新型道岔控制電路研究及其可靠性安全性分析.pdf

1、道岔控制電路用于來控制道岔,其可靠性安全性高低對行車效率和運輸安全影響重大[1]。目前我國鐵路上使用的道岔控制電路根據(jù)轉轍機類型大體分為三種:一是用于直流轉轍機的四線制控制電路,二是用于直流轉轍機的六線制控制電路,三是用于三相交流轉轍機的五線制電路。這幾種道岔控制電路經過長期使用,發(fā)現(xiàn)存在以下幾個問題:首先,道岔位置表示只通過表示二極管的極性確定,略顯簡單,在某些特定條件下,外電路可形成二極管特性,造成“虛假”表示,影響系統(tǒng)的安全性;其

2、次,這三種道岔控制電路沒有匹配的防雷電路,容易因雷電產生故障;最后,這幾種道岔控制電路都屬于繼電器聯(lián)鎖范疇,該系統(tǒng)配線復雜,此外,繼電器由于工藝材質等原因故障頻發(fā),使得道岔控制電路的可靠性不高。上述問題嚴重影響著既有道岔控制電路的可靠性與安全性,然而道岔控制電路在鐵道信號控制領域中恰恰是技術要求最高、故障防護能力最強的。本文正是在這種背景下開展了對新型道岔控制電路——全電子道岔電路的研究。
　　論文主要完成了以下工作:詳細分析了五

3、線制道岔控制電路的故障,總結出五線制道岔控制電路存在的問題,并在此基礎上綜合運用FMEA和故障樹分析方法對其性能進行定量分析;論文對西門子Siwes2道岔控制系統(tǒng)的組成及工作原理進行了較詳細的描述,并以此為依據(jù)提出了一些方法來解決五線制道岔控制電路存在的問題;論文在充分分析全電子道岔電路功能需求和性能需求的基礎上,采用可靠性高的電力電子開關等元器件代替繼電器,并采取多種故障-設計措施設計出全電子道岔電路;論文以元器件失效率等基礎數(shù)據(jù)為依

4、據(jù),利用Markov模型計算了全電子道岔電路的可靠性,利用硬件失效概率評估方法對道岔電子電路的安全性進行定量分析;最后,按照《鐵道信號電氣設備電磁兼容性試驗及其限值》對全電子道岔電路進行了靜電測試,輸入/輸出線的電快速脈沖測試以及防雷測試,測試結果表明全電子道岔電路的電磁兼容水平能夠達到規(guī)定的水平。
　　全電子道岔電路綜合運用了電力電子開關技術、通信技術、計算機技術等。該電路具有占用面積小、實現(xiàn)功能多、無維修少維護、短路自動保護報