丁 健
唐山港集團股份有限公司,河北唐山 063611
鐵路道岔轉(zhuǎn)換報警器應(yīng)用方案探討
丁 健
唐山港集團股份有限公司,河北唐山 063611
鐵路車場設(shè)備多,工電務(wù)現(xiàn)場維修作業(yè)、工人穿行線路時,如果碰巧調(diào)度排信號進出列車,道岔搬動,位于電動轉(zhuǎn)轍機附近的行人可能會出現(xiàn)由于靠的太近造成尖軌擠傷事故。在加強相關(guān)人員安全教育,提高安全意識的同時,研究道岔轉(zhuǎn)換報警器將有助于提高轉(zhuǎn)轍機工作的安全性。
鐵路;電動轉(zhuǎn)轍機;道岔;作業(yè)安全;報警器
唐山港集團現(xiàn)有在用列車貨位線14條,連接著港區(qū)近30個泊位。分區(qū)車場作為火車大列進出港區(qū)的唯一通道,進出車頻繁增大了車場負(fù)荷。為保證生產(chǎn)的正常運行,車場的線路與信號設(shè)備保養(yǎng)維護尤為頻繁。調(diào)度排信號進出列車,道岔轉(zhuǎn)換直接搬動尖軌缺乏預(yù)警,轉(zhuǎn)轍機動力桿行程165mm,轉(zhuǎn)換時間僅為3.8s,可能對工電務(wù)人員的作業(yè)安全造成安全隱患。如果道岔轉(zhuǎn)換前現(xiàn)有若干秒的聲光報警,則可以有效提醒周圍人員注意設(shè)備動作。俗話說,“安全就是效益”,在加強對作業(yè)人員安全教育的同時,為電動轉(zhuǎn)轍機加裝道岔轉(zhuǎn)換報警器就是保證作業(yè)安全的第二道防線,降低事故成本,這也是提高經(jīng)濟效益的有效措施。
目前,國內(nèi)鐵路電氣控制是6502電氣集中與新式微機聯(lián)鎖并存的局面。中央控制系統(tǒng)雖有差異,但室外電氣設(shè)備是非常相近的。四線制道岔由于取消了現(xiàn)場設(shè)置的轉(zhuǎn)極繼電器ZJ,減少了維修工作量,提高了系統(tǒng)的可靠性而較二線制、三線制道岔有著更為廣泛的應(yīng)用。X1作為定位控制表示線,X2作為反位控制表示線,X3作為表示專用回線,X4作為控制專用回線。取消轉(zhuǎn)極繼電器ZJ后,為了用三條控制線改變電動機激磁繞組的電流方向,使電樞繞組的電流方向不變(二線制和三線制道岔是改變電樞繞組的電流方向,使激磁繞組的電流方向不變),將二線制和三線制的兩個串聯(lián)的激磁繞組分開使用,一個作為定位繞組,一個作為反位繞組,整個啟動電路和表示電路的構(gòu)成及所接入的控制條件均未改變??紤]在車場本地的電動轉(zhuǎn)轍機內(nèi)部加裝報警器有推廣的普遍性,無需從控制室引出冗長的報警器控制線路,減少維護成本,可以提高設(shè)備可靠性。
考慮到設(shè)備改造的經(jīng)濟性,擬采用轉(zhuǎn)轍機電源作為報警器的工作電源,以ZD6-A型電動轉(zhuǎn)轍機為例,電動機額定工作電壓為DC160V,通過直流變壓器降壓至DC24V可供控制電路使用。電路原理如圖1所示。
圖1 電路原理
圖2
對于四線制單動道岔,當(dāng)?shù)啦碛啥ㄎ蛔優(yōu)榉次粫r,電流由電動機端子板2號端子流入,4號端子流出;當(dāng)?shù)啦碛煞次蛔優(yōu)槎ㄎ粫r,電流由電動機端子板1號端子流入,4號端子流出。也就是說,4號端子連接電動機轉(zhuǎn)子線圈,無論轉(zhuǎn)轍機處于定位還是反位狀態(tài),控制專用回線X4均會在控制臺CA閉合時通過電流,控制電動機運轉(zhuǎn)。因此,將控制電路接入電動機端子板4號端子的藍(lán)色輸入線和紅色輸出線之間,紅色輸出線接控制電路“+”極,藍(lán)色輸入線連控制電路“-”極。
控制電路的主要器件有直流變壓器、時間繼電器、聲光報警器、固態(tài)繼電器四部分,詳述如下:
1)直流變壓器??刂齐娐沸枰?60V轉(zhuǎn)為24V控制繼電器工作,但DC160V為非標(biāo)準(zhǔn)電壓,市場沒有定型的產(chǎn)品,可以找廠家定制或用220V:24V的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品改變線圈匝數(shù)比,調(diào)整為160V:24V。
