铁路信号施工
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典型工作任务一 室内信号设备安装

1.1.1 工作任务

掌握室内主要设备的施工标准、施工方法及施工的安全注意事项。

1.1.2 知识链接

1.一般规定

(1)车站信号室内设备的安装一般包括控显设备、组合柜、防雷分线柜、电源屏、区间闭塞设备、列控中心设备、CTC/TDCS设备、信号集中监测设备的运输、检查、测试和现场安装。

(2)室内设备安装前,应进行数量清点和外观检查,设备应完好无损,零部件配套齐全,技术说明书、合格证、检测报告齐全。同时应对设备进行电气性能测试,各项指标应符合国家和铁路行业有关标准。

(3)室内设备的安装必须按照“信号机械室内设备布置图”进行。

(4)对信号机械室应尽可能设防静电地板及接地网,计算机房必须设防静电地板。防静电地板金属架要相互焊接并与网格地线按规定连接。

(5)进行室内施工要严格执行安全技术规程和文明施工相关规定。

①搬运笨重物品应组织充足人力,统一指挥,轻搬轻放,避免因挤伤碰伤而造成的人身伤害和对设备的损伤。

②安全用电。电源引入电源屏时,应设置“禁止合闸”明示牌。施工用的临时电源必须加装漏电保护器,施工人员撤离时应及时切断电源。

③使用电烙铁焊线应小心烫伤手脚和电线,电烙铁应放在支架上,使用完毕应及时断电,待冷却后收起,防止火灾。

④室内施工应制定防火措施,并配备灭火器。

⑤攀爬架子及梯子应抓稳扶牢,以免摔伤,架上作业应集中精力,严禁嬉笑打闹以保证施工安全。

2.控显设备

计算机联锁车站控显设备宜采用显示器与鼠标器。控显设备一般设在信号楼的运转室,以便于车站值班员瞭望全站。

1)控显设备安装前的准备和检查

拆设备包装,取出相关文件(合格证、检验报告、说明书等)及备件,并妥善保管。设备运到位后,检查有无损坏部件及变形,确认设备名称、规格、型号与图纸相符、控显设备整机及零部件齐全无损、鼠标在操作时动作灵活、可靠。

(1)显示器盘面显示清晰、发光均匀、无失真、老化现象。

(2)控显设备的指示灯显示方式、接线端子的使用符合产品技术规格要求。

(3)控显设备各种接口的插接元件配置正确、咬合紧密、接触可靠。

(4)设备各种紧固配件、箱门销钉应完整无损;各种表示铭牌齐全、正确。

(5)配线正确,绝缘良好。

2)控制显示设备安装

计算机联锁设备的控显设备的安装比较简单,不同制式的计算机联锁设备有不同的设备构成和不同的安装方法,但总体上大同小异。

控显设备在信号值班室的安装位置由设计决定,可参阅《计算机联锁图册》Ⅰ-02“室内信号设备平面布置图”内的相关设备布置图进行。在符合设备电气特性的条件下,按照整齐合理、落地稳固、便于施工和维护的原则摆放机柜、设备。

以DS6-K5B型计算机联锁系统为例,K5B系统的控制台采用DS6系列的传统结构,操作显示设备设在运转室。

3.联锁机柜的安装

K5B计算机联锁设备分别安装在联锁机柜、电子终端柜、监控机柜、微机电源柜上,另设微机监测终端台一个。机柜的外形尺寸如图1.1所示。根据站场规模不同,系统中用的电子终端架的个数不等。在联锁机柜内可安装2个电子终端柜。电子终端柜内最多可安装3个电子终端架。一个车站使用的电子终端架数超过5个时,需用2个电子终端柜。

4.电子终端柜的安装

一个ET机架内有12个插槽。机架正面左边的2个插槽用于安装两个ET-LINE板。其余的10个插槽用于安装PIO板。ET-LINE板上有ET与联锁机的通信接口和DC5~24V电源。ET为二重系并列结构,在一个ET机架内必须安装两个ET-LINE模块,一个与联锁机Ⅰ系连接;另一个一联锁机Ⅱ系相连。ET与联锁机的通信采用光纤连接。

图1.1 机柜的外形尺寸(单位:mm)

