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摘 要：铁路信号集中监测系统是监测信号设备状态、发现信号设备隐患、分析信号设备故障原因、加强信号结合部管理、辅助故障处理、指导现场维修、反映设备运用质量、提高维护水平和维护效率的重要行车设备。在信号设备运用质量要求越来越高的今天，对于如何实时反映设备运行状态，准确抓住设备出现的各类变化，有效提高现场职工维护和隐患处置能力，需要我们不断的优化和改进集中监测系统功能。
关键词：状态监控;功能改进;指导维修
集中监测系统主要功能实现是通过对铁路室内外信号设备的有关电压、电流和开关量、接口信息的采集，通过毫秒级的开关量或模拟量来分析信号设备运用中可能存在的异常，但在日常集中监测设备运用中，会出现设备数据漏测、测试不正确、测试功能不完善等问题，极大的干扰了设备的正常维护。本文以我们在工作中遇到的集中监测电流漏流测试数据未能发现电源接地，电源测试未能及时反映外电网电源质量不良造成信号设备损坏等问题，通过原因分析、探讨方案、制定對策，并落实改进措施优化功能。
1.集中监测电源漏流测试失效
1.1现象概况
某站在电源屏集中检修进行漏流人工校对时发现集中监测系统电源JF220电源漏流值超标，在排除监测测试线和电源屏自身问题后，经逐段排查为集中监测显示器电源线接地不良。电源漏流超标在信号维护工作中是处理不得过夜的严重问题，会给信号系统的安全运用带来极大隐患，而该站在日常的监测测试中却未能及时发现该问题。
1.2漏流监测电路和原因分析
根据现行的集中监测规范《铁路信号集中监测安全要求》（运基信号〔2011〕377号），电源漏流测试原理（见图1）是需采集配线在电源屏输出电路自身设置的保险或空开隔离输出端子的后级端子上采集，并通过监测保险丝组合隔离后再接到漏流测试组合侧面。经过电路检查测试，发现该站集中监测不能测试到集中监测JF220电源漏流超标的原因正是这个保险盒内的保险管安装不良，测试电路开路，导致得到了错误的测试数据。
1.3整改方案
1.3.1方案一
（1）方案描述
使用带保险管断丝指示功能的C0组合（见图2）替代现场既有的C0组合。带保险管断丝指示功能的C0组合可以在保险断丝后，保险管端子上指示灯窗口发光指示。便于人工检查时发现其保险管断丝现象。
（2）设备配置
带指示C0组合替代原来C0组合，配置路数与既有C0组合保持一致。
（3）方案优缺点
优点：工程施工工作量小。
缺点：需要人工去检查判断保险管状态，无法纳入集中监测站机监测。
（4）施工方法
①使用非实采C0组合站点
在垂直天窗点内，将所有电源屏输出断电后，先拆掉原有CO 组合更换上新的CO组合，再将有采样线按照线缆标识配到新的C0组合上。
②使用实采C0组合站点
调查后按照非实采C0组合设计施工图纸，在天窗垂直天窗点内更换C0组合、进行配线。
1.3.2方案二
（1）方案描述
增加智能光电采集组合（见图3），通过型智能光电采集组合实现保险管断丝监测功能并上报至集中监测站机。
（2）设备配置
智能光电采集组合，可以采集24路即48个保险。
（3）方案优缺点
优点：采用光电隔离组合采集保险后端的电源状态，可以实现对保险管是否断丝进行监测并纳入集中监测站机进行实时监测。
缺点：仅实现了保险管断丝的监测功能，没有对电源屏对应的输出电压进行监测。
（4）实施方法
将新增加的智能光电采集组合安装在室内组合架的空位，进行施工配线时需将监测CO组合保险断开，新增采集配线至C0组合或绝缘漏流监测组合，配线完毕后将监测CO组合保险恢复。
1.3.3方案三
（1）方案描述
