現(xiàn)內(nèi)部銅線熔斷，這不會對安全造成影響。出現(xiàn)極限情況時，為防止產(chǎn)生短路（由于互感器內(nèi)部線圈是分層繞制，層之間又有絕緣，該種情況極少出現(xiàn)），即使發(fā)生由于電壓輸入線串入限流器件PTC和熔絲，也會將電流限制在50mA，極端情況PTC損壞，當(dāng)電流達到200mA時，熔絲也會及時熔斷，因此不會對被測設(shè)備造成影響。電壓采集輸入防護原理圖（四）采集設(shè)備內(nèi)部防護措施（2）電流采集采用非接觸式電流互感器，采集設(shè)備與被監(jiān)測設(shè)備沒有任何電氣連接，被監(jiān)測電源線以穿芯方式穿過模塊，模塊采用電磁隔離方式，采集設(shè)備發(fā)生斷路和短路故障均不會對被監(jiān)測設(shè)備造成不良影響。（3）所有對外接口全部采用電磁隔離或者光電隔離。隔離耐壓：輸入與輸出之間：DC2500

V，1min；電源與輸入之間：DC2500

V，1min。（4）對于通信端口，保證輸入端口指標(biāo)達到脈沖群：2kV；靜電：8kV。(5）采集器工作電源輸入側(cè)采用安全隔離，確保對浪涌電壓的可靠保護。（四）采集設(shè)備內(nèi)部防護措施PART0425

Hz相敏軌道電路監(jiān)測采集原理軌道電路測試是實現(xiàn)預(yù)防修的一個重要手段，集中監(jiān)測站機對軌道電路進行在線實時監(jiān)測，提高軌道電路的維護效率，最大限度地保證行車安全。通過實時監(jiān)測軌道電路接收端電壓和相位角的變化，對軌道電路曲線進行分析，可及時掌握軌道電路調(diào)整狀態(tài)和分路狀態(tài)的工作情況。一、監(jiān)測的必要性25Hz相敏軌道電路按接收端設(shè)備可分為微電子相敏軌道電路和交流二元二位繼電器軌道電路，交流二元二位繼電器軌道電路又分舊型和97型，這些制式在采集原理上是一致的。軌道電路在信號設(shè)備的故障比例比較高，日常測試分析是軌道電路實現(xiàn)預(yù)防修的一個很重要手段，為了不影響軌道電路的正常工作，從軌道繼電器端子（或分線盤、軌道測試盤）將軌道電壓引入軌道采集機，經(jīng)過衰耗電阻接入互感器模塊，CSM系統(tǒng)完成對軌道電路信息在線實時監(jiān)測。二、采集原理25

Hz相敏軌道電路電壓測試原理圖二、采集原理25

Hz相敏軌道電路電壓測試結(jié)構(gòu)圖采樣徑路：室外電纜→防雷分線盤→軌道組合側(cè)面端子→防護盒→防雷硒堆→軌道繼電器組合架→軌道測試盤側(cè)面端子→CSM采集設(shè)備。如圖，CSM監(jiān)測系統(tǒng)軌道電路采集采用高阻隔離和電壓互感器隔離的方式，將采樣后的信號調(diào)理成CPU能直接采集的信號，對采樣后數(shù)據(jù)處理運算，得到每路軌道信號電壓有效值和相位角，然后將軌道電源電壓相位角與局部電源電壓相位角比較得到相位差。25

Hz相敏軌道電路采樣周期為500ms。三、采集配線25

Hz相敏軌道電路電壓采樣配線圖表頭上標(biāo)明了配線端子板的位置為C6-D1。為歐標(biāo)機柜C6層D3端子塊，對應(yīng)該層第三塊25

Hz相敏軌道電路電壓采集板。每塊25

Hz相敏軌道電路電壓采集板可采集7路軌道電壓。左起第一列為軌道區(qū)段名稱，第二列、第三列分別為D1的c列和a列端子，例如，表中IAG的采集線配在c2和a2端子，采集線分別來自軌道架側(cè)面端子G1-504-4和G1-504-3。三、采集配線25

