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        ZDJ9/S700K轉(zhuǎn)轍機(jī)控制保護(hù)電路中ZBHJ、QDJ切斷電路優(yōu)化

        2020-12-03 12:10:20趙文生葉偉坡
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化故障

        趙文生,葉偉坡

        (廈門軌道交通集團(tuán)有限公司,福建廈門 361000)

        據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和ZDJ9/S700K轉(zhuǎn)轍機(jī)電路分析研究,發(fā)現(xiàn)ZBHJ電路、QDJ電路具有可優(yōu)化之處,現(xiàn)探討分析。

        1 故障案例

        1)運(yùn)營期間道岔失表,啟動(dòng)道岔后,A、B機(jī)均無法操縱到位。經(jīng)仔細(xì)觀察繼電器動(dòng)作順序及排查電路之后,發(fā)現(xiàn)QDJ電路中RC阻容盒故障,此故障導(dǎo)致道岔無法轉(zhuǎn)換。

        2)運(yùn)營期間道岔失表,經(jīng)后續(xù)排查為A機(jī)1DQJ自閉電路故障,A機(jī)未操縱到位。B機(jī)因無法切斷自閉電路,電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)直至鎖閉或者13 s后DBQ切斷啟動(dòng)電路,造成電機(jī)過熱,尖軌變形。道岔檢修測(cè)量2/4 mm試驗(yàn)期間,與此故障現(xiàn)象相同。長期如此,將造成轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)過熱易損壞。

        針對(duì)該系列問題對(duì)ZDJ9/S700K控制電路及保護(hù)電路深入研究,對(duì)保護(hù)電路進(jìn)行優(yōu)化,可完善保護(hù)電路缺陷,消除ZBHJ電路和RC阻容盒故障隱患,并且降低使用成本。

        2 保護(hù)電路原理及功能

        提速道岔S700K/ZDJ9保護(hù)電路是當(dāng)一個(gè)牽引點(diǎn)故障不能動(dòng)作時(shí),其他牽引點(diǎn)也應(yīng)停止轉(zhuǎn)換,避免繼續(xù)轉(zhuǎn)換造成設(shè)備損害。

        斷相保護(hù)器(DBQ)電路:如圖1所示,當(dāng)三相交流電正常供電時(shí),三相電流經(jīng)電流互感器產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流經(jīng)橋式整流后輸出直流電,BHJ勵(lì)磁吸起。當(dāng)出現(xiàn)斷相時(shí),橋式整流無法輸出直流,BHJ落下,此時(shí)1DQJ自閉電路無法溝通,電機(jī)停轉(zhuǎn);因DBQ有13 s計(jì)時(shí)功能,當(dāng)DBQ正常工作超過13 s,DBQ就會(huì)自動(dòng)切斷三相電,BHJ落下,電機(jī)停轉(zhuǎn);防止斷相、缺相情況下燒壞電機(jī)。

        總保護(hù)繼電器(ZBHJ)電路:如圖2所示,ZBHJ勵(lì)磁是A機(jī)或B機(jī)的轉(zhuǎn)轍機(jī)的保護(hù)繼電器全部吸起;ZBHJ自閉電路是保證A機(jī)、B機(jī)操縱到位。目的為了使2臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作協(xié)調(diào)一致,雙機(jī)同步原則,保護(hù)設(shè)備。

        圖1 DBQ內(nèi)部電路Fig.1 DBQ internal circuit

        圖2 ZBHJ繼電器電路Fig.2 ZBHJ relay circuit

        QDJ電路:如圖3所示,QDJ電路中當(dāng)未操動(dòng)道岔時(shí),BHJ落下,QDJ通過BHJ的后接點(diǎn),保持常態(tài)勵(lì)磁吸起,其第一條勵(lì)磁電路:1)(未操岔)KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→B-BHJ(43-41)→KF24;在A機(jī)和B機(jī)的BHJ相繼勵(lì)磁吸起至ZBHJ勵(lì)磁吸起的這段時(shí)間內(nèi),QDJ依靠RC阻容元件放電提供緩放作用,保持吸起,保證兩條勵(lì)磁電路切換時(shí)平穩(wěn)過渡。ZBHJ勵(lì)磁吸起后,1QDJ經(jīng)ZBHJ的前接點(diǎn)保持吸起,其第二條勵(lì)磁電路:2)KZ24→QDJ(1-2)→ZBHJ(62-61)→KF24。隨著ZBHJ的吸起溝通QDJ自閉電路:KZ24→QDJ(71-72)→QDJ(3-4)→ZBHJ(42-41)→KF24。

        因QDJ的接點(diǎn)設(shè)置控制電路中1DQJ自閉電路如圖4所示,當(dāng)QDJ落下時(shí),將斷開1DQJ自閉電路,電動(dòng)機(jī)無法獲得三相電,轉(zhuǎn)轍機(jī)停止轉(zhuǎn)換。