将既有非实采C0组合更换为电源屏实采组合，并增加电源屏采集器（见图4），不仅实现保险管断丝监测功能而且实现了对电源屏输出电压的监测，通过电源屏采集器上报至集中监测站机。
（2）设备配置
实采C0组合，容量分为18、54、90三种规格。
增加电源屏采集器。
（3）方案优缺点
优点：既有现场通过增加电源屏采集器，不仅实现保险管断丝监测功能而且实现了对电源屏输出电压的高精度监测，通过电源屏采集器上报至集中监测站机。
缺点：采集内容与电源屏接口中有部分内容重复，个别站需要再增加一套C0组合。
（4）实施方法
①使用实采C0组合站点
增加智能电源屏采集器和CAN通信线，修改数据软件调试。
②使用非实采C0组合站点
调查并进行施工图纸设计，在天窗垂直天窗点内更换C0组合、进行配线和调试工作。
1.4方案比较
通过以上方案的优缺点比较，方案三用电源屏采集器是2000版微机监测使用的方法，在当前普遍推行智能电源屏的技术条件下，已经不是很适合。方案一优点在于更换方便、操作性强，适用于既有的车站。方案二优点在于更加智能，适用于技改、新建车站。按以上原则，在新建车站适用方案二，在既有车站适用方案一，可有效消除保险管（安装）不良带来的信号设备重大隐患。
1.5现场实施
经集中监测厂家、设备管理单位等现场论证和试验，在新建车站使用方案二，在既有车站使用方案一效果良好，既有车站已经在沪昆线浙赣段进行扩大试验，下一步将进行推广运用。
2.外电网电源的零点漂移 2.1现象概况
某站9号道岔定位无表示，外电网I、II路电源电压不稳定， 测试信号电源箱空开输入端I路电源A、B、C相电压和II路电源A、B、C相电压均在209V至232V间波动，测试外电网I路和II路零线端子与地线端子间有69.9V和73.7V电压，但集中监测未能捕捉到相关异常信息。零线的正常与否关系到全站及相邻区间信号设备的正常使用，影响范围大，后果极其严重。
2.2原因分析
铁路信号电源供电大都为ABCN四条线构成低压电源的供电系统，称之为380伏的三相四线制。ABC对于N来说是A相B相C相，这三相都是220伏的电压，在矢量空间的排列上相差120度的电角度。A和B，A和C，B和C之间是380伏特的电压，这4条线就从变压器出来送到信号的配电箱。为了使三相用电负荷趋于平衡，把A相、B相、C相电送给了3个用电负载。当3个用电负载的用电量基本一致时，通过N线的电流基本上是0个安培，所以 N线的作用至关重要。
本例中正是由于外电网I、II路电的N线不良造成“中性点电位漂移”，测试外电网I路和II路零线端子与地线端子间有69.9V和73.7V电压。将信号电源箱内零线端子拉线与地线端子临时连接，外电网I路和II路A、B、C相电压恢复稳定。
2.3整改方案
目前信号集中监测对信号机械室外电网配电箱的电流监测只到A、B、C三相，没有对零线的电流、电压监测采集，是监测盲区。观察输入电零线是否正常，可利用采集零线（N相）电流以及零线与地线间的电压方法，做到对零线的实时监测。由于按现有的外电网监测环境，如果要实现采集零线与地线间的电压，需要重新设计采集四路的采集模块并进行更换，工程量较大。而采集N相电流的方式只需单独增加1路电流采集模块就能实现，因此目前我们采用了对外电网N相采集电流的方案，同时同步升级了外电网的采集模块能实现对谐波电压和电流的采集，对外电网质量监测功能的改善做到了既方便，又有效。
2.3.1方案描述
为了进一步论证整改方案的有效性和安全性，目前我们在杭州辖区管内选取了杭长线某站进行试验，该站集中监测型号为CSM-TH型，现有外电网采集信息包含I路、II路的电压电流及功率信息，确定了在原有采集功能基础上增加外电网基波和谐波电压电流信息及N相电流采集两项功能，达到判断外电网供电质量预防故障的效果。