Hz相敏軌道電路電壓采樣配線圖局部電源的配置說明：局部電源配在軌道接口端子的a-16/c-16位置。每個配線端子配一路，當(dāng)局部電源只有一路時，配在第一個軌道接口端子的a-16/c-16位置。其他使用本局部電源的接口端子從本端子開始環(huán)線。當(dāng)局部電源有兩路時，局部電源JZ110-2/JF110-2從最后配有局部電源JZ110-1/JF110-1的接口端子后面的配線端子開始配置，其他使用本局部電源的配線端子從這個端子開始環(huán)線.使用不同局部電源的軌道區(qū)段，采集時不能配在同一個配線端子上。四、安全隔離防護1瞬間干擾（雷電、脈沖）防護軌道電路分線盤上已經(jīng)接有防雷設(shè)備，大部分能量從防雷設(shè)備入地，不會對主體設(shè)備造成影響。2對于采樣線混線的防護集中監(jiān)測系統(tǒng)無法防護采樣外線破皮造成的電源線接地的混線故障，只能由施工單位根據(jù)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進行防范。當(dāng)監(jiān)測設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)短路故障時，由于采樣線經(jīng)過0.3A保險絲、高阻和電磁隔離的防護，不會對被監(jiān)測設(shè)備造成影響。在采集線斷路時，相當(dāng)于未對電源進行采集，不會對電源屏輸出電源造成影響。四、安全隔離防護3牽引回流侵入防護牽引回流侵入對采集模塊的沖擊有三層防護：第一層為扼流變壓器的防護，鋼軌側(cè)來的強干擾源很難竄至扼流變壓器Ⅰ次側(cè)；第二層為軌道變壓器的防護，當(dāng)強干擾源通過扼流變壓器竄至軌道變壓器Ⅱ次側(cè)時，很難竄至軌道變壓器Ⅰ次側(cè)；第三層防護為保險的防護，當(dāng)強干擾源通過軌道變壓器Ⅱ次側(cè)時，會將軌道箱內(nèi)保險熔斷，從而斷開室內(nèi)外電氣設(shè)備的連接；在信號樓內(nèi)分線盤上的防雷設(shè)備也會將剩余能量入地，從而有效的保護設(shè)備。4采集設(shè)備內(nèi)部防護措施采集設(shè)備內(nèi)部防護措施同本章任務(wù)三相關(guān)內(nèi)容。PART05轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測采集原理道岔故障在鐵路交通運輸中時有發(fā)生，在鐵路信號故障占比近一半。道岔的動作電流曲線能實時反映道岔啟動、運行、密貼、摩擦?xí)r的狀態(tài)，通過監(jiān)測手段給出異常狀態(tài)的道岔預(yù)警信息，通知維修人員及時檢修調(diào)整，能有效預(yù)防道岔故障的發(fā)生。一、監(jiān)測的必要性123在列車運行速度120km/h及以上或特別區(qū)段（如重載），提速道岔得到了廣泛應(yīng)用，一般提速道岔選用ZYJ7和S700K交流轉(zhuǎn)轍機作為道岔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)設(shè)備。二、交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測提速道岔由交流轉(zhuǎn)轍機完成牽引任務(wù)，交流轉(zhuǎn)轍機的電機是三相異步電動機，三相異步電動機旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個旋轉(zhuǎn)磁場。三相異步電動機的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。三相電源相與相之間的電壓在相位上相差120°，三相交流電機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120°，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，電流每變化一個周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。46旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時針排列，磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)镃、B、A，則磁場必然逆時針方向旋轉(zhuǎn)。二、交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測交流轉(zhuǎn)轍機的監(jiān)測內(nèi)容：電壓、電流、功率、1DQJ狀態(tài)、定反位表示狀態(tài)。5傳統(tǒng)的方法只監(jiān)測電流是不夠的，需要測試其電壓、電流和功率因數(shù)，并繪制出電流、功率曲線實時反映道岔的正常動作情況和故障情況，這對維修具有重要的指導(dǎo)意義。二、交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測如圖所示，三相交流轉(zhuǎn)轍機電流/功率采集單元（傳感器模塊）設(shè)置在組合架附近，一個采集單元采集一組轉(zhuǎn)轍機的三相電壓、電流、1DQJ和定/反住表示開關(guān)量。電壓的采樣點Ua、Ub、Uc平時經(jīng)監(jiān)測點（1DQJ和1DQJF接點）與外線斷開，在道岔扳動時，1DQJ和1DQJF吸起，該監(jiān)測點隨著道岔啟動電路的接通而監(jiān)測道岔的數(shù)據(jù)。提速道岔電壓監(jiān)測點是在斷相保護器（DBQ）前級端子11、31、51上。提速道岔電流采集配線位置在DBQ輸出（21、41、61）與工1DQJ（1DQJF）之間。采用穿芯互感器方式采集。三相交流轉(zhuǎn)轍機采集原理圖二、交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測道岔轉(zhuǎn)換時才會有動作電流，要監(jiān)測道岔電流就必須監(jiān)測道岔轉(zhuǎn)換的起止時間。道岔采集機是通過采集1DQJ的落下接點狀態(tài)來監(jiān)測道岔轉(zhuǎn)換起止時間的。1DQJ吸起，2DQJ轉(zhuǎn)極，道岔開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢，1DQJ落下。采集狀態(tài)的最好方案是采集空節(jié)點，一般在提速道岔控制電路上1DQJ繼電器只有半組空接點，使用開關(guān)量采集器隔離采集1DQJ或1DQJF的一組低壓半空接點的中接點和后接點。目前常用的采集位置是1DQJ/1DQJF的第4組接點。采集原理如圖.1DQJ半組空接點采集原理圖二、交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測為了了解道岔動作方向，需要采集定/反位表示狀態(tài)，采集通常采對應(yīng)DBJ和FBJ的一組空接點。采集原理如圖。表示繼電器空接點采集原理圖三、直流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測0102電壓、電流采樣路徑：道岔組合輸入空開→斷相保護器前級（電壓采集）→斷相保護器后級（電流采集）→CSM采集單元。1DQJ采樣路徑：1DQJ空接點（半組后接點）→開關(guān)量采集模塊→CSM采集單元。定反表示采樣路徑：DBJ/FBJ空接點→CSM采集單元。道岔在操動時，1DQI由吸起到保持再到落下進行變化，1DQJ開關(guān)量狀態(tài)也隨之變化?；ジ衅鏖_始采集道岔動作時的電壓和電流，并進行隔離轉(zhuǎn)換，每40ms計算出有功功率，并順次記錄下來，等待一組完整動作結(jié)束（以1DQJ↓為標(biāo)志，單條曲線最長可采集40s），通過總線通信方式將電壓實時值（40ms一個點）、電流曲線以及有功率曲線（40ms一個點）、1DQJ以及定/反位表示狀態(tài)送往站機進行處理顯示。三、直流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測普通道岔監(jiān)測的內(nèi)容電流、1DQJ狀態(tài)、定/反位表示狀態(tài)。通過對道岔動作電流的實時監(jiān)測，能直接測量出電動轉(zhuǎn)轍機的啟動電流、工作電流、故障電流和動作時間，并以此描繪出道岔動作電流曲線。通過對電流曲線的分析即可分析判斷道岔轉(zhuǎn)轍的電氣特性、時間特性和機械特性。四線制道岔電流采集原理采集點是在分線盤采集動作電流回線獲得，電流模塊可采用電流互感器穿芯方式，從分線盤X4到道岔組盒側(cè)面的電纜處采集。駝峰ZD7系列快動轉(zhuǎn)轍機道岔在分線盤X3處采集。采樣路徑分線盤電路回線→電流互感線圈穿芯→CSM監(jiān)測系統(tǒng)采集元。三、直流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測電流采集單元可集中安裝在分線盤的空位或一層空的組合架位置。六線制道岔電流采集原理采集ZD6-E/J轉(zhuǎn)轍機動作電路的去線，電流模塊采用兩個電流互感器分別采集，采集點一般為1DQJ至2DQJF的111～121。電流互感器分散安裝在道岔組合內(nèi)部。直流轉(zhuǎn)轍機道岔電流曲線的采樣周期為40ms。駝峰ZD7系列快動轉(zhuǎn)轍機道岔電流曲線的采樣周期為10ms。1DQJ狀態(tài)采集以及道岔定/反位表示狀態(tài)的采集與提速道岔相關(guān)采集方式相同。四線制直流轉(zhuǎn)轍機電流采集原理圖六線制直流轉(zhuǎn)轍機電流采集原理圖對于雷電、脈沖等瞬間干擾的防護，因為采集點都經(jīng)過了1DQJ、2DQJ、DBQ的反向隔離，瞬間干擾不會竄至采集模塊。對于牽引回流侵入，