        3 QDJ、ZBHJ電路優(yōu)化方案

        經(jīng)分析研究,QDJ、ZBHJ電路優(yōu)化方式為省去RC阻容盒、整個(gè)ZBHJ電路及繼電器,因1DQJ有緩放功能且為道岔啟動(dòng)第一個(gè)勵(lì)磁繼電器,1DQJ型號(hào)為JWJXC-H125/80,緩放時(shí)間為0.5 s,用QDJ繼電器勵(lì)磁電路并聯(lián)雙機(jī)1DQJ接點(diǎn),此時(shí)QDJ有2條勵(lì)磁電路如圖5所示。

        圖3 QDJ繼電器電路Fig.3 QDJ relay circuit

        圖4 控制電路Fig.4 Control circuit

        圖5 優(yōu)化后保護(hù)電路Fig.5 Optimized protection circuit

        第一條:KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→BBHJ(43-41)→KF24

        第二條:KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24

        分析發(fā)現(xiàn),1DQJ緩放時(shí)間過短可能導(dǎo)致道岔操縱到位后,QDJ閃動(dòng)。經(jīng)研究可通過更換QDJ繼電器型號(hào),原QDJ繼電器為JWXC-1700,更換為JWXC-H340(緩放時(shí)間0.5 s),兩者緩放功能加起來可保證道岔轉(zhuǎn)換到位后,QDJ不抖動(dòng)。

        現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證優(yōu)化后電路功能。

        1)當(dāng)?shù)啦碚2賱?dòng)時(shí),首先控制電路正常,DBQ三相電供電正常,A機(jī)BHJ和B機(jī)BHJ相繼吸起,目前A、B機(jī)已經(jīng)完成至BHJ吸起階段,所以1DQJ處于完全吸起狀態(tài),溝通QDJ第二條勵(lì)磁電路如圖6所示,使QDJ保持勵(lì)磁吸起直至A、B機(jī)道岔轉(zhuǎn)換到位,BHJ相繼落下,1DQJ緩放0.5 s后相繼落下。

        圖6 QDJ第二條勵(lì)磁電路Fig.6 The second QDJ energized circuit

        2)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置道岔操動(dòng)過程中遇到卡阻或者無法解鎖時(shí),前期BHJ相繼吸起直至QDJ第二條勵(lì)磁電路溝通,道岔操縱13 s后DBQ切斷三相電,BHJ相繼落下,切斷1DQJ自閉電路,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)由于1DQJ和QDJ有緩放功能,可保證兩條QDJ勵(lì)磁電路平穩(wěn)過渡,直至A、B機(jī)BHJ全部落下,接通第一條勵(lì)磁電路。

        3)設(shè)置道岔A機(jī)故障,B 機(jī)完好時(shí),應(yīng)保證A、B機(jī)同步動(dòng)作的原則。當(dāng)A機(jī)故障時(shí),設(shè)置以下故障點(diǎn)。

        a.A機(jī)1DQJ勵(lì)磁電路故障,因B機(jī)1DQJ勵(lì)磁電路串聯(lián)A機(jī)的1DQJ,所以B機(jī)1DQJ勵(lì)磁電路無法溝通,A、B機(jī)BHJ不吸,此時(shí)ZBHJ勵(lì)磁電路不溝通;操縱道岔時(shí),QDJ勵(lì)磁電路走第一條勵(lì)磁電路:KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→BBHJ(43-41)→KF24;A、B機(jī)都不動(dòng)作,滿足同步原則。

        b.A機(jī)1DQJF勵(lì)磁電路故障,2DQJ轉(zhuǎn)極電路故障或者DBQ故障,三相電回路故障,BHJ繼電器故障;操縱道岔時(shí),QDJ勵(lì)磁電路走第二條勵(lì)磁電路:KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24。因A機(jī)1DQJ自閉電路未溝通,待1DQJ緩放結(jié)束后,第二條QDJ勵(lì)磁電路斷開,QDJ緩放結(jié)束后失電落下。最終切斷B機(jī)自閉電路,A、B機(jī)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),滿足同步原則。

        c.A機(jī)1DQJ自閉電路故障時(shí),因A、B機(jī)BHJ均已吸起,1DQJ繼電器已完全吸起,完成QDJ第二條勵(lì)磁電路,A機(jī)因1DQJ自閉電路無法溝通,最終1DQJ緩放落下,切斷QDJ第二條勵(lì)磁電路,QDJ緩放后失電落下,B機(jī)也停止轉(zhuǎn)動(dòng),滿足A、B機(jī)同步原則。