在ET机架内的PIO板必须从机架正面左起第三个插槽起相邻成对安装。在每对PIO中,位置在左边的为Ⅰ系PIO板,右边的为Ⅱ系PIO板。一个ET机架内最多可安装5对PIO板。

5.微机电源柜的安装及电源系统连线

K5B的联锁机和ET采用两路直流24V电源供电。第一路称为逻辑24V电源(L24),此电源经K5B内部的DC—DC变换,产生逻辑电路工作所需的5V电源;第二路称为接口24V电源(I24),供输出接口驱动继电器和输入接口采集继电器状态。在组合架上,所有受计算机控制的继电器用的24V电源,均由计算机系统的I24V电源供电;不受计算机控制的继电器的电源仍使用信号电源屏电源。

6.电源屏的安装

目前在铁路信号设备中广泛使用不同型号及各种容量的智能电源屏,以适用于不同规模的车站。电源屏的施工内容主要包括电源屏安装前的检查、准备工作、安装配线及调试。

1)电源屏安装前的检查

(1)电源屏的各种电气元器件完整齐全、固定牢固,各印制电路板完好无损、接触良好。

(2)各种开关、按钮的接通、断开动作灵活,接点接触良好、可靠,接触压力合适。

(3)断路器规格及安装位置符合设计规定。

(4)各元器件配线正确、可靠,无断线、短路现象。通过导通检查,配线应与图纸一致。

2)电源屏安装的准备工作

电源屏一般设于信号楼的专用电源室内,其安装的环境应符合表1.1的条件。

表1.1 电源屏安装的环境条件

续上表

电源系统工作时,主要发热部分是电源模块,应确保电源系统前后通风,要求机柜前、后面留出适当的空间,机柜顶部无阻碍和挡风设备,保证空气流通,便于散热。电源柜正面、背面与机房墙面或机房内其他设备之间的距离应不小于1.5m;电源柜侧面与机房墙体或机房内其他设备之间的距离应不小于0.8m。

因为电源屏的交流输入电缆线、输出负载电缆线、屏间电缆线及地线均从机柜底部引入,故要求机房有地沟或设备底座。

注意做好防静电工作,要求机房内设备、墙体和人对地静电电压的绝对值小于200V。设备的开箱、装运与操作等必须注意静电防护。

(1)电源屏施工工具和材料的准备有:电源屏的施工应准备电钻、剪线钳、压线钳、各种扳手、螺丝刀、电工刀、钢锯、万可端子插接工具等,工具使用前要做好绝缘处理和防静电处理。

(2)安装所需要的材料包括:交流电缆线、屏间信号连接电缆线、负载连接电缆、接地连接电缆等,其规格应符合设计要求。还需要以下施工辅助材料:膨胀螺钉、接线端子、线扎带、绝缘胶布、标签纸等。这些均应一并准备齐全。

3)电源屏的安装步骤

电源屏的安装位置应符合设计要求。机柜应并排摆放,呈“一”字形排列。

电源屏柜体笨重、体积较大且属于精密电子器件,对安装工艺和技术要求较高,因此,电源屏安装必须严格遵守各项安全技术规程和相关的技术要求。操作前,应仔细阅读操作指示及注意事项,掌握系统正确的操作方法及各种安全注意事项后,方可进行设备的安装操作。安装过程中不容许操作的开关和按钮上,必须挂上“禁止”标识牌,严格按照安全用电的有关规定进行施工。

人体产生的静电会损坏电路板上的静电敏感元器件,如大规模集成电路(IC)等,要做好静电防护工作。在接触设备,手拿插板、电路板、IC芯片等前,为防止人体静电损坏敏感元器件,必须佩戴防静电手腕,并将防静电手腕的另一端良好接地。

电源屏的安装一般按下列步骤进行。

(1)划线

按照施工平面设计图纸,确定电源机柜的安装位置。根据电源机柜安装孔的机械参数及地沟尺寸,如图1.2所示。在地面上确立各安装孔中心点的具体位置,用铅笔或油笔进行标注。

图1.2 机柜的安装尺寸(单位:mm)