有1DQJ

、2DJ

、DBQ的防護，DBQ上的電壓采集點11、31、51在道岔不扳動時不直接與外線連接，經(jīng)過1DQJ和1DQJF的前接點斷開外線。只有在扳動道岔時，1DQJ吸起后，采集點才與外線接通。綜上，道岔功率采集模塊的防護標(biāo)準(zhǔn)需按照室內(nèi)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。電流采樣采用的是穿芯式霍爾電流傳感器，與被采集設(shè)備無電氣連接，傳感器自身短路或者開路都不會對被采集設(shè)備產(chǎn)生任何影響。若DBQ處電壓采樣線短路，將造成DBQ熔絲熔斷，導(dǎo)致道岔不能動作，但是不會造成更加危險的后果。集中監(jiān)測系統(tǒng)無法防護采樣外線破皮造成的電源線接地的混線故障，只能由施工單位根據(jù)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進行防范。四、安全隔離防護PART06道岔表示電壓監(jiān)測采集原理道岔失去表示會導(dǎo)致聯(lián)鎖進路失去依據(jù)，從而影響行車。CSM監(jiān)測系統(tǒng)在分線盤實時監(jiān)測每組道岔的表示在線電壓，能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障。CSM系統(tǒng)發(fā)出二級報警時，通過CSM網(wǎng)絡(luò)傳送給電務(wù)段監(jiān)控終端。道岔表示電路直流電壓受室外道岔二極管影響，而道岔表示電路二極管目前采用2并2串的連接方式，如果有一個二極管損壞，道岔表示電路電壓會受到影響，道岔電路表示繼電器就會處于故障臨界狀態(tài)。二極管位于室外，電務(wù)維修人員很難及時發(fā)現(xiàn)該故障隱患，從而導(dǎo)致長延時故障的發(fā)生。通過CSM監(jiān)測系統(tǒng)對道岔表示電壓的監(jiān)測，可以輕松地發(fā)現(xiàn)這種潛在隱患。一、監(jiān)測的必要性二、提速道岔表示電路分析道岔表示采樣配線位置上存在高壓的分析（以ZYJ7型電液轉(zhuǎn)轍機帶一個副機電路為例）。在交流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電路中，道岔在操作時會有瞬間極高的反向電勢（最高達2500

V以上），如果不對監(jiān)測電路做特殊處理和加強防護，就會對CSM監(jiān)測系統(tǒng)采集道岔表示電壓電路帶來巨大而不可抗拒損壞性的沖擊。下面以ZYJ7型電液轉(zhuǎn)轍機1、3閉合，反位操定位為例來進行電路分析。1.

道岔啟動前道岔動作前處于反位，轉(zhuǎn)轍機2、4排接點閉合，1、3排接點斷開。二、提速道岔表示電路分析2.

道岔電路啟動時道岔定位操縱，1DQJ↑，2DQJ轉(zhuǎn)極，動作電源A相經(jīng)分線盤X1端子向室外轉(zhuǎn)撤機供電，B相經(jīng)分線盤X2端子向室外轉(zhuǎn)撤機供電，C相經(jīng)分線盤X5端子向室外轉(zhuǎn)撤機供電。其動作電流回路如圖。ZYJ型電液轉(zhuǎn)轍機定位操縱時動作電流回路二、提速道岔表示電路分析3.

道岔啟動中道岔剛啟動后，主副機的動接點完成從第2排轉(zhuǎn)換到第1排靜接點，此時動接點的連接狀態(tài)為與第1排、第4排靜接點連通，與第2、3排靜接點斷開，啟動電路通過第4排接點（41-42、43-44）向三相電機線圈供電。X2上的B相經(jīng)13-14接點連接到X3，X5上的C相經(jīng)過11-12接點連接到X4，如圖。在整個道岔動作過程中，道岔電路X3與X5、X2與X4之間存在交流380V電壓。這個電壓來自B相和C相，且X4和X5、X2和X3等電位。道岔定操過程中電路380

V電壓分布情況二、提速道岔表示電路分析4.

