上海地鐵ZDJ9轉轍機動作曲線的分析

滕東華

（上海地鐵維護保障有限公司通號分公司，上海 200233）

1 上海地鐵道岔監(jiān)測設備運用的背景

上海地鐵近年來發(fā)展迅速，形成了線路多、日客流量大的格局。運能的提升和線網(wǎng)規(guī)模的擴大也伴隨著設備數(shù)量激增，故障多發(fā)的問題。在地鐵設備中，道岔是列車運行的關鍵設備，特別是折返區(qū)域道岔，對于運行效率起到至關重要的作用，同時也是設備維護的重點和難點。為適應當前新的信號維修體制及其提出的更高要求，利用好道岔監(jiān)測設備是提高道岔維護質量、減少道岔故障數(shù)量、縮短道岔故障處理時間的重要手段。

2 道岔動作曲線采集原理

道岔動作曲線通過道岔采集模塊來采集1DQJ吸起和落下時間來監(jiān)測道岔轉換起止時間。由于大多數(shù)道岔的1DQJ幾組接點均已占用，信號集中監(jiān)測只能使用開關量采集器將監(jiān)測系統(tǒng)與聯(lián)鎖設備隔離。啟動電路中1DQJ的第四組接點通常為一組半空接點，其中中接點和前接點已使用，后接點為空，微機監(jiān)測的采集配線通常采集1DQJ第4組接點的中接點和后接點。

3 正常曲線剖析

ZDJ9道岔動作電流分為A、B、C三相電流進行監(jiān)測，如圖1所示，動作電流不大于2 A，三相的電流應基本平衡，總功率曲線平穩(wěn)無突變點。交流道岔因為采用380 V動作電源，必須結合功率曲線進行判斷或者較參考曲線與故障曲線的不同曲線段的異常波動值和道岔動作時間的長短來進行判斷。

可以將交流轉轍機動作過程分為如下3個階段：

1）解鎖過程：1DQJ↑記錄動作曲線、2DQJ轉極三相電機通電轉動；

2）轉換過程：電機轉動→室外鎖鉤解鎖→道岔正常轉換；

3）鎖閉過程：道岔轉換到位→自動開閉器打落→斷開啟動電路→BHJ↓→切斷1DQJ自閉電路。

4 ZDJ9道岔動作曲線故障分析

4.1 道岔操動未動作

4.1.1 1DQJ未動作

出現(xiàn)啟動電流，則說明1DQJ已經(jīng)吸起，如果沒有啟動電流出現(xiàn)，則說明1DQJ沒有吸起，在ATS界面上道岔還是顯示原位置，道岔曲線界面會出現(xiàn)一張空白頁面。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：1DQJ電路由于故障無法勵磁。

4.1.2 2DQJ不轉極

如圖2（圖中標注1）所示可以看出1DQJ已經(jīng)吸起，三相電已經(jīng)送出，道岔動作電流只有0.5A,沒有達到道岔的工作電流值，道岔沒有轉換。原因是2DQJ沒有轉極，但室外電路是溝通的，只是道岔不會轉換，由TJ經(jīng)30 s后切斷1DQJ電路。故障原因2DQJ沒有轉極。

4.1.3 1DQJ不自閉

如圖2（圖中標注2）所示的動作曲線可以判斷，1DQJ正常勵磁、2DQJ也正常轉極，且從三相電流均有數(shù)值的情況判斷，道岔啟動電路也正常構通。但道岔動作曲線也只記錄了1 s，說明1DQJ吸起緩放1 s后即落下，由此可判斷，在2DQJ轉極后1DQJ無法自閉。需對1DQJ自閉電路及自閉電路中涉及的繼電器（如BHJ、TJ等）電路進行檢查。常見原因：1DQJ電路中由于繼電器、接點等原因導致無法自閉：DBQ沒有正常輸出或者BHJ由于故障沒能吸起；ZBHJ發(fā)生故障時的道岔扳動時沒能吸起。

4.1.4 三相電流數(shù)值均為零

如圖2（圖中標注3）所示道岔三相動作電流均為零，DBQ因無電流流過而無直流電壓輸出，導致BHJ無法吸起，1DQJ無法自閉，緩放后落下。重點檢查室內影響電源的公共部分。常見原因：1、交流轉轍機電源斷或該道岔啟動空開跳。2、斷相保護器故障。

4.1.5 三相電流中一相電流值為零

道岔轉換時電流一相為零，另外兩相電流較大（達到額定的1.7倍），如圖2（圖中標注4）所示表示交流電機缺相；此問題會導致BHJ無法吸起，1DQJ因無法自閉而落下。此曲線說明道岔啟動通道中有一相存在開路現(xiàn)象。常見原因：1、斷相保護器不良。2、啟動電路中通道斷（含室內），需逐段查找判別。

4.2 道岔已動作但未到位

4.2.1 三相電流正常且同時刻提前歸零

三相電流在正常動作時間前同時掉零，如圖3（圖中標注1）所示動作電流值正常，說明道岔在轉到位鎖閉前1DQJ自閉后先與BHJ落下，需要對1DQJ自閉電路及自閉電路中涉及的繼電器電路進行檢查，一般這種情況多見于TJ故障。

4.2.2 動作過程中三相電流一相為零

道岔動作過程中三相電流中有一相突然掉零且持續(xù)0.2 s以上，如圖3（圖中標注2）所示，導致DBQ檢查斷相后使BHJ落下，繼而使1DQJ自閉后提前落下。原因一般為DBQ故障或啟動電路中通道斷（含室內）接觸不良，需逐段查找判別。

