摘要：地铁信号监测系统构建是为了更好地把握列车在运行中的状态、位置、速度、故障问题等信息，以便更好地完成列车的管理，保证运行效率。而地铁信号智能电源则是这一检测系统的核心部分，这一部分的设计中，大多使用电力电子技术，技术应用安全性好，整体的应用维护更加便捷高效。在列车的运行中，因为信号电源监测系统故障导致信息监测问题的概率在10%左右。论文通过分析地铁信号智能电源屏监控方案，力求帮助地铁信号设备维护人员快速准确发现定位故障范围，提高维修人员的工作效率，减少故障的发生，确保地铁运输安全。

关键词：地铁信号；电源系统；监测；系统维护

地铁信号电源系统是地铁安全运营的重要保证，在我国地铁事业不断发展的背景下，，对地铁信号设备安全性也提出了更高的要求。地铁信号智能电源屏是一种新型的智能化设备，具有信息可靠、易维护、使用方便等特点，在当今地铁事业中的应用十分广泛。但是在实际应用当中信号电源屏故障频率较高，严重影响地铁运输的安全性。

1 地铁信号电源屏的类型

地铁使用的信号电源屏有以下3种。

1.1传统的工频电磁式变压器交流电源、硅整流方式的直流电源、工频50Hz分频为25Hz的变压器式相敏轨道电源，配置南非断路器、西门子接触器后的普通电源屏。硅整流方式的直流电源和磁饱和式交流稳压电源技术已相对滞后，工频50Hz分频25Hz的变压器式相敏轨道电源效率低、响应速度低，因此这种类型的电源设备正逐步退出地铁信号电源技术市场。

1.2工频数字型（微电脑补偿型）交流稳压电源、高频直流开关电源、电子分频式25Hz轨道电源，配置南非断路器、西门子接触器的“智能”电源屏。这类产品是目前正在应用的产品，但技术上也是过渡型的产品。

1.3随着计算机技术的引入，提出了净化电源的要求。地铁信号智能电源屏也在向动力供电和信息系统供电的综合UPS不间断供电方向发展。由于调频、逆变技术的应用，器材的研制和制造进行顺利，具有辅助智能、遥信遥测功能，全高频、全模块化简约技术的新一代地铁信号智能电源产品将在地铁信号供电中应用。

2 地铁信号智能电源屏常见故障及其处理方法

2.1 切换系统故障

在地铁运行中，切换系统故障是智能电源屏常见的故障之一。发生此类故障会导致外电网输入问题，交流接触器不吸合，造成系统模块供电不足，指示灯全部熄灭，系统输出电源受到严重影响，出现大面积停电等问题。

针对此类故障问题：1）要第一时间将外电网输入开关全部关掉，如果没有恢复供电要闭合处理；2）如果上述方法依然无法恢复供电，则要同时关掉机械师配电盘输入开关，使用电缆连接电网输入端和电源转接端，连接之后闭合配电盘，保持智能电源屏处于断开状态，这样通常即可恢复电源功能。

2.2 短路切除板故障

地铁信号智能电源屏运行时，一旦出现了短路切除板故障问题，线路场中会产生部分红光带，某条线路输出电源中断，相应的供电模块也会出现故障问题。

针对此类问题：1）对出现故障的轨道输出线路利用电压表进行检测，判定是否出现了断路问题。2）打开短路切除板保护盖，拔掉短路切除板的插头，这样即可恢复输出线路功能。

2.3 交流模块故障

交流模块故障也是智能电源屏常见的故障问题之一，交流模块故障后部分线路模块也会发生故障，此时模块控制面板灯全部熄灭或者保护灯常亮，相应输出电路产生短路情况。

针对此类情况：1）关掉所有设备的输出开关，如果此时模块运行状态正常，则表明是负载过大造成交流模板故障，此时要重点检测负载性能。如果负载关掉之后，模块在30 s内没有恢复正常状态，此时要关闭保护模块，重复关闭2次观察是否恢复正常。2）如果模块没有恢复正常，则代表模块系统产生了故障问题，此时要更换模块。更换模块需要采用相同型号的模块，这样才能够确保智能电源屏的运行安全。

2.4 交流转辙器电源模块故障

一旦智能电源屏交流转辙器模块产生了故障问题，则所对应的电源模块故障灯会亮，交流转辙器电源无信号输出。

针对此类问题，需要颠倒处理外电网相序顺序，如果更换相序后依然没有解决问题，则代表模块电路板损坏，更换模块即可。

2.5 直流模块故障

如果智能电源屏出现了直流模块故障问题，此时直流模块无法正常运行，中断继电器模块输出，最终造成电源屏无法正常运行。针对此类问题需要断开模块并重新连接，如果直流模块依然无法正常运行，则代表直流模块损坏，更换模块即可。

3 地铁信号智能电源屏故障诊断系统

3.1 电源屏在线监测

智能电源屏系统当中都会设置数据监测系统，以PLC为核心，获取传感器所采集的信息数据，对电源屏进行贯通、自闭输入电源，得到每个模块输入输出的电压电流信号，将数据信息进行转化后传输到终端显示、控制。同时，通过采用远程计算机，结合解调器、光纤线缆、车站计算机通信等，实现遥信、遥测、遥控等多项功能，进一步加强信号电源屏的数字化建设。整个监控系统包括车站管理终端、电源屏PLC控制单元、解调器、光缆、远程计算机、打印设备等。

通过应用在线监测技术，可以有效提升电源屏开关数据的采集量，对电源屏各个模块的输出、输入信号进行采集，通过A/D转换信息，并传输到终端模块中。在能够确保A/D转换精度的基础上，将电流和电压信号整定后输入A/D模块中，电压控制在±15 V之间。需要注意一点，电源屏输出电源展开对地电流测试时，必须要在指定时间内完成，确保安全。

3.2 数据分析和故障诊断

数据分析与故障诊断系统当中包括主程序、人机交互界面、数据采集模块，应用VC++开发主程序。数据采集应用中断采集方法，每隔2 ms采集一次信息，每个线路信号采集30次后调用一次处理程序。通过系统终端远程监测功能，可以对电源屏输入输出信号、工作状态展开24 h监控，一旦发现某个巡查点发生了问题，则会向系统发送相关信息。还可以对所采集的数据信息包括开关量、模拟量等进行实时自动分析，判定故障范围、种类、程度，如果是软件故障可以实现自我修复。同时将原数据、分析数据、处理数据存储到数据库中，用户可以对信息进行访问、查询、下载。

3.3 故障报警

一旦智能电源屏发生了故障问题，则会自动启动语音报警系统，并存储报警信息。在报警芯片当中存储各类故障判断信息，方便系统调用各个报警语音信息。站机会根据故障信息判定故障部位，并发送故障地址，站机送出低电平、P2.5送出高电平、锁存器接收存储数据，将数据发送给报警系统，报警系统获得这些数据之后则会播报故障信息。这样电务值班人员即可根据报警信息迅速做出反应，及时处理故障问题。

结束语

地铁信号电源屏监测系统能全面监控各种类型的地铁信号供电设备及相关的环境量和安保量，80%的初级繁琐的工作量由监控系统完成，维护人员可以专心于20%的高技术含量工作，可极大地提高作业人员的工作效率。通过强大的数据分析可以预先发现隐患，量化指标、确认维护重点，通过翔实的数据保证维护力度和提高维护水平。

参考文献：

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