道岔主機啟動完成后當(dāng)主機動作結(jié)束時，第4排靜接點斷開，第3排靜接點閉合。若此時副機并未到位，副機的第4排靜接點仍閉合，這時B相和C相電壓通過主機的第1、3排靜接點（31-32、33-34、15-16）和副機的第1排靜接點（41-42、43-44）構(gòu)成續(xù)操電路，確保道岔能繼續(xù)轉(zhuǎn)換到位。問題是主機動接點從第4排靜接點向第3排靜接點轉(zhuǎn)換時，會出現(xiàn)三相電路瞬間切斷又瞬恢復(fù)，X3和X4上的B、C兩相電壓，受接點轉(zhuǎn)換影響也出現(xiàn)瞬間斷電又恢復(fù)的情況。電路電壓分布二、提速道岔表示電路分析道岔轉(zhuǎn)換完成后最后副機轉(zhuǎn)動到位，副機的41-42接點斷開切斷C相電源。室內(nèi)斷相保護器使1DQJ↓斷開三相電路?？?結(jié)根據(jù)上述分析可知，ZYJ7型電液轉(zhuǎn)轍機控制電路瞬間通斷有以下幾個時刻：（1）道岔啟動，2DQJ轉(zhuǎn)極，此時道岔動作電路剛接通。（2）主機動作到位，第3、4排接點轉(zhuǎn)換，瞬間切斷又連接三相回路組成續(xù)操電路。（3）轉(zhuǎn)轍機最后轉(zhuǎn)動到位，此時由室外動接點斷開三相中的一相。在ZYJ7道岔電路動作回路中，三相電源存在閃斷或閃通，電機線圈電感的影響在道岔電路回路中將產(chǎn)生極強的感應(yīng)電動勢。電路中X4線對X2線、X3線對X5線在道岔操動過程會出現(xiàn)瞬間高壓，所以CSM監(jiān)測系統(tǒng)采集道岔表示電壓的必須注意和防護高壓。三、普通道岔表示電壓采集在直流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電路中，表示回線是X3線。當(dāng)?shù)啦硖幱诙ㄎ粫r，1DQJ處于↓，2DQJ前接點處于接通狀態(tài)，DBJ線圈兩端經(jīng)條件分別連到分線盤的X1和X3，與室外道岔設(shè)備構(gòu)成表示回路。道岔在反位時，同樣FBJ線圈兩端經(jīng)過條件分別連到分線盤的X3和X2，與室外構(gòu)成表示回路。普通道岔表示電壓采集原理如圖。直流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電壓采樣位置：定表電壓采集：分線盤X1、X3（X1為正，X3為負）。反表電壓采集：分線盤X2、X3（X3為正，X2為負）。交流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電壓采集原理圖四、提速道岔表示電壓采集（以ZYJ7為例）提速道岔控制電路中X1既是表示線又是動作線，定位狀態(tài)的1DQJ↓，2DQJ前接點處于接通狀態(tài)，DBJ線圈兩端分別接通分線盤的X4和X2，與室外道岔設(shè)備構(gòu)成定位表示回路。反位狀態(tài)的1DQJ處于↓，2DQJ后接點處于接通狀態(tài)，F(xiàn)BJ線圈兩端分別接通分線盤的X3和X5，與室外構(gòu)成反位表示回路。提速道岔表示電壓采集位置為:定表示電壓采集分線盤X2、X4（X4為正、X2為負）。反表示電壓采集分線盤X3、X5（X3為正、X5為負）。采樣路徑：分線盤接點～CSM采集器。交流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電壓采集原理圖五、CSM監(jiān)測系統(tǒng)道岔表示采集單元繼電器封裝方式封裝方式被采集電壓在組合架通過繼電器封裝方式隔離后再進入監(jiān)測柜。外殼外殼采用鐵路信號專用繼電器外殼和底座，符合GB/T7417—2001標(biāo)準(zhǔn)，相鄰簧片縱向之間的耐壓值為大于AC2000V，橫向之間大于AC3000V。繼電器外殼的外部端子與內(nèi)部電路板用阻燃的膠木隔離，且隔離間隔大于500mm，即使外部接觸端子擊穿打火，也不會影響繼電器內(nèi)部的電路板及元器件。五、CSM監(jiān)測系統(tǒng)道岔表示采集單元繼電器封裝方式電壓采集配線同一組道岔可能產(chǎn)生高壓的采集端子排列在對角位置；不同組道岔的采樣線的輸入端子之間空出一排或兩排端子。如圖為直流轉(zhuǎn)轍機的道岔表示電壓采集配線表，一個采集器采集4組直流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電壓。72X182X371X381X2738352X162X351X361X2536332X142X331X341X2334312X122X311X321X213233串行A4串行B1工作電源+2工作電源－直流道岔表示電壓采樣配線圖五、CSM監(jiān)測系統(tǒng)道岔表示采集單元繼電器封裝方式電壓采集配線一個采集器采集2組交流轉(zhuǎn)轍機道岔表示電壓。將同一組輸入的有可能產(chǎn)生高壓的端子隔開排列，進一步提高了耐壓值。不同組轉(zhuǎn)轍機表示線的輸入端子之間空出二排端子，使得一組端子上的干擾信號不會影響到其他道岔設(shè)備。每組道岔采樣線之間隔一個端子，而耐壓為AC4000

