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微机监测技术在铁路设备故障分析中的应用微电子论文

1.铁路现状及发展:

铁路由于先天的综合优势，全天候、占地少、运量大、能耗低、速度快、安全性好、性价比高，必然成为国家综合交通运输体系中的骨干。从2008年起，中国铁路进入高速铁路时代，通信信号是高速铁路四大核心技术的重要组成部分，直接关系到高速铁路的建设和安全运行。随着高速铁路的兴起，对铁路通信信号在安全和功能上提出了更高的新要求。

2.微机监测简介:

铁路信号微机监测系统是铁路专用信号微机监测设备，是电务维护管理的重要工具。信号微机监测系统利用计算机高速信息处理能力实现不间断的全面、自 动的对信号设备进行实时监测。能够取得完整、连续的实时数据，避免人为因 素的干扰和影响，提高信号设备管理的质量，防止隐性事故发生。同时该设备 存录的大量现场数据对分析事故原因，了解设备状况有很大的帮助。

3.微机监测基本功能：

信息采集

微机监测系统主要监测对象:

外电网监测；

外电网输入相电压、线电压、电流、频率、相位角、功率。

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电源屏输出监测：

电源屏输出电压、电流、频率、功率；25Hz电源输出电压相位角；智能电源屏通过接口连接。

监测精度：电源电压：±1%；电流：±2%；频率：±；相位角±1% 度；功率：±1%

轨道电路监测：n

交流连续式轨道电路监测；轨道继电器交流电压、直流电压；25Hz相敏轨道电路监测；轨道接收端交流电压、相位角；驼峰轨道电路监测；驼峰轨道继电器工作电流；

监测精度：电压：±1%；电流：±3%；相位角：±1%

转辙机监测：

直流转辙机监测；道岔转换过程中转辙机动作电流、故障电流、动作时间；交流转辙机监测；道岔转换过程中转辙机动作电流、功率和动作时间。驼峰ZD7型直流快速道岔转辙机；道岔转换过程中转辙机动作电流、故障电流和动作时间。

道岔表示电压监测：

道岔表示交、直流电压；

监测精度：电流：±2% ，时间≤；电压：±1%；功率：±2%

信号机监测：

列车信号机点灯回路电流的监测；列车信号机的灯丝继电器（DJ,2DJ）工作交流电流。n

监测精度： 电压 ±1%；电流：±2%

绝缘漏流监测

电缆绝缘监测：

电缆芯线全程对地绝缘；电源对地漏泄电流监测；输出电源对地漏泄电流。

监测精度：绝缘、漏流：±10%

站内电码化监测：站内发送盒功出电压、发送电流、载频及低频频率。

集中式有绝缘移频自动闭塞监测：

发送端功出电压、发送电流、载频及低频频率；接收端限入电压、移频频率 及低频频率。

监测精度：电压 ±1%；电流：±2%、 频率：±。

集中式无绝缘移频自动闭塞监测：n

区间移频发送器发送电压、电流、载频、低频。区间移频接收器轨入、轨出1（主轨）、轨出2（小轨）电压、载频、低频。区间移频电缆模拟网络电缆侧电压。

监测精度：电压 ±1%；电流：±2%、频率：±。

半自动闭塞线路电压、电流监测：

监测精度：电压 ±1%；电流：±2%

环境状态的模拟量监测：

信号机械室、电源屏室、微机室以及TDCS车务终端机柜内环境温度;民用空调电压、电流、

功率监测;关键设备表面温度监测：

监测精度：温度：±1℃，湿度：±3％RH，电压：±1％，电流：±2％，功率： ±2％

开关量监测功能：

按钮状态、控制台表示状态、关键继电器状态等;监测列车信号主灯丝断丝状态并报警;n

对组合架零层、组合侧面以及控制台的主副熔丝转换装置进行监测、记录并报警;通过通信接口对转辙机表示缺口状态进行监测、记录并报警。

站机

站机是车站微机监测系统的核心，主要功能:

