趙會(huì)勇

（本鋼集團(tuán)北營鐵運(yùn)公司，遼寧本溪，117017）

0 引言

隨著本鋼集團(tuán)北營公司淘汰落后產(chǎn)能項(xiàng)目大型高爐的建設(shè)，鐵水運(yùn)輸生產(chǎn)組織也由原來運(yùn)用的75噸敞口罐改為320噸魚雷罐，與之配套的鐵路線路及鐵路信號(hào)設(shè)備也隨著進(jìn)行改造。由于鐵路線路改造受高爐渣場裝渣線與煉鋼一區(qū)鐵水運(yùn)輸走行線等地形因素的影響，道岔設(shè)計(jì)時(shí)考慮滿足裝渣線的一次裝車數(shù)量需求，經(jīng)研究決定運(yùn)用特制18號(hào)加長曲線道岔。該特種道岔設(shè)備在鐵路運(yùn)輸上運(yùn)用較少，而在鐵路信號(hào)聯(lián)鎖方面更無標(biāo)準(zhǔn)控制電路可以使用，為解決特制18號(hào)加長曲線道岔的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制問題，并從節(jié)省工程投資以及減少設(shè)備類型角度考慮，借鑒雙機(jī)牽引道岔控制電路原理，采用ZD6型直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)針對電路實(shí)施控制。

1 當(dāng)前電路控制中十線制直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的不足之處

將直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)應(yīng)用于18號(hào)三機(jī)牽引道岔牽引時(shí)，鐵道部尚未針對控制電路頒布相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，但是根據(jù)日常應(yīng)用的十線制道岔控制電路圖能夠發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)轍機(jī)表示線為X3、X7、X10，轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作線為X1與X2、X5與X6、X8與X9，公共回線則為X4。在進(jìn)行近路排列的過程中，經(jīng)過聯(lián)鎖設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，刀道岔FCJ或是DCJ可以實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁吸起，并且在道岔控制電路之中，將1DQJ勵(lì)磁電路接通，順利吸起之后，2DQJ能夠發(fā)生轉(zhuǎn)極，此時(shí)可以將室外轉(zhuǎn)轍機(jī)方面動(dòng)作電路接通。

因?yàn)楦鱾€(gè)牽引點(diǎn)上相應(yīng)的1DQJ全部需要在FCJ和DCJ 的中間接點(diǎn)上進(jìn)行并聯(lián)，以保障各轉(zhuǎn)轍機(jī)相關(guān)的1DQJ可以在同一時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁吸起，并能夠同時(shí)向室外轉(zhuǎn)轍機(jī)輸送電能，也就是可以同時(shí)將轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)，并轉(zhuǎn)換道岔。

一般來說，完成上述操作之后，即能夠落實(shí)3點(diǎn)牽引道岔在定位與反位之間的轉(zhuǎn)換，且已經(jīng)在國鐵膠濟(jì)線提速改造工程等諸多工程中得到充分應(yīng)用。但是隨著研究的深入和時(shí)間次數(shù)的增加，可以發(fā)現(xiàn)其中仍然存在不足之處[1]。

1.1 電纜加芯嚴(yán)重

因?yàn)樵谶@一電路之中，存在控制回線共用的情況，并且在通常情況下，這一型號(hào)的道岔與信號(hào)樓之間的距離較遠(yuǎn)，所以應(yīng)用該控制電路之后，電纜加芯情況更加嚴(yán)重。通過公式對電纜的最大控制長度進(jìn)行計(jì)算，公式為

在該公式之中，ZQ表示曲線之后電纜的芯線數(shù)，ZH表示回線之后電纜的芯線數(shù)，r表示每一米長電纜單芯的電阻值，I表示工作電流，?U表示線路允許降壓，n表示回線電流對比去線電流的倍數(shù)。

如果控制電纜在信號(hào)樓以及道岔之間的長度為1400m，根據(jù)上述公式，需要至少兩根59芯信號(hào)電纜，才能夠保障轉(zhuǎn)轍機(jī)正常運(yùn)行需求得到滿足。

1.2 無切斷保護(hù)功能

如果位于各個(gè)牽引點(diǎn)的轉(zhuǎn)轍機(jī)均在同一時(shí)間段內(nèi)啟動(dòng)，一個(gè)位置的轉(zhuǎn)轍機(jī)或是電路出現(xiàn)障礙，另外的控制電路不會(huì)受到不良影響，且轉(zhuǎn)轍機(jī)也能夠處于正常的工作狀態(tài)，由此，“小馬拉大車”的現(xiàn)象形成，道岔或是轉(zhuǎn)轍機(jī)均有可能受到損害。