V以上。交流道岔表示電壓采樣配線圖728271X481X2738352X562X35161536332X442X2314133X543X312221121133串行A23串行B1工作電源+2工作電源－六、CSM監(jiān)測系統(tǒng)輸入端與主板之間隔離保護措施（1）道岔表示電壓輸入電路如圖所示，在采集器輸入高低端之間增加熔絲（標(biāo)稱值為64mA），當(dāng)電流超過200mA時，熔絲會瞬間熔斷，可靠防止了輸入端短路。輸入端隔離方式六、CSM監(jiān)測系統(tǒng)輸入端與主板之間隔離保護措施（2）分壓回路中需串入PTC熱敏電阻，它在輸入端回路電流超過64mA時開始發(fā)揮作用，在幾十至幾百毫秒內(nèi)將阻值增至幾兆歐，直至自身燒毀開路。（3）限流電阻高低端各采用lM的氧化金屬膜電阻，強電高壓輸入經(jīng)限流電阻分壓取樣后，降為弱電壓信號（幾百毫伏量級）進入后級處理電路。（4）隔離電路與繼電器輸入端子的接線采用200C高溫阻燃導(dǎo)線。PART07電纜絕緣監(jiān)測采集原理鐵路信號設(shè)備室內(nèi)設(shè)備通過控制電纜控制室外設(shè)備，在鐵路信號中起著舉足輕重的作用。在實際運用中，鐵路信號電纜對地絕緣不良的情況時有發(fā)生，鐵路信號電纜對地絕緣不良輕則引發(fā)設(shè)備的故障，影響鐵路交通運輸，重則造成信號聯(lián)鎖失效。電纜絕緣測試是CSM監(jiān)測系統(tǒng)的重要功能之一。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理纜絕緣測試是指電纜芯線全程對地絕緣電阻的測試，支持人工啟動全測或單測。由于部分電纜芯線接有防雷設(shè)備，為避免測試電壓擊穿防雷設(shè)備，影響信號設(shè)備正常使用，測試電纜絕緣時應(yīng)按規(guī)定要求先拔下防雷元件，再行測試。電纜絕緣測試流程圖二、采集原理電纜絕緣測試流程圖電纜絕緣測試是由綜合采集機通過開關(guān)量輸出模板驅(qū)動安全型繼電器，由繼電器接點組成多級選路網(wǎng)絡(luò)和互切電路，將所測電纜芯線通過選路網(wǎng)絡(luò)逐條接入綜合采集機電纜絕緣監(jiān)測電路模板，采用500V直流高壓在線測試方法，將電纜全程對地絕緣電阻A/D轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的0～5V標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，送入CPU進行數(shù)據(jù)處理。采樣路徑：分線盤配線端子→繼電器接點網(wǎng)絡(luò)→CSM絕緣測試表→采集板。二、采集原理將特制的500