显示及存储：

站场运用状态图的显示与回放，站场图能够放大、缩小和全屏显示。

开关量的实时状态显示以及历史记录查询。

模拟量的实时测试表格、日报表、日曲线、月曲线、年趋势线。

转辙机动作电流曲线。

控制台按钮操作记录，包括列调车、破封按钮、故障通知按钮等。

关键设备动作次数及时间表，包括转辙机动作次数；破封按钮运用次数；区段占用次数；列车、调车按钮运用次数；故障通知按钮运 用次数、列车、调车信号开放次数等。

电缆绝缘和电源对地漏泄电流的测试表格和变化曲线。

轨道电路分路残压报表记录。

数据处理及控制

配置文件、历史数据的导入/导出。

选择多路绝缘进行组合测试。

回放文件的管理与导出。

曲线及各类报表的打印管理和导出。

授权修改基准参数和报警上下限。

向上层网络（服务器、终端）传送各种实时数据，包括开关量、模拟量、报警、预警及各种状态和系统信息。

接收并执行上层的命令，根据需要向上层网络传送响应数据。

报警及事件管理

根据预先定义的逻辑，实现一、二、三级实时报警和预警。

语音和声光报警。

报警和预警历史信息的查询。

重要报警的人工确认。

设备故障及报警的汇总、统计和分析。

系统运行事件、用户操作事件等记录及历史查询。

TDCS/CTC系统工作状态记录及故障报警。

列控中心系统工作状态记录及故障报警。

计算机联锁工作状态记录及故障报警。

4.具体故障情况分析：

道岔不能正常动作：

当判断到道岔应该动作而未动作时或没有动作到位时（以总定按钮或总反按钮动作为切入点

），按照道岔动作电路的'工作原理，判断道岔没有 动作的原因：

道岔区段处于锁闭状态；（根据红、白光带和引导总锁条件）；1DQJ没有吸起；2DQJ没有转极；道岔动作电源故障；启动保险熔丝断丝；道岔动作回路断路

道岔断表示：

根据分线盘表示电压的测量，可以得到道岔表示电压的交直流分量。当道岔处于定位或反位时，而道岔表示继电器不能励磁时，可以分析出道岔表示电路中的故障点，如室内断线、室外断线、室外混线、二级管短路、继电器断线、电容断线、电容短路、表示保险熔断等故障，指导信 号工处理故障。

列车信号不能正常开放：

如果白光带没有出现，对于6502电气集中设备，根据按钮表示灯和排                列进路表示灯等采集信息，记录电路的动作程序，通过逻辑分析提供电路 故障的判断范围。主要检查进路上的道岔表示是否正常，进路中所经过的轨道电路区段是否有被占用或被锁闭的情况（包括超限绝缘区段的检 查），如果发现上述条件有异常情况给出提示。

如果白光带已出现，而信号不能开放，则需要检查以下条件：

对于接车信号和正线发车信号，检查判断信号机是否处于红灯断丝状态；

过始端按钮表示灯和信号复示器亮灯情况，判断列车信号继电器是否励磁吸起或不自闭。给出故障判断提示。

对于发车信号，可以根据发车区间不同制式的闭塞（自动闭塞、半自动闭塞、站间联系、场间联系）表示灯信息，检查判断是否满足信号的开放条件，且给出判断提示。

列车信号非正常关闭：

列车信号在开放后，在以下三种情况下关闭为正常关闭，其余情况下均为非正常关闭

列车顺序占用信号机内、外方区段；信号被取消；信号被人工解锁；

监测系统可以检查进路上的道岔表示是否正常，进路中所经过的轨道电路区段是否有被占用或瞬间闪红光带的情况（包括超限绝缘的检查），如果发现上述条件有异 常情况给出提示。检查是否因允许灯光灯丝双断灭灯造成信号关闭；对于发车信号，还可以通过连续监督区间闭塞状态、区间联系、照查等条件，判断是否因这些条件发生变化而造成信号非正常关闭。

对轨道电路的实时分析：

通过对进路列车的自动跟踪，对过车时的轨道电路分路不良进行判断和报警；同时可以判断轨道电路区段的红光带是否异常（正常占用还是区段故障）。并通过对轨道继电器接 收端的交流和直流电压比较分析，判断故障范围。

对区间轨道电路，建立汇总报表集中显示从发送到接收回路中系统测试的各点的模拟量值，利用各个中间点的测试 值，指出可能出现故障的位置，便于维修人员处理故障。与其它系统的接口可以按照标准的协议从微机联锁、TDCS、列控、智能电源屏、智能灯丝等系统获取信息。还可以按照标准的协议向其它系统提供信息。

参考书籍：

《铁路信号新技术概论(修订版)》/林瑜筠/中国铁道出版社

《TJWX-2000型信号微机监测系统》/赵相荣/中国铁道出版社