張洋洋

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

集中監(jiān)測系統(tǒng)在直流轉(zhuǎn)轍機故障分析中的應(yīng)用

張洋洋

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

文章主要闡述了集中監(jiān)測系統(tǒng)采集直流轉(zhuǎn)轍機動作電流和表示電壓的原理，并且就如何利用集中監(jiān)測系統(tǒng)對直流轉(zhuǎn)轍機故障進行分析、處理進行了探討。

集中監(jiān)測系統(tǒng)；動作電流；表示電壓；故障分析

一、引言

鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)（CSM）是保證行車安全、加強信號設(shè)備結(jié)合部管理、監(jiān)測鐵路信號設(shè)備運用質(zhì)量的重要行車設(shè)備。鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)把傳感器、現(xiàn)場總線、計算機網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫及軟件工程等現(xiàn)代技術(shù)融為一體，通過監(jiān)測并記錄信號設(shè)備的主要運行狀態(tài)，為電務(wù)部門掌握設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和進行事故分析提供科學(xué)依據(jù)。同時，系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)邏輯判斷功能，當(dāng)信號設(shè)備工作偏離預(yù)定界限或出現(xiàn)異常時，可以及時進行報警，避免因設(shè)備故障或違章操作影響列車的安全、正點運行。鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是鐵路裝備現(xiàn)代化的重要組成部分。

鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測直流轉(zhuǎn)轍機的主要電氣特性和轉(zhuǎn)轍設(shè)備機械特性，當(dāng)偏離預(yù)定界限或不能正常工作時應(yīng)及時預(yù)警或報警。監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時記錄直流轉(zhuǎn)轍機的異常狀況，具備預(yù)警分析和故障診斷功能[1～2]。

二、直流轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測

2.1 直流轉(zhuǎn)轍機電流采集

直流轉(zhuǎn)轍機的工作狀態(tài)實質(zhì)就是直流轉(zhuǎn)轍機輸出工作拉力的變化狀態(tài)。在道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備維護檢修中，測試直流轉(zhuǎn)轍機輸出工作拉力可以準(zhǔn)確反映直流轉(zhuǎn)轍機的工作情況和道岔的安裝運用狀態(tài)。直流轉(zhuǎn)轍機的動作功率是轉(zhuǎn)轍機實際推拉力的反映。對于直流轉(zhuǎn)轍機，實時功率計算公式為P=UI。其中，U為定值，則I的實時變化正比于P，因此電流曲線可以如實反映P的變化。

直流轉(zhuǎn)轍機電流采集原理如圖1所示，監(jiān)測系統(tǒng)在直流轉(zhuǎn)轍機動作電路X4回線處采樣,根據(jù)1DQJ條件，監(jiān)測道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)轍機動作電流、故障電流、動作時間、轉(zhuǎn)換方向。用開關(guān)量采集器采集1DQJ的狀態(tài)，從而獲得道岔動作的啟動時間和結(jié)束時間。采用開環(huán)的道岔電流傳感器采集直流轉(zhuǎn)轍機的動作電流，傳感器的輸出連接到直流道岔電流采集組合的智能采集單元，智能采集單元將采集的數(shù)據(jù)進行處理，并將數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳輸給接口通信分機。接口通信分機通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)發(fā)送給交換機，然后由交換機通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測主機。

2.2 道岔表示電壓采集

采集電路原理如圖2所示，道岔表示采集組合的智能采集單元在分線盤道岔表示線處得到道岔表示的交、直流電壓，智能采集單元將采集的數(shù)據(jù)進行處理，并將數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳輸給接口通信分機。接口通信分機通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)發(fā)送給交換機，然后由交換機通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測主機。每個道岔表示采集單元可以采集4組道岔的表示電壓。每組道岔定位和反位各兩根采集線。

直流轉(zhuǎn)轍機控制電路，定位表示采集分線盤X1和X3，X1為正，X3為負(fù)。反位表示采集分線盤X3和X2，X3為正，X2為負(fù)。道岔表示采集單元每層組合可安裝9個采集單元，一層采集36組道岔的表示電壓。正常直流道岔在一個位置時（定位或反位）交流電壓約為60至70伏，直流電壓比交流電壓低約10伏[3～4]。

圖2 道岔表示電壓采集流程圖

三、直流轉(zhuǎn)轍機故障分析

3.1 異常動作電流曲線分析

直流轉(zhuǎn)轍機動作電流曲線，是以時間為橫軸，將一定測量時間間隔的各電流值逐點連接繪制而成的曲線，這些曲線蘊涵了道岔轉(zhuǎn)換過程中的電氣特性和機械特性。如圖3所示，當(dāng)?shù)啦碛啥ㄎ幌蚍次晦D(zhuǎn)換時，動作電流曲線長時間在一個固定值范圍內(nèi)，道岔不能鎖閉，轉(zhuǎn)換過程超時。產(chǎn)生的原因為道岔夾異物，導(dǎo)致道岔轉(zhuǎn)換受阻。

圖1 直流轉(zhuǎn)轍機電流采集流程圖

圖3 直流轉(zhuǎn)轍機電流故障曲線

3.2 異常表示電壓曲線分析

直流轉(zhuǎn)轍機表示電壓曲線，是以時間為橫軸，將一定測量時間間隔的表示電壓值逐點連接繪制而成的曲線，這些曲線蘊涵了道岔表示的電氣特性。如圖4所示，某道岔因雷擊導(dǎo)致室外轉(zhuǎn)轍機二極管被擊穿，致使道岔表示電壓下降一半。

圖4 直流轉(zhuǎn)轍機表示電壓曲線

四、總結(jié)

鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)能全天候監(jiān)測信號設(shè)備的運行狀態(tài)，測定電氣性能的偏離界限，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，使信號設(shè)備具有了自診斷功能，有效地避免因信號設(shè)備故障而產(chǎn)生的行車事故。集中監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)督信號設(shè)備工作狀態(tài)和變化趨勢，是推行信號設(shè)備狀態(tài)修的技術(shù)基礎(chǔ)，為維修決策提供科學(xué)依據(jù)。

[1]周保壽.信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在ZPW-2000A無絕緣移頻自動閉塞故障處理中的應(yīng)用[J].鐵道通信信號，2014（1）：40-43．

[2]劉賀軍，胡亞峰.鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].技術(shù)創(chuàng)新，2013（5）：20-25．

[3]張勝平.鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2013．

[4]運基信號［2010］709號鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件[S].

張洋洋（1984-），女，滿族，遼寧本溪人，遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向鐵道通信信號。