道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備電路故障分析處理及工程調(diào)試開通

通訊作者：田野，1986年6月5日，男，漢族，甘肅天水人，中鐵六局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司助理工程師，大專。研究方向：鐵道通信信號(hào)。

摘要：目前在普速鐵路既有線改造及新線施工中，比較常見的道岔牽引設(shè)備主要有直流電動(dòng)、交流電動(dòng)、直流電動(dòng)液壓、交流電動(dòng)液壓等形式。根據(jù)道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備啟動(dòng)電路、表示電路原理，結(jié)合施工調(diào)試中常遇到的各種故障現(xiàn)象，分析總結(jié)了故障快速判斷處理的方法，提高工程調(diào)試開通的作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)轍機(jī);啟動(dòng)電路;表示電路;斷線;混線;故障查找;故障處理

一、前言

道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備是牽引道岔轉(zhuǎn)換，排列正確進(jìn)路最基礎(chǔ)的設(shè)備，對(duì)道岔能否正確滿足行車方向的需求起著極為關(guān)鍵的作用[1]。同時(shí)要對(duì)道岔的各種狀態(tài)進(jìn)行正確的反應(yīng)、監(jiān)督和止誤，因此其電路較為復(fù)雜。

在信號(hào)專業(yè)工程施工中，道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的調(diào)試開通是重中之重。由于工序原因，往往留給道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備調(diào)試試驗(yàn)的時(shí)間很少，在既有線改造工程中尤為明顯[2]。

本文歸納總結(jié)交流電動(dòng)液壓傳動(dòng)和直流電動(dòng)傳動(dòng)兩種制式的電路情況，分析了施工過(guò)程中容易出現(xiàn)故障的地方及快速判斷查找的方法，為道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的調(diào)試開通提供技術(shù)支撐。本次以交流電動(dòng)液壓轍設(shè)備為例進(jìn)行分析。

二、啟動(dòng)電路故障判斷與處理

以ZYJ7+SH6電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)為例，其啟動(dòng)電路原理為：值班人員按照行車需求排列相關(guān)進(jìn)路或單獨(dú)操縱道岔，通過(guò)操縱按鈕提供動(dòng)作條件，使1DQJ繼電器勵(lì)磁吸起，同時(shí)帶動(dòng)2DQJ繼電器轉(zhuǎn)極，三相交流電經(jīng)過(guò)斷相保護(hù)器、2DQJ繼電器加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)傳送至轉(zhuǎn)轍機(jī)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)液壓泵從而帶動(dòng)道岔進(jìn)行轉(zhuǎn)換[3]。（見圖1）

通過(guò)分析其工作原理，我們發(fā)現(xiàn)，整個(gè)交流電液轉(zhuǎn)轍設(shè)備的工作流程可以分為操縱指令的接收處理、動(dòng)作電流的輸送、動(dòng)作電流傳輸通道、液壓傳動(dòng)和機(jī)械轉(zhuǎn)換幾個(gè)部分。通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)處理故障情況統(tǒng)計(jì)，道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的啟動(dòng)電路故障主要有以下幾個(gè)方面。

（一）動(dòng)作指令的接收與執(zhí)行

故障現(xiàn)象表現(xiàn)為道岔操縱后控制臺(tái)，道岔狀態(tài)顯示未發(fā)生任何變化，說(shuō)明道岔控制電路未對(duì)相關(guān)指令正確接收和執(zhí)行。檢查繼電器狀態(tài)，確認(rèn)道岔區(qū)段空閑并且DGJ勵(lì)磁吸起，觀察DCJ/FCJ繼電器動(dòng)作情況。如動(dòng)作正常而1DQJ繼電器未勵(lì)磁，則檢查該繼電器3～4線圈24V控制電源供電情況[4]。

一般采用電壓法和電阻法逐點(diǎn)檢查，找出故障點(diǎn)進(jìn)行處理。如驅(qū)動(dòng)繼電器未動(dòng)作，則需核對(duì)微機(jī)發(fā)出的采驅(qū)信號(hào)，在操縱的同時(shí)觀察DCJ/FCJ繼電器動(dòng)作情況，并在微機(jī)采驅(qū)信息面板觀察該信息點(diǎn)是否正確顯示。如驅(qū)動(dòng)信息顯示正確而繼電器未動(dòng)作，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)電源沒(méi)有送至繼電器勵(lì)磁線圈。需要借助組合柜零層長(zhǎng)供的QZ24V、QF24V電源檢查該繼電器勵(lì)磁線圈，如1線圈沒(méi)有QF24V電源，一般為共性問(wèn)題，查找組合側(cè)面電源換線及內(nèi)部配線并更換處理。如4線圈在操作過(guò)程中（同時(shí)驅(qū)動(dòng)信息顯示正常情況下）沒(méi)有測(cè)到QZ24V電源，則為一般配線錯(cuò)誤，檢查接口柜至組合側(cè)面配線并更換處理。