2.3.2设备配置
为增加N相电流信息，在既有外电网箱内新增两个采集传感器，N相电流值在三相平衡的情况下接近于0，如出现三相不平衡峰值可达某相电流值（10-30A）。为增加基波和谐波数据的实时值及瞬间断电曲线，升级了采集传感器芯片软件。
2.3.3实施方法
（1）断开外电输入
分别拨起外电网监测箱内部A1＼B1＼C1＼N1＼A2＼B2＼C2＼N2共8个WAGO保险，断开电力外电输入。
（2）外电网采集传感器更换
拔出2个蓝色外电网采集传感器上端电压电流输出插头、下端电源通信插头，并拆下传感器。将升级的外电网采集传感器安装到对应的安装位置。
（3）相电流采集传感器安装
环接I路和II路N相电流采集传感器的+E和G端子接入到外电网箱的13、14端子， A和B端子接入到外电网箱的15、16端子。软线通过线槽分别连接防雷配电箱内的两个电流互感器与和外电网箱内的N相电流采集传感器的I+和I-端子。后将防雷配电箱内的开口式电流互感器卡在闸刀内侧I路和II路N相电源线上。
（4）接入外电输入
合上外电网监测箱内断开的8个WAGO保险开关，接入外电输入。
（5）站机软件升级
升级站机接口软件和数据配置。
2.4方案论证
通过增加监测模块、修改监测软件等措施，实现了N相电流、外电网谐波電压、谐波电流数据的实时显示，并对测试的数据进行上下限设置，提供了隐患报警功能，解决了外电网电源出现零点漂移及外电网谐波质量不良等问题的有效反应。
结束语：我们在理解监测电路设计原理的基础上，针对现场出现的各类监测问题，通过不断的技术改造并采取周密的现场论证，使集中监测的实用性得到了充分发挥。本文涉及的两项措施的改进，通过实践证明大大增强了电源设备的日常监控，弥补了出现重大隐患无法察觉的漏洞，为现场设备的安全运行进一步提供了可靠的保障。
参考文献：
[1]铁路信号集中监测系统安全要求，运基信号[2011]377，铁道部运输局，2011年。
[2]铁路信号集中监测系统技术条件，运基信号〔2010〕709 号，铁道部运输局，2011年。
（杭州铁路办事处，浙江 杭州 310009）
关键词：状态监控;功能改进;指导维修
集中监测系统主要功能实现是通过对铁路室内外信号设备的有关电压、电流和开关量、接口信息的采集，通过毫秒级的开关量或模拟量来分析信号设备运用中可能存在的异常，但在日常集中监测设备运用中，会出现设备数据漏测、测试不正确、测试功能不完善等问题，极大的干扰了设备的正常维护。本文以我们在工作中遇到的集中监测电流漏流测试数据未能发现电源接地，电源测试未能及时反映外电网电源质量不良造成信号设备损坏等问题，通过原因分析、探讨方案、制定對策，并落实改进措施优化功能。
1.集中监测电源漏流测试失效
1.1现象概况
某站在电源屏集中检修进行漏流人工校对时发现集中监测系统电源JF220电源漏流值超标，在排除监测测试线和电源屏自身问题后，经逐段排查为集中监测显示器电源线接地不良。电源漏流超标在信号维护工作中是处理不得过夜的严重问题，会给信号系统的安全运用带来极大隐患，而该站在日常的监测测试中却未能及时发现该问题。
1.2漏流监测电路和原因分析
根据现行的集中监测规范《铁路信号集中监测安全要求》（运基信号〔2011〕377号），电源漏流测试原理（见图1）是需采集配线在电源屏输出电路自身设置的保险或空开隔离输出端子的后级端子上采集，并通过监测保险丝组合隔离后再接到漏流测试组合侧面。经过电路检查测试，发现该站集中监测不能测试到集中监测JF220电源漏流超标的原因正是这个保险盒内的保险管安装不良，测试电路开路，导致得到了错误的测试数据。
1.3整改方案
1.3.1方案一
（1）方案描述
