电加热道岔融雪系统设计原则

电加热道岔融雪系统设计原则中国铁路通信信号集团公司2010年5月目录1总则 (1)2基本规定 (1)3设计专业分工 (2)4使用区域建议 (2)5区域划分及加热功率配置原则 (3)6系统组成及工作原理 (6)7系统各部分功能及配置原则 (8)8供电电源 (10)9电缆及信息通道 (10)10站前预留 (11)11接地 (11)电加热道岔融雪系统设计原则1总则1.0.1为统一电加热道岔融雪系统（以下简称道岔融雪系统）工程设计技术标准，明确各设计专业职责和接口，使系统设计符合安全适用、技术先进、经济合理的要求，制定本设计原则。

1.0.2本设计原则适用于铁路客运专线，其它线路可参照执行。

1.0.3道岔融雪系统工程设计原则上应满足科技运〔2008〕36号《客运专线铁路信号产品暂行技术条件电加热道岔融雪系统设备》的要求。

1.0.4道岔融雪系统工程设计除应符合本设计原则要求外，还应符合国家及铁路现行的有关强制性标准的规定。

2基本规定2.0.1道岔融雪系统是道岔转辙系统的基本组成部分之一。

由远程控制终端、车站控制终端、电气控制柜、隔离变压器、接线盒、电加热元件及固定卡具、气象站、轨温传感器、连接线缆和信息通道等组成。

当发生降雪或温度变化时，系统可自动或人工启动电加热融雪电路，保证道岔正常转换。

2.0.2道岔融雪系统适用于电气化和非电气化牵引区段各种类型的道岔。

2.0.3道岔融雪系统解决道岔尖轨、心轨、外锁闭等活动部分的积雪结冰问题。

2.0.4道岔融雪系统能满足暴雪天气下道岔转换系统的融雪需要。

2.0.5为对轨道电路的干扰，加热融雪电路应采用变压器进行隔离。

2.0.6安装的室外设备应尽量减少对工务大型养路机械作业的影响。

2.0.7安装的电加热元件和固定卡具不得影响道岔正常转换。

3设计专业分工3.0.1信号专业为道岔融雪系统工程设计的牵头单位，在通信、电力、路基等相关专业的配合下，完成系统总体设计。

3.0.2信号专业的设计内容包括：1根据用户需求，结合实际情况确定系统总体控制方案。

2根据气候和道岔类型确定加热功率和电加热元件安装方式，选择合适的电加热元件及安装卡具、隔离变压器，形成室外设备安装图。

3根据站场情况确定电气控制柜的个数和位置、电气控制柜至隔离变压器间的电缆规格及走线，形成道岔融雪系统电缆径路图。

4根据车站控制终端与电气控制柜间的通信方式，选择合适的通信介质及电缆走线。

5向通信专业提供通道要求。

6向电力专业提供用电需求。

7向路基专业提供站前预留要求。

8汇总通信专业、电力专业的设计文件。

3.0.3通信专业根据信号专业提供的输入资料，为道岔融雪系统预留远程控制的通道和接口。

3.0.4电力专业根据信号专业提供的输入资料，为道岔融雪系统室外设备提供电源，电源送至各电气控制柜的电力输入端子。

3.0.5路基专业根据信号专业提供的输入资料，为道岔融雪系统预留设备安装基础、电缆槽道和过轨通道。

4使用区域建议4.0.1当冬季气温低于0度或接近0度时出现降雪天气，道岔轨面就会产生积雪或结冰现象，会造成道岔转换困难，存在安全隐患，建议这些地区的铁路安装道岔融雪系统设备。

4.0.2根据我国的气候特点，建议安装道岔融雪系统设备的区域如下：1我国的秦岭-淮河一线（0度等温线）以北地区，即东北地区、华北地区、华中地区的河南北部、西北地区、西南地区的西藏及四川高海拔地区，冬季平均气温低于0度，冬季降水以降雪为主，降雪日数约为20-100天或以上。