（二）動(dòng)作電流的傳輸

動(dòng)作電流傳輸過(guò)程中容易產(chǎn)生缺相和錯(cuò)相的問(wèn)題，道岔操縱時(shí)控制臺(tái)道岔顯示狀態(tài)發(fā)生變化，電流表指針轉(zhuǎn)動(dòng)且電流較大，在短時(shí)間內(nèi)回零（時(shí)間不足1S）;室外轉(zhuǎn)轍機(jī)有通電聲音，但電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，有該現(xiàn)象基本可以斷定為缺相故障。處理缺相故障首先要進(jìn)行室內(nèi)室外的區(qū)分，在操縱道岔由反位轉(zhuǎn)定位的同時(shí)測(cè)量分線盤x1～x2、x2～x5、x1～x5間、操縱道岔由定位位轉(zhuǎn)反位的同時(shí)測(cè)量分線盤x1～x3、x3～x4、x1～x4間有無(wú)380V交流電壓，如果三相都有電壓則說(shuō)明是室外故障，如果有個(gè)別相間沒(méi)有電壓則說(shuō)明是室內(nèi)故障。室內(nèi)故障的查找應(yīng)該首先測(cè)試組合側(cè)面A、B、C三相電源電壓并逐點(diǎn)測(cè)試至斷相保護(hù)器11、31、51端子，檢查無(wú)誤后在組合側(cè)面測(cè)量x1～x2、x2～x5、x1～x5間、x1～x3、x3～x4、x1～x4間相間電壓確定是否組合內(nèi)部故障或外線故障并進(jìn)行處理[5]。

如在分線盤測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)是室外故障，則在分線盤將室外電纜線甩開，用萬(wàn)用表歐姆檔X10檔測(cè)量x1～x2、x1～x5（反位操定位時(shí)）;x3～x4、x1～x4（定位操反位時(shí)）線間電阻，正常情況下兩線間電阻值范圍為40Ω～70Ω。即電動(dòng)機(jī)R1線圈與R2線圈串聯(lián)電阻值（約20歐姆）+電纜芯線電阻[（23.5Ω/km x電纜長(zhǎng)度）X2]。如某兩線間電阻值為無(wú)窮大，則說(shuō)明該兩線間沒(méi)有形成回路，處于開路狀態(tài)。如某兩線間電阻極小或?yàn)榱?，則說(shuō)明該兩線間短路[6]。一般情況下轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部配線出廠時(shí)進(jìn)過(guò)較為嚴(yán)苛的質(zhì)量檢查，其內(nèi)部配線的斷路和短路情況較少發(fā)生，為提高效率應(yīng)從電纜配線方面著重查找。

三相異步電動(dòng)機(jī)采取改變定子的電流相序，就可以改變勵(lì)磁轉(zhuǎn)的方向，從而達(dá)到電機(jī)反轉(zhuǎn)的目的，因此，提速道岔電源屏的三相電源相序是不得隨意換相的。

（三）電流傳輸通道故障

道岔操縱后控制臺(tái)，道岔顯示狀態(tài)發(fā)生變化，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且指示范圍超出正常轉(zhuǎn)換電流值較大。一段時(shí)間后指針歸零，三相電源斷路器單相或多相跳閘。該現(xiàn)象的發(fā)生一般判定為室外傳輸線路故障，由于電纜芯線間絕緣不好或直接短路造成。在查找電纜線間短路或絕緣不良是比較復(fù)雜，由于一般線路較長(zhǎng)，沒(méi)有辦法直接確定故障地點(diǎn)。

通過(guò)絕緣表測(cè)試如果是線間短路的情況下，可用直流電阻表測(cè)量有短路現(xiàn)象的兩芯線間環(huán)阻，通過(guò)測(cè)量所的電阻值除以導(dǎo)線標(biāo)稱電阻來(lái)估算大概的短路故障點(diǎn)[（R÷23.5Ω/km）÷2]，提高處理效率。如果是線間絕緣不良，則需在中間電纜盒及分線盤端、設(shè)備端分別甩開負(fù)載，由中間向兩端逐段進(jìn)行絕緣測(cè)試，找出故障部位并進(jìn)行更換或處理。

