張希寧

(北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司通信信號(hào)分公司,100088,北京∥高級(jí)工程師)

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ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔啟動(dòng)電路技術(shù)改進(jìn)方案研究

張希寧

(北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司通信信號(hào)分公司,100088,北京∥高級(jí)工程師)

以北京地鐵5號(hào)線ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)故障為例,通過(guò)綜合分析故障現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄、測(cè)試記錄,確定了故障發(fā)生的原因。針對(duì)故障原因,提出道岔啟動(dòng)電路的修改思路及具體改進(jìn)方案。通過(guò)對(duì)道岔啟動(dòng)電路改進(jìn)方案進(jìn)行逐步試驗(yàn)、改進(jìn),驗(yàn)證了方案的合理性、可行性。

道岔; ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī); 啟動(dòng)電路

Author′s address Beijing Subway Operation Co.,Ltd.,100088,Beijing,China

轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),一旦其發(fā)生故障,將會(huì)造成城市軌道交通運(yùn)營(yíng)延誤或安全事故等重大事件。因此,科學(xué)、安全、合理地控制轉(zhuǎn)轍機(jī),確保其正常運(yùn)行,是保證城市軌道交通安全運(yùn)營(yíng)、高效運(yùn)營(yíng)的手段之一。

與傳統(tǒng)的直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)相比,ZDJ9型交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的特點(diǎn)為:采用三相交流電動(dòng)機(jī),可減少線路上電能損失,使聯(lián)鎖設(shè)備的控制距離大大增加;由于沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)的整流片,因此維修保養(yǎng)工作明顯減輕;在同樣的轉(zhuǎn)換力條件下,三相交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的質(zhì)量比直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)輕。基于上述優(yōu)點(diǎn),ZDJ9型交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在城市軌道交通中得以廣泛應(yīng)用。本文以北京地鐵5號(hào)線ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)故障為例,通過(guò)分析故障原因,提出了該型轉(zhuǎn)轍機(jī)的優(yōu)化啟動(dòng)電路方案,并對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行了論證與試驗(yàn)。

1 故障現(xiàn)象及分析

北京地鐵5號(hào)線是北京首條采用ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的線路,在多年的使用過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)電路中的1DQJ、2DQJ、1DQJF繼電器(加強(qiáng))接點(diǎn),每當(dāng)使用一段時(shí)間后,就會(huì)出現(xiàn)接點(diǎn)灼燒變黑或接點(diǎn)片齊根折斷的現(xiàn)象。以上兩種情況的出現(xiàn)均會(huì)形成故障,影響運(yùn)營(yíng)秩序。

1.1 故障案例一

在每天接觸軌送電前,綜控員和行調(diào)均對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行電搬試驗(yàn),而某站1#道岔偶爾會(huì)出現(xiàn)無(wú)表示的故障;此時(shí)綜控員或行調(diào)再將道岔反方向電搬后,道岔表示恢復(fù)正常。之后再試驗(yàn),故障不能再現(xiàn)。由于故障偶發(fā)且該站無(wú)人員盯守,處理人員到達(dá)車站時(shí)設(shè)備已經(jīng)恢復(fù),致使處理人員無(wú)法在第一時(shí)間對(duì)故障原因做出準(zhǔn)確的判斷。

為了盡早查出故障原因、消除故障隱患,對(duì)該道岔組合加裝了“轉(zhuǎn)轍機(jī)在線監(jiān)測(cè)儀”,并設(shè)專人盯守。經(jīng)過(guò)多日監(jiān)測(cè)、排查后,最終監(jiān)測(cè)到該道岔的2DQJ繼電器故障時(shí)接點(diǎn)電路不通,盯守人員更換該繼電器后,故障未再發(fā)生。

對(duì)該繼電器進(jìn)行檢測(cè)后,認(rèn)定該繼電器接點(diǎn)灼燒嚴(yán)重,接點(diǎn)接觸不良,從而造成接點(diǎn)電路斷路。針對(duì)該故障分析,認(rèn)定道岔啟動(dòng)瞬間電流過(guò)大是造成繼電器接點(diǎn)灼燒嚴(yán)重的原因。為了驗(yàn)證該結(jié)論,利用北京亦莊線臺(tái)湖車輛段培訓(xùn)中心設(shè)備,在道岔啟動(dòng)電路中加裝了“轉(zhuǎn)轍機(jī)在線監(jiān)測(cè)儀”,對(duì)DBQ、2DQJ、2DQJ、1DQJ、1DQJF等相關(guān)繼電器接點(diǎn)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)道岔啟動(dòng)瞬間電流為10 A,最高瞬間電流可達(dá)14 A。