2)時間繼電器。為實現(xiàn)先報警3s再轉(zhuǎn)換道岔的功能,需采用帶瞬動接點的時間繼電器。選用DC24V的JSZ3C-A型,可實現(xiàn)1-5s延時的手動設(shè)置。利用瞬動常開接點1-4控制聲光報警器,利用延時導(dǎo)通常開接點6-8控制電動機,實現(xiàn)3s報警后電動機動作的功能,如圖2所示。
3)聲光報警器。DC24V的聲光報警器較為多見。LED發(fā)光二極管的光源可以減少功率損耗、提高產(chǎn)品使用壽命;聲音僅用于提示周邊人員注意安全,因此強度不宜高于100dB,防止損害聽覺神經(jīng),影響周邊環(huán)境。
4)固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器(SSR),是由微電子電路、分立電子器件和電力電子功率器件組成的無觸點開關(guān)。用隔離器件實現(xiàn)控制端與負(fù)載端的隔離。這種新型繼電器不存在接點損耗和接觸不良,干擾小,沒有動作聲音,輸入端用微小的控制信號可以直接驅(qū)動大電流負(fù)載,已被廣泛應(yīng)用于電機控制領(lǐng)域。鑒于電動轉(zhuǎn)轍機工作電流為2A,摩擦電流為2.3A~2.9A,選用SSR-10DD型直流控直流固態(tài)繼電器(輸入電壓DC3-32V,輸入電流6 mA~35mA,輸出電壓5-220VDC,輸出電流10A),該參數(shù)區(qū)間滿足輸入側(cè)時間繼電器電壓范圍和輸出側(cè)電動機電壓范圍與電流容量的要求,保證5倍電動機額定電流裕量,保證電機正常起動。對于其他型號電動轉(zhuǎn)轍機,可根據(jù)工作電壓和工作電流選取更大容量的固態(tài)繼電器,如SSR-20DD、SSR-25DD等。
由電動機端子板4號端子引出DC160V正負(fù)極連接線,穿過箱盒內(nèi)部遮斷開關(guān)下方并與箱盒內(nèi)壁固定連接,然后由轉(zhuǎn)轍機預(yù)留閑置的電纜盒連接管接口穿出,連接控制部分并做好外殼用于防塵防腐,最后這個整體再與轉(zhuǎn)轍機連接管接口用螺栓密閉連接。
電流:JSZ3C-A型時間繼電器的導(dǎo)通電流約為0.05A;聲光報警器電流約為0.3-0.6A;SSR-10DD型固態(tài)繼電器的最大輸入電流約為0.035A。根據(jù)并聯(lián)電路的電流運算法則,控制電路最大干路電流為0.1+0.6+0.035=0.735A。
功率:JSZ3C-A型時間繼電器的功率為1.2W,聲光報警器功率10-15W,SSR-10DD型固態(tài)繼電器的功率為1W,則控制電路最大功率為 1.2+15+1=17.2W。
延時:JSZ3C-A型時間繼電器的延時精度為±10%,如設(shè)置電動機運轉(zhuǎn)延時為3s,則最大導(dǎo)通時間應(yīng)不大于3.3s; SSR-10DD型固態(tài)繼電器的導(dǎo)通時間為0.1s。由此可得控制電路最大延時約為3.4s。
以上描述的是四線制單動道岔的報警器安裝方法,對于四線制雙動道岔而言,雙動道岔共用一套控制室控制電路,由調(diào)度一次性排出行車信號,因此需在第一動轉(zhuǎn)轍機中安裝完整的報警器控制電路,在第二動轉(zhuǎn)轍機中僅串入一個聲光報警器,第二動報警器與第一動報警器并聯(lián)后再與時間繼電器的常開瞬動接點串聯(lián)??刂婆_給出指令后,兩臺轉(zhuǎn)轍機同時報警,第一動轉(zhuǎn)轍機在報警器報警3s后動作,3.8s后第一動轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換到位,第二動轉(zhuǎn)轍機開始動作并仍伴有報警。
U284
A
1674-6708(2010)30-0193-02