经过这些地区的铁路，应在冬季广泛采用道岔道岔融雪系统。

尤其是客运专线、动车停靠站及大型编组站，道岔道岔融雪系统应作为必上项目。

2我国的秦岭-淮河一线（0度等温线）以南的江淮地区，以及西南地区的贵州省高原部分、四川省山区等地区，冬季平均气温在0度左右，降雪日数约为5-20天。

江淮地区冬季降水以降雨和降雪两种为主。

可酌情考虑安装道岔道岔融雪系统。

贵州省及四川省部分地区因其独特的地形特征，冬季极易产生寒潮、雨凇（冻雨）等冰冻气象灾害，建议安装道岔道岔融雪系统。

3在长江以南的大部地区，冬季平均气温均在5度以上；冬季降水主要以降雨为主，降雪很少,但当极端最低气温低于0度时，出现冻雨和霜冻影响道岔转换，这些地区建议在高等级线路上安装道岔道岔融雪系统，其它普通线路可酌情考虑安装。

5区域划分及加热功率配置原则5.0.1道岔融雪系统使用区域可划分为严寒地区、寒冷地区和其它地区。

1严寒地区是指我国冬季0度等温线以北、极度气温在-20°C 以下的地区，包括我国东北、西北及西藏地区（即东北三省、内蒙古北部、青海、西藏、新疆等地区）。

2寒冷地区是指我国冬季0度等温线以北、极度气温在-20°C 以上的地区，包括华北、中原地区（即北京、内蒙古南部、河北、河南、山东、山西、陕西、宁夏和甘肃地区）。

3其它地区是指除严寒、寒冷地区以外的地区，包括我国冬季0度等温线以南的广大地区。

5.0.2按照道岔融雪系统能满足暴雪天气下道岔转换系统融雪需要的要求，各地区道岔加热功率可参照以下原则配置：1严寒地区（1）道岔尖轨部分：尖端3~5m内单位平均加热功率不低于750W/m，其余不低于450W/m。

（2）心轨部分：单位平均加热功率不低于350W/m。

（3）外锁闭部分：a）无砟道床：每个牵引点加热功率不低于2000W。

b）有碴道床：牵引点处为钢枕的道岔，每个牵引点加热功率不低于2000W；牵引点处为砼枕的道岔，每个牵引点加热功率不低于1000W。

2寒冷地区（1）尖轨部分：尖端3~5m内单位平均加热功率不低于450W/m，其余不低于300W/m。

（2）心轨部分：单位平均加热功率不低于350W/m。

（3）外锁闭部分：a）无砟道床：每个牵引点加热功率不低于1000W。

b）有碴道床：牵引点处为钢枕的道岔，每个牵引点加热功率不低于1000W；牵引点处为砼枕的道岔，每个牵引点加热功率不低于500W。

3其他地区（1）尖轨部分：单位平均加热功率不低于300W/m。

（2）心轨部分：单位平均加热功率不低于350W/m。

（3）外锁闭部分：a）无砟道床：每个牵引点加热功率不低于1000W。

b）有碴道床：牵引点处为钢枕的道岔，每个牵引点加热功率不低于1000W；牵引点处为砼枕的道岔，每个牵引点加热功率不低于500W。

5.0.3各种类型道岔尖轨部分、心轨部分、外锁闭部分加热长度及部位可参照以下原则：1尖轨部分：原则上加热长度过最后一个顶铁，在特殊情况下，至少过最后一个牵引点。

2心轨部分：原则上加热长度过最后一个顶铁，在特殊情况下，至少过最后一个牵引点。

3外锁闭部分：无砟道床加热长度兼顾到整个外锁闭部分及连接杆处，有碴道床兼顾到两侧外锁闭部分。

5.0.4各种类型道岔加热功率参考值见表5.1所示。

5.1 各种类型道岔加热功率参照表6系统组成及工作原理6.0.1道岔融雪系统设备由远程控制终端、车站控制终端、电气控制柜、隔离变压器、接线盒、电加热元件及固定卡具、气象站、轨温传感器等组成。

6.0.2道岔融雪系统工作原理框图见图6.1所示。

电气控制柜是整个系统的主要部件，安装在车站咽喉区，电力电源从电力贯通线或接触网引入到电气控制柜，经过电气控制柜内部的开关组件后，由电力电缆输送至道岔旁的隔离变压器，再经隔离变压器隔离变压后，输送给安装在道岔上的电加热元件加热道岔，以达到融雪除冰的目的。