(2)钻孔

根据机柜上安装孔的孔径选取合适的钻头,利用冲击钻在地面上所标记的安装孔中心点上冲孔(如PZG系列电源屏的安装孔径为14.5mm,一般使用的膨胀管为M12×100,钻头可选用14mm,钻孔深度为105mm)。钻孔时要防止冲击钻振动造成的偏心,尽力保持与地面垂直。打孔后,将孔位内部、外部的灰尘清除干净,核对孔距,若误差较大,需重新定位、打孔。

(3)机柜就位

将机柜移动到安装位置,使机架上的安装孔对准地面孔位。

(4)固定机柜

将膨胀螺栓杆和膨胀管垂直放入安装孔位中,用橡胶锤直接敲打膨胀螺栓,直到将膨胀螺栓的膨胀管全部敲入地面。然后将大平垫、弹垫及螺母装入膨胀螺栓,紧固螺母。

(5)调平机柜

在机柜顶部平面两相互垂直方向放置水平尺,检查机柜的水平度,如果水平则依次拧紧各螺母,当有误差时,可通过在机柜底座下增加垫片调节水平。

当需在底座上安装电源屏时,要根据地板表面与地面的高度定制安装底座。首先将底座安装在地板上,然后将电源屏安装在底座上。

(6)机件组装

机柜安装固定完毕后,将电源模块、隔离组件、变压器装入机柜相应的位置,并用螺钉将其固定在机柜上。

①电源模块的安装方法

把各种电源模块按照机柜上的标记放入相应的槽位中,缓慢地推到底,使模块背后公插头中的插针与机柜内母板上的插孔完全插接吻合,将面板前固定螺钉固定紧。模块的拔出过程与插入过程相反,将前面板的固定螺钉去掉,即可将模块抽出。插入模块前应检查模块鉴别销是否变形松动,如鉴别销变形或松动应先紧固好鉴别销再做插入。

插入模块时不要用力过大,防止模块后部的插针歪曲,严格顺着槽位插入模块。为避免模块后部端子松动,引起接触不良或短路,搬运模块时,切勿搬动模块后部端子,应搬运模块侧部。模块较重,插拔、搬运应由两人共同完成,防止脱落造成伤害。

②监控模块的安装应遵循的步骤

将监控模块侧面尾部的螺钉安装在机柜的滑轨支架上;将监控模块推入到位,固定面板上的螺钉;进行电源线、通信线和干节点输出线的连接。

7.机柜(架)及走线架的安装

室内的许多设备,如组合、继电器等都需要安放在机架上,机架有组合柜、综合柜,还有它们之间连接走线用的走线架。

1)机柜安装的技术要求

(1)机柜的规格、型号应符合设计规定。

(2)机柜安装位置和排列顺序应符合设计规定。

(3)机柜与机柜、机柜与底座、机柜与走线架间应用螺栓固定。机柜上部用走线架或角钢固定。

(4)机柜安装应做到横平竖直、端正稳固,高低一致、底部着地不悬空。

(5)机柜和走线架涂漆颜色协调一致。

(6)走线架不宜成环状布置,成环状布置时应设绝缘隔断。

(7)机柜与机柜、机柜与走线架、机柜与网格地线按规定连接。

2)机柜的安装流程

机柜安装流程如图1.3所示。

图1.3 机柜安装流程图

3)组合柜、综合柜的安装

组合柜是用来安装组合及继电器的。每柜可放10个组合,由下向上编号。另有一个零层端子框,框内安装电源端子板、断路器板和接线端子板。零层端子框可置于组合架最下面一层,也可置于最上面一层。目前,多采用后者,这样布线美观、房屋造价较低。组合柜结构如图1.4所示。

综合柜用来放置25Hz相敏轨道电路器材等。综合柜通过固定在其上的托盘来安放信号用器材,托盘上能放置的器材有效尺寸为:长882mm,宽252mm,高为两上下托盘间距离。托盘的数量视需要而定,但综合柜上面一层仍需安装一层零层端子框,以便与其他机柜实现连接。综合柜结构如图1.5所示。

组合柜与综合柜宽均为960mm,高度为2350mm,二者安装方法相同。安装要求如下:

(1)机柜安装位置和排列顺序应符合设计规定。

(2)角钢凹槽朝向正面,角钢平面为背面。

(3)机柜一侧边缘(主要通道)及最后一排距墙应不少于1200mm,机柜另一侧距墙也不得少于1000mm。机架第一排距墙应不少于2000mm。

图1.4 组合柜结构(单位:mm)

1—构架;2—零层端子板框;3—组合框;4—用于固定相邻两架的螺栓M8×25;5—走线架;6—底座;7—断路器板;8—电源端子板;9—18柱端子板;10—柜门

图1.5 综合柜结构(单位:mm)

1—构架;2—18柱端子板;3—电源端子板;4—断路器板;5—托架;6—柜门

(4)机柜排间距离不少于1200mm。

(5)每排4个或5个机柜横向用M8×25螺栓加铁垫圈及弹簧垫圈连成一体。

(6)机柜安装应横平竖直,纵向与横向应保证成直线,底座不悬空。

根据“信号机械室内设备布置图”的组合柜设计位置,逐排逐架放置。放置时需注意组合柜安装方向,继电器应安装在构架的正面凹槽侧,配线面为组合柜的背面,竖线把在构架平面侧走线。相邻柜间用直径8mm、长为25mm的螺栓,加铁垫片、弹簧垫片拧紧螺母连接。两组合柜立起并连接后设专人扶持,然后将其余架子依照此法连接完毕。

4)走线架的加工和安装

(1)走线架的加工

机柜间、机柜与电源屏、分线柜间的配线均使用走线架走线。室内走线架布置如图1.6所示。走线架有定型走线架和施工单位自行加工走线架的两种类型。为便于施工安装,定型走线架设计了跨两个、三个组合柜及一个组合柜长度的走线架,安装时根据现场组合柜的具体情况进行拼装。自行加工走线架采用30mm×30mm角钢,结构与定型走线架相同,长度根据每排组合柜的实际长度确定。走线架宽度可做成400mm或310mm。走线架结构采用氧焊焊接,除锈后涂防锈漆和与组合柜颜色相同的面漆。

图1.6 室内走线架布置图(单位:mm)

1、2、3、4—50mm×50mm×5mm走线角钢;5、6—50mm×50mm×5mm支持角钢;7、8、9—80mm×125mm×8mm固定角钢

(2)走线架的安装

①与分线柜直通的大走线架采用宽度为400mm的走线架,其他则采用宽度为310mm的走线架。

②先将柜间走线架用M8×25螺栓固定在每排机柜的顶部。

③在机柜排间则用排间走线架将柜间走线架相连。在柜间走线架与排间走线架对接处,需将柜间走线架角钢的竖边除去,形成“豁口”,以便用直角铁和M8×25螺栓将两走线架相连。排间与柜间走线架连接如图1.7所示。

图1.7 排间与柜间走线架连接

1—架间走线架;2—排间走线架;3—固定螺栓;4—直角钢

④在柜间走线架两端,特别是通向分线柜的一端,宜采用排间走线架封堵柜间走线架,成直角走线架。

⑤通向分线柜的走线架跨度较大,应对该段走线架的负荷进行强度计算,例如按承重30根、27芯PVVR型电缆计算,应采用50mm×50mm×5mm角钢制作,最大长度不得超过3.5m。如超过3.5m或负荷超过30根、27芯PVVR总重量时,应采取其他安全措施。

⑥机柜的最后一排顶部,应使用固定角钢与墙壁相连,以保持机柜垂直度,其长度为搭接在机柜上的长度、机柜与墙壁距离和埋入墙内130mm三者之和。安装机柜那端钻ф10mm孔,与机柜顶部用M8×25螺栓相连。另一端锯开50mm长的缝,顺缝劈口近90°角,在固定角钢的墙上位置,凿出适当墙洞,将角钢插入,镶以砖块,灌满水泥砂浆捣实、抹平。角钢在墙内固定示意如图1.8所示。

图1.8 角钢在墙内固定示意图

⑦走线架内铺设三合板、五合板或塑料板,并在对应侧面端子和零层电源端子的相应位置挖出穿线孔,以便敷设电缆、电线。

⑧走线架安装要求横平竖直,螺丝紧固牢靠。

8.电码化机柜的安装

1)机柜安装

站内电码化与站内移频柜、综合柜的安装方式相同,其安装结构如图1.9所示。

图1.9 机柜安装结构图(单位:mm)