4.2.3 動作過程中混線短路

道岔動作過程中，如圖3（圖中標注3）所示三相電流突然升高，動作結束后無表示。說明動作電路混線短路，電流超高后導致啟動空開跳?？臻_脫扣后DBQ輸出為零，致使1DQJ提前落下。目前現(xiàn)場使用的空開都有延時功能，空開特性是電流超過上限（5 A）的150%以后，延遲4 s斷開。電路在轉轍機動作1 s后短路，此時開閉器第三排接點打入第四排，由此可判斷是第四排接點溝通的新支路存在短路點（比如2號4號端子混線）。

4.2.4 道岔動作后電機空轉

道岔動作后電機空轉反映了道岔不能操動到位鎖閉故障，如圖3（圖中標注4）所示三相電流一直正常，從動作時間看，道岔轉換30 s后由TJ切斷1DQJ自閉電路動作電路，造成電流突然降至零點，沒有形成“小臺階”。道岔動作過程中機械卡阻可以通過功率曲線波形反應出來，功率曲線值會突變超高，可以根據(jù)曲線超高的位置大致判定卡阻位置，接近正常時間的卡阻一般都是自動開閉器原因造成表示接點未打過去。還有一種總功率和電流曲線一樣沒有突變超高的，一般是摩擦聯(lián)結器失效。

4.3 道岔轉換到位后無表示

4.3.1 道岔正常動作完畢后無“小臺階”

道岔轉換時間和電流數(shù)值都在正常范圍內，如圖4（圖中標注1）所示這說明道岔已經(jīng)準備到位，但是沒有殘留電流反映出電路沒有連通，造成這種現(xiàn)場的主要原因是：電路末端發(fā)生故障（表示電路、表示缺口未給出），如有密貼檢查器的，密貼檢查器不到位也是這種現(xiàn)象。

4.3.2 道岔動作曲線正常無表示

道岔動作曲線正常，但無表示，如圖4（圖中標注2）所示判斷為轉轍機正常鎖閉，表示電路故障，小臺階回來溝通正常，說明室外設備正常，再加上可以正常來回板動道岔，故障點基本已經(jīng)縮小在室內表示電路非共用部位。如果定反位都是故障位，說明室內表示電路共用部位故障，如室內電阻（75 W,1 000 Ω）短路，（此時表示電壓直流在11.7 V左右，交流在96.6 V左右）。

4.3.3 道岔正常到位后小臺階過長

通過道岔啟動電路可以看出，在道岔轉換到位后，啟動回路被斷開，DBQ無電流流過，因此沒有直流電壓輸出，進而導致BHJ下降，最終1DQJ自閉電路斷開，小尾巴電流的大小即反映在圖中的長度是有1DQJ緩放時間決定的。但是在圖4（圖中標注3）中小臺階的時間接近30 s，說明道岔到位后有TJ斷開1DQJ自閉電路，造成這種故障的原因一般為DBQ的問題。

5 ZDJ9道岔動作電流曲線預警分析

5.1 道岔轉換過程中受阻現(xiàn)象

5.1.1 道岔轉換受阻正常時間到位

一般卡阻現(xiàn)象都需要用功率曲線去判斷，外鎖閉道岔是分動道岔，基本可以從功率曲線的突變點判斷出卡阻點。一般分為解鎖卡阻、動作中卡阻、鎖閉卡阻現(xiàn)象。常見原因滑床板不良（斷裂、缺油、固定部件松動等現(xiàn)象，機械部分受阻，鎖閉框調整不當）。如圖5（圖中標注1）所示是典型的動作動作過程中受力。

5.1.2 道岔轉換受阻時間增長且能到位

《鐵路信號維護規(guī)則》技術標準中規(guī)定了ZDJ9系列電動轉轍機的動作時間小于5.8 s，加上道岔到位后的1DQJ的緩放1 s。那么如果動作時間大于5.8 s或定反位偏差大于0.3 s的都必須對設備進行檢查。轉換時間長說明動作時阻力大或轉換力小(摩擦力小、滑床板缺油、安裝不方正、機械卡阻等）。如圖5（圖中標注2）所示是在道岔是在5 s的時候出現(xiàn)卡阻接近正常到位時間，說明是兩根尖軌都已經(jīng)到位后出現(xiàn)的卡阻，這種故障現(xiàn)象是表示接點未打入，一般都是自動開閉器原因造成。

5.2 道岔正常到位“小臺階”數(shù)值超表

道岔到位后，回路電阻的大小決定了道岔殘留電流的大小。道岔到位后，在1DQJ緩放時間內向室外送出的電壓仍是交流轉轍機電壓380 V，而室外負載即為表示回路的整流堆。在正常情況下，此兩相電流值在0.5 A左右。如圖5（圖中標注3）所示的小臺階已經(jīng)增搞到0.7。類似這種“小臺階”高度發(fā)生變化，說明表示電路通道中有異常，導致交直流表示電壓都會有變化。故障原因：整流堆不良。

5.3 三相電流不平衡

ZDJ9道岔動作電流曲線三相電流相差比較大，如圖5（圖中標注4）所示道岔三相電壓不平衡或者三相繞組流過的經(jīng)路負載不均衡，排除DBQ、接點、電機線圈，一般就是電纜問題。如果是劇齒波的不平衡應重點考慮電路中各接點是否接觸不良并結合表示曲線進行分析判斷故障點。

6 結論

在上海地鐵早晚高峰的大客流大背景下，信號維修人員在日常的維護工作中，應加強信號集中監(jiān)測日常瀏覽、分析，發(fā)現(xiàn)明顯異常及時處理，發(fā)生類似故障時要充分利用動作曲線這一有效手段觀察故障現(xiàn)象，測試故障數(shù)據(jù)，努力縮小故障點查找范圍，提高地鐵行車安全性和可靠性。

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