V直流高壓加至電纜芯線上，把電纜芯線全程對地絕緣電阻Rx接入測試回路（安裝在E10的電纜絕緣測試電路），和回路內(nèi)取樣電阻串聯(lián)，從取樣電阻上獲得取樣電壓。Rx的大小決定回路電流的大小，亦即決定取樣電壓的大小。采樣電壓經(jīng)放大電路后輸出的信號JY-A/D是一個0～5V以標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，該電壓量化轉(zhuǎn)換成脈沖信號后送入綜合采集機絕緣接口板，經(jīng)選通送至CPU進行數(shù)據(jù)處理。絕緣測試原理圖二、采集原理鐵路信號設(shè)備電纜絕緣測試都是經(jīng)過防雷后引入絕緣測試組合（道岔在分線柜處不設(shè)防雷），由于電纜芯線數(shù)量多，啟動電纜絕緣測試時，只能一根一根的測試，這就要借助測試?yán)^電器組成的樹型陣列接點開關(guān)，也就是繼電器多級選路網(wǎng)絡(luò)和互切電路，將每條電纜順序的、逐一的接入測試電路。在啟動電纜絕緣測試之前，測試電纜與絕緣測試采集設(shè)備（如開出板、CPU板）之間是完全隔離的。絕緣測試接線圖123測試時，繼電器的吸起或落下是由采集機通過開關(guān)量輸出模板控制的，根據(jù)接受命令的路碼，算出陣列中哪些繼電器吸起，哪些繼電器落下，從而將哪一路電纜接入測試電路。二、交流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測工程設(shè)計中將絕緣漏流測試?yán)^電器接點網(wǎng)絡(luò)電路設(shè)計成完整的絕緣測試組合，其中E組合是控制組合，A、B、C、D是被測電纜引入組合，E組合控制A、B、C、D四個組合，每一個組合可以采集64根電纜。每一整套組合的最大容量為256根電纜芯線，分4組接入A、B、C、D層，經(jīng)由繼電器接點組成的樹型陣列開關(guān)，在采集機軟件的控制下，順序接入電纜絕緣測試電路——E10，計算出對地絕緣值。當(dāng)某個站被測電纜絕緣路數(shù)大于256路時，根據(jù)具體電纜數(shù)量，增加電纜測試組合E、A、B、C、D。4電纜絕緣測試?yán)^電器組合的內(nèi)部配線由廠家按標(biāo)準(zhǔn)配線圖配接好，對于具體車站應(yīng)根據(jù)具體電纜芯線數(shù)量和現(xiàn)場調(diào)查資料，對照標(biāo)準(zhǔn)圖的端子分配設(shè)計圖施工配線。三、安全隔離防護01信號機、軌道電路的電纜絕緣測試都是經(jīng)過防雷后引入絕緣測試組合，啟動電纜絕緣測試后，借助測試?yán)^電器組成多級選路網(wǎng)絡(luò)和互切電路，將每條被測電纜順序的、逐一的接入測試電路。在啟動電纜絕緣測試之前，測試電纜與絕緣測試采集設(shè)備（如開出板、CPU板）之間是完全隔離的。三、安全隔離防護02在電氣化鐵路中，道岔控制線電纜沒有防雷設(shè)備的保護，CSM監(jiān)測系統(tǒng)有可能被外來的強信號干擾。測試時電路中雖然通過控制J80（J80位于E組合中，是絕緣測試總開關(guān)，只有J80吸起才能正常啟動絕緣測試，J80是測試絕緣的關(guān)鍵繼電器）的狀態(tài)保證電纜信號不會接入機柜的采集機，當(dāng)工頻等強干擾信號通過道岔電纜串入絕緣測試組合，有可能擊穿繼電器接點，會影響其他絕緣測試設(shè)備。因此必須對道岔電纜絕緣測試部分進行特殊設(shè)計，以防止影響道岔正常使用。三、安全隔離防護03解決方法如下：（1）將道岔電纜集中配置在單獨的絕緣測試組合，不與其他電纜在同一層使用。（2）道岔電纜統(tǒng)一配置在絕緣選路繼電器的前接點，對應(yīng)側(cè)面端子為01-9～01-16、02-9～02-16、03-9～03-16、04-9～04-16，絕緣測試落下對應(yīng)側(cè)面端子不配線，以增強線纜之間的耐壓能力。PART08電源對地漏泄電流監(jiān)測采集原理當(dāng)電源屏的輸出電纜出現(xiàn)對地絕緣不良時，就會存在對地溢出電流，稱之為漏泄電流。鐵路信號電源出現(xiàn)對地漏泄電流采集超標(biāo)時，會對電氣設(shè)備造成電氣傷害。及時發(fā)現(xiàn)并消除此類隱患，對于信號維護工作非常重要，漏電流測試是在運用狀態(tài)下做測試，在測試過程中可能會導(dǎo)致設(shè)備故障，所以對它的采集需要非常慎重，一般要求串入保護電阻進行測量。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理測試電路中串入了較大的保護電阻（交流電壓阻抗值為50、直流電壓阻抗值為1k）和保護熔斷器。電源屏電源通過繼電接點網(wǎng)絡(luò)引入漏流測試盒。漏流測試盒內(nèi)的測試電路中串入了保護電阻（1k）和保護熔絲。電源屏輸出電源對地漏流的測試電路類似于電纜絕緣的測試電路，所以電源對地漏流測試與電纜絕緣測試共用一套測試?yán)^電器組合。電源對地漏泄電流測試原理圖二、采集原理電源屏輸出電源有交、直流之分，為提高測試精度，在電纜絕緣測試?yán)^電器組合的基本層（E層），增加兩個漏流測試?yán)^電器JA0、J90。JA0作為測試電纜絕緣和測試電源漏流的區(qū)分條件，J90作為測試交流漏流和直流漏流的區(qū)分條件。JA0、J90受開出板控制，由軟件程序控制它們動作。測交流電源漏流時，JA0↑、J90↓，在50電阻上取樣。測直流電源漏流時，JA0↑、J90↑，在1k電阻上取樣。二、采集原理將取樣電壓信號量化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬電平。經(jīng)采集機模擬量輸入板送至CPU進行A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理。采樣路徑：電源屏輸出端子→繼電接點網(wǎng)絡(luò)→漏流測試盒→絕緣漏流燈絲測試單元→采集板。漏流測試通常檢測電源屏隔離輸出的電源電纜，包括信號機燈電源、軌道電路電源、道岔動作電源、道岔表示電源、閉塞電源、聯(lián)鎖電源、列控電源、TDCS/CTC電源、CSM電源、電碼化電源、穩(wěn)壓備用電源等交直流電源。電源屏輸入和不穩(wěn)壓備用電源為非隔離電源，不測試漏流。特別注意：電源屏各種輸出電源對地漏流的測試關(guān)系到安全生產(chǎn)，為防萬一，規(guī)定只在天窗時間內(nèi)人工啟動測量。三、安全隔離防護對于瞬間干擾（雷電、脈沖）防護，因為電源屏輸出電壓都是通過電源屏輸出保險后再經(jīng)過監(jiān)測保險絲組合接到漏流測試組合側(cè)面，同時通過JWXC-1700型繼電器接點斷開既有設(shè)備的連接，雷電和牽引回流等大干擾不會竄至采集機籠或機柜中。（一）安全分析三、安全隔離防護電源屏輸出先經(jīng)過其自身的保險，并輸出至接口端子。集中監(jiān)測的絕緣漏流采樣點必須設(shè)在電源屏輸出保險后端。監(jiān)測系統(tǒng)再設(shè)置0.3A保險絲隔離后，進入絕緣漏流測試組合。電源的漏流采集配線接入本組合的保險絲端子的下接點上，當(dāng)保險絲斷開時，漏流采集線與絕緣漏流采集組合斷開，當(dāng)保險絲接通時，漏流采集線被接入絕緣漏流采集組合中。保險組合結(jié)構(gòu)示意圖三、安全隔離防護不測試時，監(jiān)測電路和信號設(shè)備斷開（通過JWXC-1700型繼電器接點斷開）；漏流測試時，只能接通一路被監(jiān)測電源線，不會造成信號設(shè)備間的短路。電源屏各種輸出電源對地漏流的測試關(guān)系到安全生產(chǎn)，信號集中監(jiān)測技術(shù)條件規(guī)定只能在天窗時間內(nèi)人工啟動測量，保證行車安全。保險組合結(jié)構(gòu)示意圖PART09列車信號機點燈回路電流監(jiān)測采集原理燈絲繼電器在信號機點燈電路中起監(jiān)督點燈回路完整性的作用，燈絲繼電器為電流型繼電器，現(xiàn)場實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些燈絲繼電器因信號機點燈回路中的電流不達標(biāo)而失磁落下，造成信號機滅燈，影響行車。因此，CSM監(jiān)測系統(tǒng)有必要監(jiān)測車站列車信號機和區(qū)間通過信號機點燈電路中的電流，及時發(fā)現(xiàn)電路中電器特性異常的隱患，給出電氣特性超標(biāo)報警，提醒現(xiàn)場維護人員及時排除設(shè)備隱患，確保行車安全。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理列車信號機點燈回路電流的監(jiān)測采用“采集模塊+采集板”的方式，采集板使用模擬量輸入板（模入板）。采集模塊采用電流互感器測試點燈回路電流的方法。通常拆取信號機點燈熔斷器之后到DJ（2DJ）的一段配線，或?qū)J（2DJ）的點燈去線穿過電流互感器再接回原點燈電路。穿芯線在電流互感器處需繞3匝，即孔內(nèi)為3根線。電流互感器將采集數(shù)據(jù)輸出至采集機，經(jīng)采集機數(shù)據(jù)處理后，得出列車信號點燈回路電流值。采樣路徑：DJ電流傳輸線→信號電流采集互感器→