        4)設(shè)置道岔B機(jī)故障,A 機(jī)完好時(shí),應(yīng)保證A、B機(jī)同步動(dòng)作的原則。當(dāng)B機(jī)故障時(shí),設(shè)置以下故障點(diǎn)。

        a.B機(jī)1DQJ勵(lì)磁電路故障,A機(jī)BHJ正常吸起,B機(jī)1DQJ未吸起,由此可知QDJ第一、第二條勵(lì)磁電路均無法溝通,QDJ緩放后失電落下,切斷A機(jī)自閉電路,A機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。滿足A、B機(jī)同步原則。

        b.B機(jī)1DQJF勵(lì)磁電路故障,2DQJ轉(zhuǎn)極電路故障或者DBQ故障,三相電回路故障,BHJ繼電器故障;操縱道岔時(shí),QDJ勵(lì)磁電路走第二條勵(lì)磁電路:KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24。因B機(jī)1DQJ自閉電路未溝通,待1DQJ緩放結(jié)束后,第二條QDJ勵(lì)磁電路斷開,QDJ緩放后失電落下。最終切斷A機(jī)自閉電路,A、B機(jī)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),滿足同步原則。

        c.B機(jī)1DQJ自閉電路故障時(shí),因A、B機(jī)BHJ均已吸起,1DQJ繼電器已完全吸起,完成QDJ第二條勵(lì)磁電路:B機(jī)因1DQJ自閉電路無法溝通,最終1DQJ緩放落下,切斷QDJ第二條勵(lì)磁電路,QDJ緩放后失電落下,A機(jī)也停止轉(zhuǎn)動(dòng),滿足A、B機(jī)同步原則。

        5) 設(shè)置A機(jī)和B機(jī)均出現(xiàn)故障時(shí),A、B機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),滿足A、B機(jī)同步原則。

        6)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證優(yōu)化后電路功能,電路保護(hù)功能完好。

        優(yōu)化后道岔繼電器類型如表1所示。

        表1 優(yōu)化后道岔組合繼電器類型表Tab.1 Type table of optimized switch combination relay

        道岔繼電器類型優(yōu)化方案如表1所示,去除ZBHJ繼電器、RC阻容盒、更換QDJ繼電器型號(hào)為JWXC-H340,QDJ勵(lì)磁電路并聯(lián)A機(jī)1DQJ(22-21)和B機(jī)1DQJ(41-42)接點(diǎn),電路保護(hù)功能完好,完善了保護(hù)電路缺陷。優(yōu)化后電路具備以下優(yōu)點(diǎn)。

        a.避免了ZBHJ繼電器故障時(shí),道岔無法動(dòng)作;

        b.避免了RC阻容盒故障時(shí),道岔無法動(dòng)作;

        c.解決了任意一機(jī)自閉電路出現(xiàn)故障時(shí),另一機(jī)電機(jī)仍會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),防止電機(jī)過熱損壞,尖軌變形問題;

        d.解決了日常檢修中2/4 mm試驗(yàn)對(duì)尖軌和轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)的損傷;

        e.優(yōu)化了A、B一經(jīng)道岔啟動(dòng)后,任意一機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),立即切斷A、B機(jī)動(dòng)作,保證A、B機(jī)同步原則;

        f.優(yōu)化后一組雙動(dòng)道岔可省去RC阻容盒、ZBHJ繼電器,實(shí)際應(yīng)用起來將大大降低成本費(fèi)用。

        此次改進(jìn)不足之處為1DQJ繼電器接點(diǎn)數(shù)量不夠,但不影響道岔整體功能及同步原則。因A機(jī)所有接點(diǎn)均有被占用,唯獨(dú)1DQJ-22接點(diǎn)未被使用,但1DQJ-21接點(diǎn)接通的為表示電源,此時(shí)QDJ繼電器使用優(yōu)化后勵(lì)磁電路為:KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24;此電路在有表示且道岔不動(dòng)作時(shí)A-1DQJ(21)→B-1DQJ(41)具有交流110 V表示電源,道岔動(dòng)作時(shí)則為正常24V直流電源;改進(jìn)這一項(xiàng)問題則需將原先A機(jī)1DQJ更換為定制款1DQJ無極加強(qiáng)緩放6組接點(diǎn)型繼電器,使用其空接點(diǎn)連接優(yōu)化勵(lì)磁電路。

        4 結(jié)束語

        保護(hù)電路的優(yōu)化改進(jìn),保證了電路功能性完好,完善道岔同步功能;去除ZBHJ繼電器及RC阻容盒后,可節(jié)省一大筆成本費(fèi)用。并且可以避免RC阻容盒發(fā)生故障、ZBHJ繼電器及電路故障時(shí),道岔無法動(dòng)作,解決了一機(jī)自閉電路故障時(shí),不同步造成對(duì)尖軌變形和電機(jī)損傷;同時(shí)優(yōu)化大大減少故障發(fā)生率,從而保證運(yùn)營的安全及時(shí)效性。

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