1.3 三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的故障

在三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，牽引道岔經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)生啟動(dòng)后電機(jī)停轉(zhuǎn)，導(dǎo)致三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)出現(xiàn)道岔運(yùn)轉(zhuǎn)不到底或者道岔無表示等一系列故障，其比較常見的故障現(xiàn)象為1DQJ勵(lì)磁吸起，2DQJ轉(zhuǎn)極，三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)未啟動(dòng)，1DQJ又落下。通過觀察現(xiàn)象并分析現(xiàn)象可以得出結(jié)論：上述故障出現(xiàn)的原因是由于在三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)1DQJF1的吸起事件加上2DQJ的轉(zhuǎn)極時(shí)間之和如果大于1DQJ的緩放時(shí)間時(shí)，會(huì)導(dǎo)致三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)未啟動(dòng)時(shí)的1DQJ不能構(gòu)成自閉電路，此時(shí)，1DQJ已經(jīng)處于了緩慢落下的狀態(tài)，從而不導(dǎo)致了三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)的停轉(zhuǎn)。

1.4 三機(jī)牽引道岔直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)原則

首先，是三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)原則必須滿足《鐵路信號(hào)站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)規(guī)范》中對于三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路的相關(guān)要求：(1)三機(jī)牽引道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的動(dòng)作，必須與值班員的操縱意圖相一致；(2)三機(jī)牽引道岔在任何一種鎖閉條件下都不得啟動(dòng)；(3)道岔一經(jīng)啟動(dòng)，不論其所處軌道及其所管轄軌道的電路區(qū)段是否有車，均應(yīng)繼續(xù)轉(zhuǎn)換到底；(4)如果三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)其中的道岔因故障受阻而導(dǎo)致其不能轉(zhuǎn)換到底時(shí)，對于三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)調(diào)度集中所操縱的道岔，必須保證道岔經(jīng)過操縱后能夠轉(zhuǎn)換到原位，對于集中操縱的道岔進(jìn)行調(diào)度集中時(shí)，應(yīng)在操縱前自動(dòng)切斷供電電路，停止道岔的轉(zhuǎn)換；(5)如果三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)出現(xiàn)電機(jī)故障，道岔應(yīng)自動(dòng)斷電，不再進(jìn)行轉(zhuǎn)換；(6)當(dāng)三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔轉(zhuǎn)換完畢后，應(yīng)自動(dòng)切斷三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動(dòng)電路。其次，三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取順序錯(cuò)峰啟動(dòng)的方式，應(yīng)錯(cuò)開三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)的啟動(dòng)電流峰值，保證三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電路設(shè)計(jì)工作質(zhì)量及工作效率的提升。再者，三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔電路需要保證其能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成道岔電路的轉(zhuǎn)換，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔電路沒有轉(zhuǎn)換到底，應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)換，不能繼續(xù)進(jìn)行道岔電路的轉(zhuǎn)換。最后，在對于三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的牽引道岔的所有表示繼電器進(jìn)行檢查時(shí)，必須將所有三機(jī)牽引道岔置留電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換到規(guī)定的位置，以原始狀態(tài)進(jìn)行牽引道岔的檢查[2]。

2 多點(diǎn)牽引道岔直流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路改進(jìn)

為了有效改善上述各項(xiàng)不良情況，需要對相應(yīng)的控制電路原理進(jìn)行借鑒[3]，例如采用多點(diǎn)牽引道岔交流轉(zhuǎn)轍機(jī)相關(guān)的控制電路模式，室內(nèi)控制電路圖如下圖1所示，自保護(hù)繼電器（ZBHJ ）及切斷繼電器（QDJ ）電路見圖2。

圖1 改進(jìn)型三機(jī)牽引道岔直流轉(zhuǎn)轍機(jī)室內(nèi)控制電路圖（以第一牽引點(diǎn)為例）

圖2 ZBHJ及QDJ電路圖

根據(jù)圖1能夠了解到，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)的控制電路X4回線不需繼續(xù)進(jìn)行共用，不同的轉(zhuǎn)轍機(jī)也各自設(shè)有相應(yīng)的回線，并分別具有處于獨(dú)立狀態(tài)的控制電路與各牽引點(diǎn)相對應(yīng)，且在不同的牽引點(diǎn)之中，啟動(dòng)電路均需與QDJF前接點(diǎn)進(jìn)行串接。并且，為了不同轉(zhuǎn)轍機(jī)可以錯(cuò)開啟動(dòng)時(shí)的峰值，后一點(diǎn)的1DQJ 勵(lì)磁電路應(yīng)該與前一個(gè)牽引點(diǎn)的1DQJ相對應(yīng)的前接點(diǎn)條件相的串接，也就是第2牽引點(diǎn)1DQJ勵(lì)磁電路之中，存在第1牽引點(diǎn)1DQJ 相對應(yīng)的前接點(diǎn)條件的串接，在第3牽引點(diǎn)1DQJ 勵(lì)磁電路之中，存在第2牽引點(diǎn)1DQJ相對應(yīng)的前接點(diǎn)條件的串接?；诖?，分析結(jié)果顯示，相對于原有的十線制電路，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)的控制電路主要能夠體現(xiàn)出一下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

2.1 降低電纜芯數(shù)

圖3為原十線制道岔控制電路的線路壓降原理示意圖，虛線方框中的內(nèi)容即為一個(gè)牽引點(diǎn)，設(shè)I為各個(gè)牽引點(diǎn)的工作電流，回線電流則應(yīng)為3I，且要求控制電纜的“回線”“、去線”的芯數(shù)保持一致，同時(shí)線路電阻均應(yīng)為R。借助公式U=RI進(jìn)行幾段，轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電纜線路之中，壓降U線=RI+3RI=4RI 。