相關(guān)繼電器指標(biāo):1DQJ(JWJXC-125/80)、1DQJF(JWJXC-480)兩種加強(qiáng)型接點(diǎn)最大承受電流(直流220 V、交流380 V兩種型號(hào)電機(jī))為5 A,2DQJ(JYJXC-135/220)加強(qiáng)型接點(diǎn)最大承受電流(直流220 V、交流380 V兩種型號(hào)電機(jī))為7.5 A。

從測(cè)試數(shù)值看,道岔瞬間啟動(dòng)電流已超出繼電器接點(diǎn)承受指標(biāo),在此情況下繼電器接點(diǎn)必定容易受損。如果長(zhǎng)時(shí)間的大電流沖擊,勢(shì)必會(huì)造成繼電器接點(diǎn)灼燒變黑,影響接點(diǎn)接觸性能,極易形成故障。另外,在繼電器接點(diǎn)上雖然已安裝熄弧裝置,但達(dá)不到完全熄弧的作用。電流越大拉弧造成的損傷越嚴(yán)重,容易造成接點(diǎn)變形,從而形成故障。電流越大產(chǎn)生的熱能越高,容易造成接點(diǎn)片變軟,致使接點(diǎn)壓力不足,進(jìn)而使接點(diǎn)接觸性能降低,更易形成故障。

1.2 故障案例二

北京地鐵5號(hào)線某站2/3#折返道岔在某日排列進(jìn)路時(shí)出現(xiàn)無(wú)表示故障,經(jīng)查該故障原因?yàn)?DQJF(JWJXC-480)中接點(diǎn)21接點(diǎn)片從根部折斷。 由于該類故障自北京地鐵5號(hào)線開(kāi)通以來(lái)已發(fā)生了兩起(未到繼電器更換周期),故分析認(rèn)為與道岔動(dòng)作次數(shù)有關(guān)。

2 道岔啟動(dòng)電路的修改方案

2.1 方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述故障現(xiàn)象,可采用的方案為:對(duì)道岔啟動(dòng)電路中具有加強(qiáng)接點(diǎn)的繼電器進(jìn)行并入接點(diǎn)(即雙接點(diǎn)),以起到啟動(dòng)電流分流的作用,同時(shí)也可避免因繼電器一組接點(diǎn)片折斷或接點(diǎn)接觸不良而引發(fā)的故障。具體方案如下:

(1) 在道岔啟動(dòng)電路中增加輔助繼電器勵(lì)磁電路。在道岔啟動(dòng)電路中,對(duì)具有加強(qiáng)接點(diǎn)的繼電器1DQJF、2DQJ增加對(duì)應(yīng)的輔助繼電器1DQJF1、2DQJF;將1DQJF1、2DQJF的繼電器線圈分別并聯(lián)接入1DQJF、2DQJ繼電器勵(lì)磁電路中。圖1中的A與所示B為修改部分。

(2) 在道岔啟動(dòng)(表示)電路中變更及并入接點(diǎn)。為防止并入的1DQJF與1DQJF1動(dòng)作不一致,并聯(lián)接點(diǎn)用同一組繼電器接點(diǎn),并將表示電路中的1DQJF第一組大接點(diǎn)改接到與第二組大接點(diǎn)并聯(lián);原表示電路中1DQJF第一組大接點(diǎn)用1DQJF1第一組大接點(diǎn)代替,并且并入第二組大接點(diǎn)。如圖2中的A部分。

圖1 道岔啟動(dòng)電路中增加輔助繼電器勵(lì)磁電路示意圖

(3) 在道岔啟動(dòng)(表示)電路中變更及并入接點(diǎn)。為防止并入的2DQJF與2DQJ動(dòng)作不一致,并聯(lián)接點(diǎn)用同一組繼電器接點(diǎn),將表示電路中的2DQJ第一組大接點(diǎn)改接到與第二組大接點(diǎn)并聯(lián);原表示電路中2DQJ第一組大接點(diǎn)用2DQJF第一組大接點(diǎn)代替,并且并入第二組大接點(diǎn)。如圖2中的B部分。

(4) 變更1DQJ第二組接點(diǎn)。因表示電路中沒(méi)有大電流且1DQJ的八組接點(diǎn)已用滿,所以將表示電路中的1DQJ第二組接點(diǎn)改接到啟動(dòng)(表示)電路;原表示電路中1DQJ第二組接點(diǎn)用1DQJF1一組接點(diǎn)代替。如圖2中的C部分。

2.2 設(shè)計(jì)方案的試驗(yàn)及分析

在亦莊線臺(tái)湖車輛段培訓(xùn)中心,按照初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了相關(guān)技改工作,技改完成后,每天對(duì)道岔扳動(dòng)不少于120次。

通過(guò)“轉(zhuǎn)轍機(jī)在線監(jiān)測(cè)儀”監(jiān)測(cè)繼電器接點(diǎn)電流。對(duì)比監(jiān)測(cè)電流發(fā)現(xiàn),技改雙接點(diǎn)后,DBQ、1DQJ、1DQJF1、2DQJ1等接點(diǎn)各電流指標(biāo)已發(fā)生了明顯的下降,減少了瞬間電流對(duì)繼電器接點(diǎn)的沖擊,提高了繼電器的使用穩(wěn)定性。但存在如下兩個(gè)問(wèn)題:

(1) 新增繼電器與原電路中的繼電器并聯(lián),接點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作時(shí)間差;

(2) 新增繼電器與原電路中的繼電器,如果出現(xiàn)狀態(tài)不一致情況可能會(huì)出現(xiàn)道岔錯(cuò)誤表示和錯(cuò)誤動(dòng)作的現(xiàn)象。

2.3 設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)

(1) “接點(diǎn)出現(xiàn)動(dòng)作時(shí)間差”的分析及處理。新增繼電器與原電路中的繼電器并聯(lián)后,對(duì)相應(yīng)的接點(diǎn)用同一繼電器的兩組接點(diǎn)進(jìn)行并聯(lián)。C相中1DQJF-11接點(diǎn)和12接點(diǎn)并聯(lián),2DQJ-111組和121組接點(diǎn)并聯(lián);B相中1DQJF1-11接點(diǎn)和12組接點(diǎn)并聯(lián),2DQJF-111組和121組接點(diǎn)并聯(lián);A相中1DQJ-11接點(diǎn)和12接點(diǎn)并聯(lián)。從而解決了“接點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作時(shí)間差”的問(wèn)題。

圖2 道岔啟動(dòng)電路改進(jìn)設(shè)計(jì)方案示意圖

(2) “狀態(tài)不一致情況是否出現(xiàn)道岔錯(cuò)誤表示和錯(cuò)誤動(dòng)作的現(xiàn)象”的分析。因新增并聯(lián)接點(diǎn)已改為使用同一臺(tái)繼電器,因此不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作不一致的現(xiàn)象。特殊情況下,繼電器接點(diǎn)折斷,但同時(shí)也會(huì)切斷此接點(diǎn)電路,因此不會(huì)影響道岔正常轉(zhuǎn)換及表示,也不會(huì)出現(xiàn)道岔錯(cuò)誤表示。

2.4 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案的試驗(yàn)

采取上述的改進(jìn)方案,以接點(diǎn)封連或斷開(kāi)的形式,在亦莊線信號(hào)練功場(chǎng)進(jìn)行核對(duì)驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果:

(1) 啟動(dòng)電路技改雙接點(diǎn)后,接點(diǎn)各電流指標(biāo)已發(fā)生了明顯下降,因此減少了瞬間電流對(duì)繼電器接點(diǎn)的沖擊,提高了繼電器使用的穩(wěn)定性。

(2) 新增繼電器與原電路中的繼電器并聯(lián),接點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作時(shí)間差,不會(huì)造成故障升級(jí)和錯(cuò)誤表示。

(3) 新增繼電器與原電路中的繼電器,不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作不一致現(xiàn)象。特殊情況繼電器接點(diǎn)折斷,但同時(shí)也會(huì)切斷此接點(diǎn)電路回路,不會(huì)造成故障升級(jí)和錯(cuò)誤表示。

3 結(jié)論

本文以北京地鐵5號(hào)線ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障為例,分析了故障原因,并提出了道岔啟動(dòng)電路的改進(jìn)方案。針對(duì)改進(jìn)方案進(jìn)行理論分析,并在亦莊線臺(tái)湖車輛段培訓(xùn)中心進(jìn)行了相關(guān)技改工作,技改完成后,每天對(duì)道岔扳動(dòng)不少120次,持續(xù)6個(gè)月。

試驗(yàn)結(jié)果證明,對(duì)ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔啟動(dòng)電路的技術(shù)改進(jìn)方案,提高了繼電器的使用穩(wěn)定性,避免了因繼電器接點(diǎn)問(wèn)題而引發(fā)的故障,大大提高了設(shè)備的穩(wěn)定性,降低了維護(hù)成本。

[1] 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范:TB 10007—2006[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2006.

[2] 胡耀華.信號(hào)繼電器及檢修(上冊(cè))[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1998.

[3] 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)I:鐵運(yùn)〔2008〕142號(hào)[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2009

Improvement Plan of Starting Circuit of ZDJ9 Type Switch Machine

ZHANG Xining

According to the fault point starting circuit used on Beijing Metro Line 5 in the process of applying ZDJ9 type switch machine, the field failure phenomenon, field data record, test record are comprehensively analyzed, reasons for the fault occurrence are detected.On this basis, the reform points and the specific improvement plan of the switch start circuit are put forward. Through the step-by-step test and improvement of the switch start circuit, the rationality and feasibility of the scheme is verified. This research shows that the improved scheme has the significance of engineering extension.

switch; ZDJ9 type switch machine; starting circuit

U 213.6+1

10.16037/j.1007-869x.2016.08.010

2015-12-10)