1—地角安装板;2—顶框;3—M8深18螺母柱(3个);4—并柜支架

机柜下方通过地角安装板的两个ф12mm安装孔,用M10×100螺钉、M10螺母、ф10mm弹簧垫圈、ф10mm铁垫圈与相关地面设备相连;机柜上方通过顶框上的3个M8深18螺母柱、垫圈和螺母与走线槽道连接。

机柜与机柜之间通过背面的并柜支架,用M6×20螺钉、M6螺母、ф6mm弹簧垫圈、ф6mm平垫圈予以连接。

2)发送器、接收器的安装

安装时,按机柜设备布置图将发送器、接收器的挂钩挂于相应位置的U形槽上,再用钥匙将锁闭杆顺时针旋转拧紧。

3)衰耗器、发送检测器的安装

安装时,按机柜设备布置图将衰耗器、发送检测器通过上、下滑道板插入相应位置的滑道内,并使背面的线簧连接器与机柜母板紧密连接,再通过机柜后面的手捻螺钉拧紧固定。

4)组合安装

道岔发送调整组合、股道发送调整组合均用M6×16螺钉、ф6mm弹簧垫圈在底板上的4-R3.5长圈孔处与综合柜紧固连接。

轨道电路防雷组合用M6×2.5螺钉、弹簧垫圈,通过底板上的4-ф7mm孔,安装在综合柜的第10层位置上。

5)发送调整器的安装

道岔发送调整器、股道发送调整器分别安装在道岔发送调整组合和股道发送调整组合中,通过调整器后面CA20型插头与组合上相应的CA20型插座相连。

6)调整变压器的安装

BMT-25型、BMT-50型室内调整变压器分别安装在MGL-F型和FMGL-F型送电端室内隔离组合中,通过万可孔形连接器与组合连接。

7)隔离盒的安装

NGL-T型、FNGL-T型室内隔离盒分别安装在MGL-F型、MGL-R型和FMGL-F型、FMGL-R型室内隔离组合中,通过隔离盒后面CA20型插头与组合上相应的CA20型插座连接。

8)电阻盒的安装

RT-F型、RT-R型调整电阻盒分别安装在MGL-F型、FMGL-F型和MGL-R型、FMGL-R型室内隔离组合中,电阻盒输出端分别采用针形插座,与送电端室内隔离组合托盘和受电端室内隔离组合托盘上的万可孔形连接器连接。

9.分线柜的安装

分线柜是室外电缆引入室内分线的设备,室内机柜、电源屏引来的多股导线、电源线也在分线柜的端子上与电缆芯线连接。分线柜一般放置在楼内电缆引入口的上方,既便于引线、分线,又不占据室内空间。

1)分线柜安装的技术要求

(1)分线柜的安装位置应符合设计要求。

(2)分线柜的规格、端子位置应符合设计要求,固定牢固,横平竖直。

(3)分线柜顶部均须与机架处于同一高度,以便走线架的安装,与墙壁固定的角钢必须牢固。

2)分线柜的结构

分线柜构架一般采用安全型继电器架,根据端子板使用类型可分18柱端子板式、6柱端子板式。18柱端子板式分线盘的结构和外形尺寸如图1.10所示。

图1.10 分线柜的结构和外形尺寸图(单位:mm)

1—构架;2—端子框(18柱端子);3—电源端子框;4—走线架;5—电缆架;6—绑线架;7—线托;8—柜门

(1)18柱端子板式

分线柜可安装10个端子框,从下向上编号。最低一层为电源端子框,可装4柱电源端子板和断路器板,共13块。其他九层为18柱端子板,每层可设13块端子板,共计18×13×9=2106个接线端子,适用于150组联锁道岔车站;如果18端子间隔使用(即用1、5、9、13、17和2、6、10、14、18号端子),共计10×13×9=1170个端子,可用于80组联锁道岔车站。在电源端子框的下方是固定电缆的电缆架和绑线架。分线盘顶部有走线架与继电器室大走线架相连。