在道岔操縱時(shí)，1DQJ繼電器勵(lì)磁吸起，2DQJ繼電器勵(lì)磁轉(zhuǎn)換同時(shí)DBQ三相電源輸出正常，電流表指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。BHJ繼電器未勵(lì)磁，導(dǎo)致1DQJ繼電器不能形成自閉。該現(xiàn)象說(shuō)明道岔控制電路動(dòng)作正常，但未將動(dòng)作電流輸送至電動(dòng)機(jī)負(fù)載，由于空載而沒(méi)有形成迂回電流來(lái)帶動(dòng)BHJ繼電器的動(dòng)作?？梢耘卸ㄊ怯墒彝怆娎|斷線或轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部開路造成。在道岔來(lái)回操縱的同時(shí)用萬(wàn)用表在道岔電纜盒內(nèi)測(cè)量x1～x2、x2～x5、x1～x5間、x1～x3、x3～x4、x1～x4間380V電源情況，確定是電纜線路斷路故障還是轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部開路故障[7]。電纜斷線故障也需要從中間電纜盒開始向兩端進(jìn)行逐段測(cè)量，確定故障范圍并進(jìn)行更換芯線或電纜進(jìn)行處理。如轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部開路故障，則用萬(wàn)用表電阻檔逐點(diǎn)進(jìn)行檢查各接觸點(diǎn)是否接觸牢固并及時(shí)處理。

（四）機(jī)械轉(zhuǎn)換故障

定位向反位操縱道岔，第一牽引點(diǎn)轉(zhuǎn)換到位，外鎖閉裝置已將尖軌鎖定，但是第二牽引點(diǎn)的SH6滯后沒(méi)有到位就斷電且電機(jī)停轉(zhuǎn)，道岔無(wú)表示。根據(jù)啟動(dòng)電路分析得知，這種現(xiàn)象不允許出現(xiàn)，必須在ZYJ7和SH6都轉(zhuǎn)到位后才斷電。該故障可判斷為續(xù)操電路故障?，F(xiàn)場(chǎng)檢查轉(zhuǎn)轍機(jī)開閉器接點(diǎn)閉合情況，ZYJ7電機(jī)內(nèi)部21～22接點(diǎn)未閉合，導(dǎo)致續(xù)操電路中的B相電源中斷，導(dǎo)致電機(jī)中途停轉(zhuǎn)而沒(méi)有液壓輸出，SH6沒(méi)有轉(zhuǎn)換到位。檢查ZYJ7表示桿缺口，確定缺口未達(dá)到鎖閉要求而導(dǎo)致開閉器沒(méi)有動(dòng)作到位，調(diào)整機(jī)械缺口后重新進(jìn)行道岔操縱，故障消除。

三、表示電路故障判斷與處理

ZYJ型交流電動(dòng)液壓道岔的表示電路組成中，表示繼電器與整流器是并聯(lián)關(guān)系，同時(shí)要檢查電動(dòng)機(jī)三相線圈的結(jié)構(gòu)。每一個(gè)表示位置都是由三條線參與并構(gòu)成兩條電源回路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。分析表示電路工作原理我們發(fā)現(xiàn)，在交流表示電壓正波周期時(shí)，通過(guò)繼電器的電流極性與表示繼電器的極性相符，整流二極管截止電流;在交流表示電壓負(fù)波周期時(shí)，通過(guò)繼電器的電流極性與表示繼電器的極性相反，整流二極管導(dǎo)通電流并構(gòu)成電源回路，繼電器被旁路。由于回路是感性負(fù)載，電機(jī)線圈與繼電器線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)整流二極管構(gòu)成放電回路，使表示繼電器保持吸起，如電路原理圖2。

（一）判斷表示電路故障的室內(nèi)室外區(qū)分

發(fā)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換完成后定反位沒(méi)有表示，要進(jìn)行區(qū)分是室內(nèi)故障還是室外故障。在分線盤測(cè)量X1～X2、X1～X3（反位）間交流直流電壓情況。如果沒(méi)有電壓則需要甩開室外電纜進(jìn)行測(cè)量。甩開電纜后測(cè)量X1～X2、X1～X3（反位）交流電壓在110V左右，則說(shuō)明故障在室外。如果仍然沒(méi)有電壓，則說(shuō)明故障在室內(nèi)[8]。室內(nèi)表示電路的故障重點(diǎn)檢查表示變壓器輸入輸出端電壓。輸入端正常電壓220V，輸出端正常電壓110V，如有輸入電壓而沒(méi)有輸出電壓，則要對(duì)表示變壓器的調(diào)壓端子進(jìn)行檢查是否有配線錯(cuò)誤情況并及時(shí)處理。檢查1DQJ、2DQJ繼電器參與表示的第1組、第3組節(jié)點(diǎn)接觸是否良好和配線是否正確，有無(wú)斷線情況并及時(shí)進(jìn)行處理。