图6.1 道岔融雪系统工作原理框图系统具有远程、车站、现场三级控制模式。

电气控制柜内置一个可编程控制器，通过采集气象站检测的雨雪信息、轨温传感器检测的加热道岔温升信息，根据预设的加热方案，确定是否需要开启道岔加热系统。

雪天时自动开启加热系统，雪天后自动关闭加热系统，在加热过程中，系统根据钢轨的温升情况和设置的门限值，间歇性的对道岔加热，使其轨温保持能够达到融雪条件的范围内。

电气控制柜与车站控制终端通过铁路信号电缆进行信息传输，在车站控制终端，可以查看全站系统运行状态、设置系统工作参数和人工干预加热设备启停等，同时车站控制终端通过铁路信息通道将信息传送至远动控制终端，在远动控制终端，可以查看全线系统运行状态、设置系统工作参数和人工干预全线加热设备启停等。

6.0.3实现远程控制需使用铁路专用信息通道，带宽2M/S，由通信机械室接入。

7系统各部分功能及配置原则7.0.1远动控制终端安装于调度中心内，利用铁路专用信息通道与各站控制终端通信，实现对全线各站的融雪设备进行集中监控。

7.0.2车站控制终端每站设车站控制终端1套，对该车站的所有电气控制柜及其加热电路进行实时控制监督。

同时在车站控制终端设备上配有应急操作盘，可用于自动控制故障甩开自动控制，人工启停该站的融雪设备，以保证融雪设备自动控制系统故障情况下正常工作。

7.0.3电气控制柜1电气控制柜用于控制现场道岔加热系统的启停、信息采集及运行状态监测和参数设置。

控制柜内的控制模块通过信号电缆与车站控制终端进行通信。

控制柜的供电分支回路数按12路设计，供电分支回路主要器件由空气开关断路器、漏电开关及交流接触器组成，以实现分支回路短路、过载、漏电保护以及回路的开断控制等功能。

2电气控制柜设有控制模式转换开关，该开关是带零位的三位开关，由人工设定,可分别给定自动、手动和闭锁模式。

3控制柜12个供电分支回路分别给12个隔离变压器供电，隔离变压器的容量大小、数量多少根据道岔加热所需的电功率容量计算确定。

由于实际站场道岔大都混合分布，为了减少送电电缆压降，设计一般依据就近原则，一个控制柜会同时控制几种类型道岔，这样由于受道岔布局限制，控制柜供电回路就可能出现空闲回路7.0.4气象站每个车站设置一套气象站，安装于任一电气控制柜顶部，用于检测本站的气温和雨雪状况，气象站将检测到的雨雪信息通过信号电缆送至电气控制柜内的控制模块。

用于自动开启和关闭系统。

7.0.5轨温传感器每台电气控制柜配置1套轨温传感器，就近安装于装有电加热元件基本轨轨底，具体位置距离尖轨尖端2~3米处，用专用卡具固定，用于监测加热钢轨的温度情况。

7.0.6隔离变压器为了保证轨道电路正常工作和人身安全，系统在电气控制柜与电加热元件间设有隔离变压器。

1隔离变压器容量：5~15 KV·A。

2隔离变压器一、二次电压：（1）一次：单相AC 220V 50HZ（2）二次：单相AC 220V 50HZ3效率：不低于90% 。

4瞬态特性：在额定电压和额定负载下，为减少冲击，接通加热电路瞬间的冲击电流应不大于额定电流的10倍。

7.0.7电加热元件1电加热元件是道岔融雪系统的关键件，它安装在道岔的尖轨部分、可动心轨部分和外锁闭部分，用于对道岔加热除雪。

2电加热元件截面为扁平状，和钢轨、滑床板等接触面为平面。

3电加热主要技术参数要求如下：（1）额定工作电压：AC 220V 50HZ；（2）额定加热功率：200 W/m～600W/m ；（3）电热转换效率不小于96% ；（4）加热电阻对外层导热金属间施加1 250V/50Hz正弦交流电压1min，无击穿现象；（5）在正常的试验环境下用500V摇表测试，电加热元件电阻丝和外层间绝缘电阻应不小于25MΩ。