使用带保险管断丝指示功能的C0组合（见图2）替代现场既有的C0组合。带保险管断丝指示功能的C0组合可以在保险断丝后，保险管端子上指示灯窗口发光指示。便于人工检查时发现其保险管断丝现象。
（2）设备配置
带指示C0组合替代原来C0组合，配置路数与既有C0组合保持一致。
（3）方案优缺点
优点：工程施工工作量小。
缺点：需要人工去检查判断保险管状态，无法纳入集中监测站机监测。
（4）施工方法
①使用非实采C0组合站点
在垂直天窗点内，将所有电源屏输出断电后，先拆掉原有CO 组合更换上新的CO组合，再将有采样线按照线缆标识配到新的C0组合上。
②使用实采C0组合站点
调查后按照非实采C0组合设计施工图纸，在天窗垂直天窗点内更换C0组合、进行配线。
1.3.2方案二
（1）方案描述
增加智能光电采集组合（见图3），通过型智能光电采集组合实现保险管断丝监测功能并上报至集中监测站机。
（2）设备配置
智能光电采集组合，可以采集24路即48个保险。
（3）方案优缺点
优点：采用光电隔离组合采集保险后端的电源状态，可以实现对保险管是否断丝进行监测并纳入集中监测站机进行实时监测。
缺点：仅实现了保险管断丝的监测功能，没有对电源屏对应的输出电压进行监测。
（4）实施方法
将新增加的智能光电采集组合安装在室内组合架的空位，进行施工配线时需将监测CO组合保险断开，新增采集配线至C0组合或绝缘漏流监测组合，配线完毕后将监测CO组合保险恢复。
1.3.3方案三
（1）方案描述
将既有非实采C0组合更换为电源屏实采组合，并增加电源屏采集器（见图4），不仅实现保险管断丝监测功能而且实现了对电源屏输出电压的监测，通过电源屏采集器上报至集中监测站机。
（2）设备配置
实采C0组合，容量分为18、54、90三种规格。
增加电源屏采集器。
（3）方案优缺点
优点：既有现场通过增加电源屏采集器，不仅实现保险管断丝监测功能而且实现了对电源屏输出电压的高精度监测，通过电源屏采集器上报至集中监测站机。
缺点：采集内容与电源屏接口中有部分内容重复，个别站需要再增加一套C0组合。
（4）实施方法
①使用实采C0组合站点
增加智能电源屏采集器和CAN通信线，修改数据软件调试。
②使用非实采C0组合站点
调查并进行施工图纸设计，在天窗垂直天窗点内更换C0组合、进行配线和调试工作。
1.4方案比较
通过以上方案的优缺点比较，方案三用电源屏采集器是2000版微机监测使用的方法，在当前普遍推行智能电源屏的技术条件下，已经不是很适合。方案一优点在于更换方便、操作性强，适用于既有的车站。方案二优点在于更加智能，适用于技改、新建车站。按以上原则，在新建车站适用方案二，在既有车站适用方案一，可有效消除保险管（安装）不良带来的信号设备重大隐患。
1.5现场实施
经集中监测厂家、设备管理单位等现场论证和试验，在新建车站使用方案二，在既有车站使用方案一效果良好，既有车站已经在沪昆线浙赣段进行扩大试验，下一步将进行推广运用。
2.外电网电源的零点漂移 2.1现象概况
某站9号道岔定位无表示，外电网I、II路电源电压不稳定， 测试信号电源箱空开输入端I路电源A、B、C相电压和II路电源A、B、C相电压均在209V至232V间波动，测试外电网I路和II路零线端子与地线端子间有69.9V和73.7V电压，但集中监测未能捕捉到相关异常信息。零线的正常与否关系到全站及相邻区间信号设备的正常使用，影响范围大，后果极其严重。
2.2原因分析
