RPD系统电路分析及故障处理

九华山旅游发展股份有限公司天台索道分公司 余义成

摘要：RPD系统的运用,使客运架空索道对运载索在线路上的监测不再由单一的U形针装置构成。RPD和U形针分别对运载索进行监测，大大提高了索道运行的安全性。但是RPD系统的故障率却居高不下，因而需要熟悉该系统并总结对其维护经验，来提高对RPD系统的排故能力。本文是对多贝玛亚RPD系统的粗略解读，相关电路图来自九华山天台索道（简图）。

关键词：RPD系统 PSS3047 电源 避雷器

一、 RPD信号电路分析

RPD系统包括PLC主控制系统、DC－DC供电电路、信号滤波/电平转换电路、信号线和支架RPD传感器。RPD传感器是安装于线路托压索轮组进出口侧、距运载索15毫米的非接触传感器，通常一个支架有四个RPD同时对运载索进行监测。这些传感器由电缆互相连接起来，持续不断的把各自轮组上的绳位信息发送到RPD的主控系统PLC（本索道为PSS3047型）。

PLC控制程序生成AOC（偏心）和SRA（脱索）脉冲信号，通过输出端2.8和2.9发送到第一只RPD传感器（传感器地址按串行信号流向顺序编号，因为串行信号与与SRA/AOC信号流向相反，所以本文所述的SRA/AOC信号最先送至的第一只RPD传感器实为编号值最大的那一只）。如果RPD传感器正常且钢丝绳位置正确，AOC和SRA信号会在第一个RPD传感器被复制并且通过输出端口传送到系统中下一个传感器。系统中的最后一个传感器把信号返回到PSS中相应的输入端(SRA = E 0.4, AOC = E 0.5)。我们在维护过程中，必须熟悉对本索道的RPD信号传输路线，以及每个RPD相对应的地址。这样才能在RPD出现故障时，快速将其定位。

PLC中的功能模块检测传送回来的AOC和SRA信号波形是否与所发出的波形一致。当SRA信号波形异常时，双极保安输出端2.16就会失电致361K1释放，索道紧急停车；当AOC信号波形异常时，双极保安输出端2.17失电使361K2释放，索道自动减速到1.5m/s（参见图一）。如果是绳位故障造成SRA或AOC信号中断，RPD传感器会通过串行线将传感器地址信息送到PLC，如是信号线路中断造成SRA或AOC信号丢失，则不显示地址信息。

图一 RPD工作简图

二、 RPD电源电路解读

在阅读电气图纸时，会发现PLC的电源电路设计的很巧妙。它为了满足RPD在线路上的供电要求，分别采用DC-DC转换器350A1和750A1，进行上下站双回路供电，并通过该DC-DC转换器来实现对主控电源的电气隔离。现将相关电路图整合在一起，如图二所示。

上站低压断路器422F7的辅助触点使继电器96K4得电，其继电器常开辅助触点使DC-DC转换器350A1得电工作，PLC电源接通工作正常后，继电器361K3吸合，从而750A1得电工作。反之如果该电源电路中，任一回路出现短路或过载等异常现象，都会使350A1和750A1切断，这样便保护了上下站RPD的相关电路。

线路RPD因其特殊的地理位置，极易遭受雷击，使RPD系统产生多种故障，而有时候可以通过简单的技术改造，降低故障概率或避免设备损坏。我们曾发生一次RPD系统故障，然后对其进行检查，发现支架RPD电源偏低。进一步检查得知该支架RPD因雷击造成电源短路，在短路故障排除后，其电源仍然偏低。接着便检查上下站RPD供电电源，发现下站350A1已经损坏。更换完350A1后，再对RPD电路进行检查，确认正常后，送电试运行，系统正常。事后通过分析，认为350A1是由RPD电源短路而造成损坏，虽然它本身有短路保护功能，但在故障排查中，因经过几次断电送电，短路电流冲击对它产生了破坏。为了防止类似的故障发生，我们在电路中增设了图二中1P2A的低压断路器350F1和750F1（根据线路RPD数量确定该断路器额定电流，九华山天台索道32只）。如果线路RPD电源短路，增设的低压断路器动作从而切断其电源电路，保护350A1和750A1。