CSM采樣設(shè)備。列車信號機點燈電流采集原理圖三、安全隔離防護工程實施時，點燈回路線纜不得截斷，采集線直接從聯(lián)鎖組合內(nèi)部引出，在電流互感器上穿芯繞3匝后再接回聯(lián)鎖組合內(nèi)部。如此，采集設(shè)備與被采集設(shè)備之間沒有任何電氣連接，且電流互感器采用電磁隔離方式，即使采集設(shè)備發(fā)生短路也不會影響被采集設(shè)備。PART10防災(zāi)異物侵限監(jiān)測采集原理高速鐵路自然災(zāi)害與異物侵限防災(zāi)系統(tǒng)是保證高速鐵路列車行駛安全的重要裝備之一，對高速鐵路沿線異常天氣、地震、上跨鐵路的道路橋梁及隧道口的異物侵限進行實時監(jiān)測，為調(diào)度指揮及維護管理提供報警、預(yù)警信息，有效防止或減少災(zāi)害對高速鐵路列車運行安全的影響。集中監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測異物防災(zāi)系統(tǒng)與列控系統(tǒng)接口處的直流電壓對于判定故障位置有很大的作用。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理列控中心YWJ驅(qū)動電壓是由從室外送回到室內(nèi)的，那么CSM監(jiān)測系統(tǒng)電壓采樣點最佳點當(dāng)然是在分線盤對應(yīng)的端子上。防災(zāi)異物侵限繼電器電壓測試原理如圖。采樣路徑：分線盤配線端子→CSM采集設(shè)備。防災(zāi)異物侵限繼電器電壓測試原理圖二、采集原理采用高阻加光電隔離傳感器進行隔離采樣，采樣信號經(jīng)過調(diào)理后送入CPU處理，由現(xiàn)場總線送站機分析顯示，如圖所示。防災(zāi)異物侵限繼電器電壓隔離采樣示意圖三、安全隔離防護電纜輸入路徑為通信機械室至信號機械室，通信機械室有雷電防護，雷電傳遞到信號機械室的概率較小。信號機械室分線盤輸入處接有防雷設(shè)備，大部分能量從防雷設(shè)備入地，對監(jiān)測設(shè)備造成影響的概率較低。（一）瞬間干擾（雷電、脈沖）隔離防護三、安全隔離防護因為防災(zāi)侵限電壓采集電路和室外設(shè)備間沒有電氣連接，所以不會受到持續(xù)信號對采集設(shè)備的沖擊。（二）牽引回流侵入隔離防護PART11環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測采集原理信號微機室和信號機械室內(nèi)的計算機等電子設(shè)備對環(huán)境條件的要求越來越高，高溫、潮濕等環(huán)境條件不利于信號設(shè)備的正常工作，所以對環(huán)境狀態(tài)的自動監(jiān)測也就越來越重要。其中主要涉及機械室的火光、煙霧監(jiān)測，門禁監(jiān)測及溫濕度監(jiān)測。CSM監(jiān)測系統(tǒng)接到相關(guān)傳感器傳送報警信息，站機報警并上傳終端。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理01煙霧和火光監(jiān)測煙霧和火光監(jiān)測的基本原理是在信號設(shè)備房的頂部安裝煙霧和火光傳感器，在監(jiān)測范圍內(nèi)出現(xiàn)煙霧和火光時，傳感器能即刻監(jiān)測出來并將內(nèi)部的報警接點連通，把報警狀態(tài)送回CSM監(jiān)測系統(tǒng)開關(guān)量采集設(shè)備。煙霧和火光傳感器安裝在機械室房屋的頂部中央比較適宜，一般兩者安裝在一起。二、采集原理01門禁監(jiān)測門禁是在信號機械室入口處安裝的紅外門禁傳感器，傳感器在感應(yīng)范圍監(jiān)測到有人在經(jīng)過時，傳感器上的報警接點即刻連通，把報警狀態(tài)送回CSM監(jiān)測系統(tǒng)開關(guān)量采集設(shè)備。門禁紅外線傳感器的探頭一般安裝在機械室門口的墻上，距地面2m的位置；個別情況墻體安裝困難，而信號組合架離機械室門口很近，可以考慮安裝在正對機械室門的組合架頂部走線槽上。二、采集原理02溫濕度檢測溫度探頭采用熱電阻測量溫度，一般由純金屬材料制成，選用最多的是鉑和銅。濕度傳感器目前分為兩種：電阻式和電容式，基本形式都是在基片涂覆感濕材料形成感濕膜?？諝庵械乃魵馕接趥鞲衅魍扛哺袧癫牧虾?，電子器件常數(shù)發(fā)生變化，從而制成濕敏元件。二、采集原理03溫濕度檢測CSM監(jiān)測系統(tǒng)溫濕度的監(jiān)測原理就是在溫度和濕度探頭后部加裝采集傳感器，將溫濕度探頭的電阻變化量轉(zhuǎn)換成電壓值輸入采集板。信號機械室需要安裝1或2套溫濕度傳感器，計算機聯(lián)鎖車站的微機室需安裝1套。安裝時要注意傳感器的探頭和傳感器應(yīng)緊挨著安裝，因為探頭上的輸出線較短，這樣不但方便接線，而且能降低輸出線的電阻，提高采集精度。安裝的地點以能夠準(zhǔn)確反映室內(nèi)的溫度和濕度為宜。三、安全隔離防護集中監(jiān)測系統(tǒng)的環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測采集設(shè)備不與信號設(shè)備發(fā)生任何聯(lián)系，不會對信號設(shè)備產(chǎn)生任何不利影響。PART12高壓不對稱脈沖軌道電路監(jiān)測采集原理高壓不對稱脈沖軌道電路接收端譯碼器（YMQ）接收到高壓脈沖信號后，將其轉(zhuǎn)換為脈沖波頭和脈沖波尾兩路電壓，驅(qū)動二元差動繼電器。