(2)6柱端子板式

与18柱端子板式结构一样,最低一层为电源端子,其他九层为6柱端子板层,每层端子框内可设15块6柱端子,总计为6×15×9=810个接线端子。

使用安全型继电器架做构架(亦可根据现场尺寸用50mm×50mm×5mm角铁制作)。构架上铺设整块8mm厚的酚醛玻璃布板做盘面,两侧用ф8mm带帽螺栓固定在构架内侧。在酚醛玻璃布板上划线钻孔(每个6柱端子要钻两个固定孔),每层安装15块6柱分线盘端子。根据设计图纸决定安装的层数。

3)分线柜的安装

分线柜一般设于信号楼继电器室内的电缆柜内,顺向安装在柜内通道上,以便于引电缆和分线。分线柜上、下部均采用M10×25螺栓与80mm×125mm×5mm的固定角钢连接。要求安装平直、牢固。分线柜与组合柜之间通过走线架连接,并起固定作用。分线柜的边框角钢凹槽面应朝向继电器室,作装设端子用;平面一侧作固定电缆用。电缆柜前后设有活动门,以便于施工和维修。

对于较大规模的车站,由于进入继电器室的电缆数量较多,可采用两个或两个以上分线盘,一般是每个咽喉设置一个。安装时,分线柜应排列整齐,高低一致,使用M8×25螺栓连接牢固。

在施工质量方面,安装时要求与墙壁连接的角钢必须牢固可靠,以保持分线柜稳固;分线柜的顶部应与组合柜顶部处于同一高度,以便于走线架安装。

10.组合安装

室内组合柜安装、走线架固定完毕后可进行组合安装工作,组合安装的工作内容包括组合导通、安装固定和核对检查。

1)组合导通和测试

为提高施工质量,减少联锁实验的工作量,在安装组合前,应依照定型组合和零散组合配线表,对所有组合的内部配线进行认真导通和绝缘测试,检查焊线是否正确,有无虚焊、错焊。还应检查组合内电容器、电阻器、断路器等零件是否完好齐全,以及继电器插座是否完好、接点片间胶木有无断裂现象,若有应及时更换。除此之外,还应检查电源端子间、各端子与地之间的绝缘电阻是否符合要求,以免为最后联锁实验、开通交工及以后的正常运行留下故障隐患。

组合导通可用万用表进行。为提高导通速度、减轻视觉疲劳,也可以用电铃进行导通。施工时两人配合,依照组合内部配线表从组合架正面直接在继电器插座接点与侧面端子间进行。

组合绝缘测试使用500V兆欧表,接地端(E端)连接组合框,用线路端(L端)分别连接所有配线接点按规定速度摇动兆欧表进行测试。然后对06列侧面端子上的各电源端子进行测量,其绝缘电阻值应不小于20MΩ[温度(20±5)℃,相对湿度不大于85%]。如测试电路上接有电子元件时应断开其一条配线,以免将其电子元件击穿。

2)组合安装固定

组合安装可按下面的方法进行:

(1)安装必须依照组合排列表进行。按架号、层号将不同类型的定型组合、零散组合(组合类型铭牌镶在组合继电器框的正面左侧边上),一一“对号入座”。

(2)安装时,将组合的正面(即插继电器的一面)朝向继电器室门,并使每个组合的侧面端子板置于左侧(从组合架正面看)。

(3)用4只M8×25的螺栓从前向后穿过组合继电器框、组合柜,套以垫圈螺母拧紧。

(4)安装时,需注意不得使组合内连接导线夹在组合继电器框与组合架角钢之间,也不能使组合内电解电容外壳触碰到组合架角钢。

组合安装的同时,也一并将组合架零层端子板框装上,要使安装断路器的正面朝向继电器室门,18柱端子板置于正面右侧,方法与安装组合相同。

1.1.3 相关规范、规程与标准

《客货共线铁路信号工程施工技术指南》(TZ206—2007)

9.1.2、9.1.3条规定室内设备安装前,应进行外观及电气特性检查测试,各项指标应符合国家和铁路行业现行有关标准。

9.5.1、9.5.3条规定了机柜安装前应检查的项目和安装的具体要求。

9.6.2~9.6.4条规定了分线柜的类型、安装位置及端子编号应符合设计要求,分线柜安装及接地设置应遵循的相关要求。