铁路信号电源供电大都为ABCN四条线构成低压电源的供电系统，称之为380伏的三相四线制。ABC对于N来说是A相B相C相，这三相都是220伏的电压，在矢量空间的排列上相差120度的电角度。A和B，A和C，B和C之间是380伏特的电压，这4条线就从变压器出来送到信号的配电箱。为了使三相用电负荷趋于平衡，把A相、B相、C相电送给了3个用电负载。当3个用电负载的用电量基本一致时，通过N线的电流基本上是0个安培，所以 N线的作用至关重要。
本例中正是由于外电网I、II路电的N线不良造成“中性点电位漂移”，测试外电网I路和II路零线端子与地线端子间有69.9V和73.7V电压。将信号电源箱内零线端子拉线与地线端子临时连接，外电网I路和II路A、B、C相电压恢复稳定。
2.3整改方案
目前信号集中监测对信号机械室外电网配电箱的电流监测只到A、B、C三相，没有对零线的电流、电压监测采集，是监测盲区。观察输入电零线是否正常，可利用采集零线（N相）电流以及零线与地线间的电压方法，做到对零线的实时监测。由于按现有的外电网监测环境，如果要实现采集零线与地线间的电压，需要重新设计采集四路的采集模块并进行更换，工程量较大。而采集N相电流的方式只需单独增加1路电流采集模块就能实现，因此目前我们采用了对外电网N相采集电流的方案，同时同步升级了外电网的采集模块能实现对谐波电压和电流的采集，对外电网质量监测功能的改善做到了既方便，又有效。
2.3.1方案描述
为了进一步论证整改方案的有效性和安全性，目前我们在杭州辖区管内选取了杭长线某站进行试验，该站集中监测型号为CSM-TH型，现有外电网采集信息包含I路、II路的电压电流及功率信息，确定了在原有采集功能基础上增加外电网基波和谐波电压电流信息及N相电流采集两项功能，达到判断外电网供电质量预防故障的效果。
2.3.2设备配置
为增加N相电流信息，在既有外电网箱内新增两个采集传感器，N相电流值在三相平衡的情况下接近于0，如出现三相不平衡峰值可达某相电流值（10-30A）。为增加基波和谐波数据的实时值及瞬间断电曲线，升级了采集传感器芯片软件。
2.3.3实施方法
（1）断开外电输入
分别拨起外电网监测箱内部A1＼B1＼C1＼N1＼A2＼B2＼C2＼N2共8个WAGO保险，断开电力外电输入。
（2）外电网采集传感器更换
拔出2个蓝色外电网采集传感器上端电压电流输出插头、下端电源通信插头，并拆下传感器。将升级的外电网采集传感器安装到对应的安装位置。
（3）相电流采集传感器安装
环接I路和II路N相电流采集传感器的+E和G端子接入到外电网箱的13、14端子， A和B端子接入到外电网箱的15、16端子。软线通过线槽分别连接防雷配电箱内的两个电流互感器与和外电网箱内的N相电流采集传感器的I+和I-端子。后将防雷配电箱内的开口式电流互感器卡在闸刀内侧I路和II路N相电源线上。
（4）接入外电输入
合上外电网监测箱内断开的8个WAGO保险开关，接入外电输入。
（5）站机软件升级
升级站机接口软件和数据配置。
2.4方案论证
通过增加监测模块、修改监测软件等措施，实现了N相电流、外电网谐波電压、谐波电流数据的实时显示，并对测试的数据进行上下限设置，提供了隐患报警功能，解决了外电网电源出现零点漂移及外电网谐波质量不良等问题的有效反应。
结束语：我们在理解监测电路设计原理的基础上，针对现场出现的各类监测问题，通过不断的技术改造并采取周密的现场论证，使集中监测的实用性得到了充分发挥。本文涉及的两项措施的改进，通过实践证明大大增强了电源设备的日常监控，弥补了出现重大隐患无法察觉的漏洞，为现场设备的安全运行进一步提供了可靠的保障。
参考文献：
[1]铁路信号集中监测系统安全要求，运基信号[2011]377，铁道部运输局，2011年。
[2]铁路信号集中监测系统技术条件，运基信号〔2010〕709 号，铁道部运输局，2011年。
（杭州铁路办事处，浙江 杭州 310009）