圖3 十線制道岔控制電路線路壓降原理示意圖

針對道岔控制電路進(jìn)行改進(jìn)之后，各轉(zhuǎn)轍機(jī)相應(yīng)的控制回線均處于獨(dú)立狀態(tài)，其中的壓降原理見圖4。設(shè)各牽引點(diǎn)電流以及回線電流均為I，且要求控制電纜的“回線”、“去線”的芯數(shù)保持一致，同時(shí)線路電阻均應(yīng)為R。所以，各轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電纜相應(yīng)的線路壓降U線=RI+RI=2RI。

圖4 改進(jìn)型道岔控制電路線路壓降原理示意圖

根據(jù)上文可以了解到，針對任何牽引點(diǎn)，同一條件之下，相對于既往的控制電路，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)的道岔控制電路的壓降均能夠降低二分之一。因?yàn)椴煌牡啦砜刂齐娐房梢猿霈F(xiàn)相同的壓降，所以在電纜長度相同的狀態(tài)下，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)的道岔控制電路，其中的電纜芯數(shù)更少，所以施工強(qiáng)度相對較低，成本也相對較低，例如電纜長度為1400m，根據(jù)上文中的公式，應(yīng)用經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)的道岔控制電路，控制電纜僅需26芯，即可能滿足相應(yīng)的道岔控制要求，也就能夠節(jié)約3萬元左右的資金。

2.2 具有設(shè)備故障切斷保護(hù)功能

通過對圖2進(jìn)行分析，在這一電路之中，包含了多點(diǎn)牽引道岔交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路的相關(guān)原理，針對1DQJ 自保電路適當(dāng)設(shè)置了與相關(guān)的QDJ 的節(jié)點(diǎn)條件。在與QDJ相關(guān)的勵(lì)磁電路之中，既連接了ZBHJ 的前接點(diǎn)，也串聯(lián)了1DQJF的后接點(diǎn)條件，使勵(lì)磁吸起的狀態(tài)得以持續(xù)。進(jìn)行道岔轉(zhuǎn)換時(shí)，各個(gè)牽引點(diǎn)相應(yīng)的1DQJ 均能夠處于勵(lì)磁吸起的狀態(tài)，也就可以共同實(shí)現(xiàn)ZBHJ 的勵(lì)磁電路，并借助各個(gè)點(diǎn)相應(yīng)的1DQJF 前接點(diǎn)條件實(shí)現(xiàn)持續(xù)的自閉狀態(tài)。與此同時(shí)，各個(gè)1DQJF 相應(yīng)的前接點(diǎn)與DQJ勵(lì)磁電路之間的連接斷開，并且，因?yàn)閆BHJ處于吸起自閉的狀態(tài)，QDJ相應(yīng)的另一自閉電路可以接通，也就可以繼續(xù)處于吸起狀態(tài)。

在與道岔相關(guān)的牽引點(diǎn)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，其中之一相關(guān)的轉(zhuǎn)轍機(jī)或是動(dòng)作電路則可能出現(xiàn)故障，在此狀態(tài)下，該點(diǎn)相應(yīng)的1DQJ落下，其他點(diǎn)相應(yīng)的1DQJ 仍然可正常吸起，ZBHJ也就不能正常進(jìn)行到勵(lì)磁吸起的狀態(tài)中，QDJ 受到勵(lì)磁電路斷開以及自閉的影響，將處于落下狀態(tài)，QDJ 相關(guān)的后接點(diǎn)可以將轉(zhuǎn)轍機(jī)電源切斷，也就可以起到保護(hù)設(shè)備的作用。

3 現(xiàn)場運(yùn)用情況

改進(jìn)后的三機(jī)牽引道岔直流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路經(jīng)現(xiàn)場負(fù)荷試驗(yàn)及轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作電流測試時(shí)，由于尖軌牽引點(diǎn)開程不同，第一牽引點(diǎn)空動(dòng)距離較小，第二牽引點(diǎn)次之，第三牽引點(diǎn)空動(dòng)距離較大，導(dǎo)致道岔在各牽引點(diǎn)受力不均，為使道岔受力均衡，將第一牽引點(diǎn)與第三牽引點(diǎn)的室外動(dòng)作電路調(diào)換，在第三牽引點(diǎn)啟動(dòng)后空轉(zhuǎn)時(shí)，第二牽引點(diǎn)啟動(dòng)空轉(zhuǎn)，第一牽引點(diǎn)啟動(dòng)，各點(diǎn)剛好同時(shí)受力，使道岔受力均衡，效果明顯改善。改進(jìn)后的三機(jī)牽引道岔控制電路已運(yùn)用到鐵水運(yùn)輸走行線路中，現(xiàn)場開通使用一年來均運(yùn)行良好，表明該項(xiàng)電路在實(shí)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換、提高安全性、節(jié)省工程投資等方面是行之有效的。