當(dāng)脈沖極性不正確或高壓脈沖的波頭、波尾的幅值比例超標(biāo)時，二元差動繼電器會落下。CSM監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測高壓不對稱脈沖軌道電路譯碼器的輸入、輸出電壓以及高壓脈沖波形的情況，可實時掌握該軌道電路的運行情況，并為信號部門狀態(tài)修提供有利的數(shù)據(jù)。一、監(jiān)測的必要性一送一受高壓不對稱脈沖軌道電路原理圖二、采集原理01高壓不對稱脈沖軌道電路的監(jiān)測內(nèi)容包括：譯碼器輸入峰值電壓、電壓波形，接收端波頭有效值電壓，接收端波尾有效值電壓。監(jiān)測點位于譯碼器（YMQ）的相應(yīng)輸入輸出端：峰值電壓、電壓波形采樣位置為譯碼器（YMQ）的輸入端1、2（3）；接收端波頭有效值電壓的采樣位置為譯碼器（YMQ）的輸出端21、22；接收端波尾有效值電壓的采樣位置為譯碼器（YMQ）端41、42。工程施工中，采集配線點通常選擇在相應(yīng)軌道組合側(cè)面端子上。采樣路徑：室外電纜→防雷分線盤接線端子→譯碼器組合側(cè)面端子→CSM采集器。二、采集原理01在組合架上安裝采集器，每個采集器可以采集一個軌道電路的峰值電壓、電壓波形、波頭電壓有效值和波尾電壓有效值的信號，通過數(shù)字總線將采集信息上傳到CSM站機。采集器對信號采用高阻隔離加光電隔離的方式進行隔離，在采集器內(nèi)部使用數(shù)字信號處理器對信號進行高速采樣、運算；計算信號的峰值電壓、有效值電壓通過現(xiàn)場總線連接到接口通信分機和站機，進行存儲顯示等。通過人工命令方式對譯碼器輸入（歸入）信號的波形進行調(diào)看。高壓不對稱脈沖軌道電路電壓采集電路圖如圖。二、采集原理01高壓不對稱脈沖軌道電路電壓采集電路圖三、安全隔離防護軌道電路分線盤上已經(jīng)接有防雷設(shè)備，大部分能量從防雷設(shè)備入地，不會對主體設(shè)備造成影響。采集設(shè)備內(nèi)部防護隔離措施同本項目任務(wù)三安全隔離分析相關(guān)內(nèi)容。PART13半自動閉塞檢測內(nèi)容及采集原理CSM監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測半自動閉塞的發(fā)送電壓和電流，為電務(wù)維修人員提供半自動閉塞電壓實時值、歷史記錄曲線的分析和電流，便于問題分析和故障查找。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理半自動閉塞外線電壓、電流監(jiān)測位置為分線盤至組合側(cè)面之間。電壓采樣配線點一般選在組合側(cè)面或分線盤端子，電流采集使用穿芯直流電流互感器完成。一個半自閉采集設(shè)備可以采集一路正反向電壓和一路正/反向電流。半自動閉塞線路電壓的監(jiān)測點為分線盤閉塞外線接線端子，如圖所示，X1、X2為分線盤的端子。采樣路徑：室外電纜→防雷分線盤X1、X2→集中監(jiān)測采集點。二、采集原理半自動閉塞系統(tǒng)采樣位置選取原理圖二、采集原理半自動閉塞外線電壓從分線盤端子引入半自閉電壓電流采集器，經(jīng)隔離模塊隔離、運算放大處理后，再進行A/D轉(zhuǎn)換、CPU處理，最后通過現(xiàn)場總線送至監(jiān)測站機進行顯示、存儲。直流電流互感器安裝在組合架上，將半自動閉塞X1外線穿過直流電流互感器線圈繞一匝，閉塞線路上有－500～+500mA的電流流過時，直流電流互感器模塊輸出－2.5V～+2.5V的電壓信號。每個直流電流互感器采集1路信號。直流電流經(jīng)過互感器轉(zhuǎn)換，輸出電壓信號，經(jīng)過模入板隔離轉(zhuǎn)換和光電隔離后采用現(xiàn)場總線方式進入采集板。三、安全隔離防護瞬間干擾（雷電、脈沖）防護閉塞外線已經(jīng)接有防雷設(shè)備，大部分能量從防雷設(shè)備入地，不會對監(jiān)測設(shè)備造成影響。牽引回流侵入防護當(dāng)持續(xù)信號對閉塞外線進行沖擊時，會擊毀防雷設(shè)備，大部分能量從防雷設(shè)備入地，不會對監(jiān)測設(shè)備造成影響。采集設(shè)備內(nèi)部隔離防護見本項目任務(wù)三安全隔離防護相關(guān)內(nèi)容。PART14站間聯(lián)系電壓監(jiān)測采集原理站（場）間聯(lián)系電路是兩站之間重要聯(lián)鎖關(guān)系信息傳遞的通道，它一旦出現(xiàn)問題將影響鐵路運輸安全。CSM監(jiān)測系統(tǒng)對站（場）間聯(lián)系電路的電壓進行實時監(jiān)測，電壓值一旦超限，就會立即給出報警提醒電務(wù)人員及時處理。一、監(jiān)測的必要性二、采集原理對于站聯(lián)電壓采集一般是采集對應(yīng)相鄰站點分界處聯(lián)系軌的區(qū)間軌道電路的GJ和DJ繼電器兩端的電壓。采樣點設(shè)置在分線盤端子或站（場）間聯(lián)系電路組合側(cè)面端子，如圖所示。采集信息經(jīng)過隔離轉(zhuǎn)換后，采用現(xiàn)場總線方式經(jīng)過光電隔離模塊進入CSM站機。二、采集原理站（場）間聯(lián)系電壓采集原理三、安全隔離防護見本項目任務(wù)三安全隔離防護相關(guān)內(nèi)容。PART15普速鐵路其他檢測內(nèi)容及采集原理交流連續(xù)式軌道電路軌道繼電器交流電壓、直流電壓采集一、監(jiān)測的必要性軌道電路測試是實現(xiàn)預(yù)防修的一個重要手段，在集中監(jiān)測站機上可以很方便地對軌道電路進行在線實時監(jiān)測，提高軌