（二）整流二極管故障

測(cè)試X1～X2、X1～X3（反位）交流電壓正常約在50V～70V之間，則進(jìn)一步測(cè)量X2～X4、X3～X5（反位）有無(wú)直流電壓并檢查相應(yīng)極性。如測(cè)得直流電壓在20V～25V之間，且對(duì)應(yīng)定位X4正極、X2負(fù)極（反位X3正極、X5負(fù)極）說(shuō)明表示繼電器勵(lì)磁線圈故障，檢查繼電器并更換或處理。如果對(duì)應(yīng)極性相反，則說(shuō)明整流二極管極性反接，將二極管極性調(diào)換安裝即可。如果測(cè)試X2～X4、X3～X5（反位）無(wú)直流電壓，則進(jìn)一步檢查整流二極管兩端電壓。兩端有交流電壓（50V左右）而無(wú)交流電壓，則說(shuō)明整流二極管擊穿，更換整流二極管進(jìn)行處理。

（三）室外表示電路開路和短路故障

在分線盤測(cè)量X1～X2、X1～X3（反位）且X2～X4、X3～X5（反位）間交流電壓110V左右，則說(shuō)明該故障為室外的表示電路開路故障。查找室外開路故障首先確定轉(zhuǎn)轍機(jī)插接器配線及各表示接點(diǎn)閉合情況，再用電壓進(jìn)行查找。將萬(wàn)用表其中一支表筆固定在X4/X5（反位）端子上，另一表筆根據(jù)表示回路逐點(diǎn)查找出端點(diǎn)后進(jìn)行處理。在分線盤測(cè)量時(shí)端子間電壓10V左右且各線間均有不穩(wěn)定電壓，沒(méi)有直流電壓，這說(shuō)明是室外短路故障。處理時(shí)首先排除整理二極管的擊穿故障，然后斷開自動(dòng)開閉器接點(diǎn)后逐點(diǎn)查找并處理。

四、道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的調(diào)試開通

既有線更換道岔或是站場(chǎng)改造施工中，道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備往往是沒(méi)有辦法提前就位。有的是室內(nèi)組合電源無(wú)法提前接入，有的是道岔預(yù)鋪位置影響轉(zhuǎn)轍機(jī)無(wú)法提前安裝調(diào)試，最后留給道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備調(diào)試的時(shí)間就想對(duì)較少。而道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備能否順利調(diào)整開通是能否按時(shí)完成施工任務(wù)的關(guān)鍵。

（一）控制電路模擬試驗(yàn)

在沒(méi)有條件提前接入組合電源的既有線改造施工中，新組合安裝配線完成后應(yīng)先制作模擬試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)。利用設(shè)備管理單位替換下來(lái)的交流380V電源模塊、交流220V、直流24V電源模塊臨時(shí)組合制作模擬電源盤，電源盤輸入電源與設(shè)備用電嚴(yán)格隔離，可采用房屋照明或其他自備電源。根據(jù)試驗(yàn)計(jì)劃將各種模擬電源臨接在試驗(yàn)組合側(cè)面，先進(jìn)行驅(qū)動(dòng)采集的局部試驗(yàn)，完成后在分線盤新增位置裝設(shè)模擬表示的整流二極管及模擬轉(zhuǎn)換負(fù)載。按照道岔定位、反位操縱程序進(jìn)行檢查試驗(yàn)，確保轉(zhuǎn)換電路、自閉電路、時(shí)間保護(hù)電路動(dòng)作正常，卡斷及時(shí)。提前將室內(nèi)設(shè)備調(diào)整試驗(yàn)到位。

（二）室內(nèi)外轉(zhuǎn)轍設(shè)備的聯(lián)鎖試驗(yàn)

在室外道岔設(shè)備投入開通使用之前應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)轍設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)外的聯(lián)鎖試驗(yàn)。不具備條件時(shí)可以將轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿及表示桿與道岔的機(jī)械連接甩開。道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的聯(lián)鎖試驗(yàn)首先要確保的就是要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際位置和室內(nèi)顯示位置完全一致，這一點(diǎn)非常重要，要反復(fù)核對(duì)和確認(rèn)。

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