既有线信号自动控制系统接地故障查找

2011-03-13姚海明

电气化铁道 2011年1期

姚海明

0 概况

铁路信号自动控制系统的高可靠性、高安全性要求信号设备必须有良好的电气绝缘性能，但是设备使用过程中很难保持信号设备电气绝缘性能永久良好。设备自然老化和改造施工等都是导致信号设备电气绝缘下降，甚至导致接地的重要因素。而且信号系统设备结构复杂、电路制式繁多，呈现点多、线长、面广的局面，一旦发生接地故障，很难查找故障点。

既有线正在使用中的信号设备发生接地故障，处理时既要保证行车安全，又要遵守严格的规章制度，这给故障排查增加了难度，如故障不能及时排除，将会威胁安全生产。本文主要就信号设备发生接地故障后的查找处理方法进行比较分析，以提高现场接地故障查找效率。

1 故障现象分析

控制电源DC 24 V 在信号自动控制系统电路中使用最为广泛，电路网络结构复杂、设备繁多，一旦发生接地故障，影响最严重，查找也最困难，下面以查找DC 24 V 电源接地故障为例加以分析。图1 为信号自动控制回路示意图。

（1）当控制回路中A 处发生接地故障，则导致DC 24 V 电源接地，此时控制电路暂时不会失去控制，但是由此埋下隐患。

（2）当继续在C 处发生接地故障后，则A、C 对DC 24 V 构成短路，控制电路对继电器失去控制。

（3）当A、B 接地或A、D 接地（C、B 或C、D 同理）后，控制电路逻辑混乱，联锁失效。

图1 信号自动控制回路示意图

2 故障查找方法比较

2.1 二分之一断线法

假定电路中发生一处或多处接地故障，在发生接地故障控制电路的中间部位断开，如图1 中以粗竖线为界分开，用对地绝缘测试仪进行测试，判断接地点接地故障的方向，如果图1 竖线左边对地绝缘为0 Ω，竖线右边对地绝缘为+∞，则锁定竖线左边部位继续使用二分之一断线法逐段开路查找，以此类推，直到找到真正的接地点为止。

该故障查找方案的缺点：当接地故障发生在既有线正在使用中的电务设备时，如果用二分之一断线法查找接地故障，就要改变电路结构，中断供电网路，改变电路原理，往往会查找很久才能解决，有时甚至不能处理故障，留下长期隐患。

2.2 叠加电源法

叠加电源法可较快查找控制回路故障点。该方法假定电路中发生DC +24 V 电源接地或者其他电源接地，采用一个不同频率的交流电源通过变压器变成低压后形成测试电源，一端接地，一端经过滑动变阻器与发生接地故障的DC +24 V 电源并联。利用钳形表对测试电源的电流进行测试，通过调整滑动变阻器调节接地电流至合适大小（1 A 左右），对该电源的所有分路的电流进行测试，若有电流，则说明该分路内有接地点，则继续查找该分路下的下级分路，直至找到该分路接地点为止；处理完接地故障后继续测试其他分路，以此类推，可找出该电源的所有接地点。

图2 叠加电源法可较快查找控制回路故障点原理示意图

如图2 所示，该查找方法的工作原理：维修天窗点时间内，在发生接地故障点所属的电路中叠加一组不同频率的外接电源，外接电源的一极（假定为DC +24 V）接入故障电路，外接电源另外一极（假定为DC -24 V）接入信号机械室综合防雷接地极，这样外接电路通过部分故障电路网络、信号综合接地系统形成闭合回路，用钳形电流表逐级测试这个故障闭合回路产生的电流值，即可判断出具体的接地故障点。

2.3 确定最佳方案

对比上述2 种方法，“叠加电源法”不改变既有设备电路结构、不断开既有电路、在电务维修天窗点内查找处理接地故障对既有设备电路无副作用，可以把对行车安全和设备安全的影响减少到最小程度，查找接地故障时间迅速。因此确定“叠加电源法”查找接地故障方案为最佳方案。

3 实施方案（以DC 24 V 电源接地为例）

3.1 接地故障的判断

用接地兆欧表对信号专用电源和传输通道进行对地绝缘测试，即可判断是否发生接地故障，然后用万用表分别对DC +24 V和DC -24 V测试对地电压，记录测试结果并比对测试数据，如果DC +24 V 对地电压为+24 V 左右，则判断为DC -24 V接地；如果DC -24 V 对地为-24 V 左右，则判断为DC +24 V 接地。