图二 RPD电源电路示意图

三、 RPD常见故障及其排除方法

1. 案例一

（1） 故障现象：RPD系统自动减速和停车，不能复位。

（2） 故障分析：由于某一只RPD损坏，造成AOC、SRA信号链中断。

（3） 处理方法：通过触摸屏RPD界面查找故障中断位置。如果不能正确找到故障位置，可利用“传感器编程”找到串行线路故障位置。首先，强制标定为地址1的传感器传递信号，例如：AOC和SRA LOG“1”(记住信号运行方向--串行信号和SRA,AOC信号运行方向相反！) 如果信号由第一个传感器发出，可以判定这个传感器工作正常。继续使用其他地址（2、3、4….）检测，如果有一个传感器没有回复信号，那么可以判定该传感器故障并进行更换。

2. 案例二

（1） 故障现象：显示RPD系统故障或显示多处故障。

（2） 故障分析：RPD电源线路和信号线路异常。

（3） 故障处理：首先检查PLC工作是否正常。如果正常，可以推论为外围线路故障。从RPD的电源以及信号线路入手，是否有接地和相互短路现象。此时，需断开上下站RPD电源，以免故障扩大。通过万用表对RPD电源线路和信号线路的RS232接口适配器/滤波器（即图纸中366A1)进行检查。再对RPD相关的避雷器进行检查，雷击往往会造成数个避雷器的损坏，使RPD电源线路和信号线路出现接地和短路。九华山天台索道曾分别出现雷击致366A1、以及线路多个避雷器损坏。

（4） 改进措施：针对雷击现象，我们发现，在避雷过程中如对A1+O7柜的线路电缆插头进行分离，这样看似稳妥的做法，却走入一个误区。在每次雷电过后，系统重新运行时，线路上常常会有避雷器遭雷击损坏。对此现象经过分析认为，我们在分离插头的时候，减少了线路上的泄流通道，因而造成线路避雷器的损坏。但是在强雷电来临时，如果不分离A1+O7柜线路电缆插头，往往会造成366A1的损坏。通过图纸可以看出RPD信号线是经过366A1电平转换和滤波后，再进入线路RPD。信号回到下站时，串行信号SOUT重新回到366A1，AOC和SRA直接进入PLC。线路信号线遭感应雷击后会直接串入366A1中，遭成损坏。尽管PLC的端口内有过压保护功能，未遭雷击损坏，但如雷电较强，仍有可能造成损坏。为此，我们在下站A1+O7柜中增加一组避雷器（见图一中增设的元件），这样在停机避雷时，不再分离A1+O7柜的控制电缆插头，366A1和避雷器损坏的现象到目前没有再发生了。

3. 案例三

（1） 故障现象：RPD系统偶尔自动减速和停车，未显示故障位置并能立即复位。

（2） 故障分析：串行信号、AOC和SRA信号瞬时中断。

（3） 故障处理：此类故障难以确定故障点，属隐形故障，信号丢失后又立即恢复正常。我们推测可能是RPD的相关接点，接触不良。偶尔出现自动的减速和停车，已经影响到正常运营，所以决定白天运行时解除RPD系统。安排值班人员在控制室内注意观察RPD系统。通过加班将所有RPD的端子重新紧固，以及检查线路支架上的控制电缆接线箱和RPD信号线插座。发现个别电缆连接插座的锈蚀很严重，并予以处理。经过一段时间监测后，值班人员观察到RPD并未出现AOC、SRA信号中断，便将系统重新投入使用。

（4） 改进措施：考虑到RPD传感器及线路安装于室外，插件易锈蚀，确定每年对线路RPD插接头定期拆检，在螺纹处涂脂后重新紧固，必要时更换插接位置已锈蚀的RPD信号电缆和插座。

四、 避雷器的维修

多贝玛亚采用的避雷器是PHOENIX 4*1-24DC-ST ,其原理图如下，

图三 避雷器原理图

五、 结束语

RPD系统在索道安全运行中，起着至关重要的作用。它在大风、冰雪等恶劣天气下，就像是我们索道工作者的其中一员，在支架上时刻保障着线路设备的正常运行，稍微偏离轮衬就会减速慢行，一旦脱离轮衬就会紧急停车。了解它的工作原理和故障特点，在日常维护中能达到事半功倍的效果。希望通过我们大家的精心维保和积极交流，使RPD能够一直保障着索道安全运行。