時間繼電器對提速道岔控制電路的影響分析

丁古春，孫雪萍

（中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司嘉峪關(guān)電務(wù)段，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

1 概述

蘭州至新疆普速鐵路線（簡稱“蘭新線”）上使用的提速道岔在道岔停機(jī)控制電路上采用JSBXC1-850型時間繼電器（TJ）和JWJXC-H125/80型一啟動繼電器（1DQJ）。在現(xiàn)場使用過程中，因1DQJ第3組接點(diǎn)“燒黑”情況，多次出現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)換不到位現(xiàn)象，經(jīng)更換1DQJ后轉(zhuǎn)換正常。因此1DQJ的返所檢修不僅需要投入更多的人力、物力，還消耗了大量的檢修費(fèi)用。

本文就蘭新線提速道岔停機(jī)控制電路中TJ影響1DQJ第3組接點(diǎn)作簡要分析，為設(shè)備日常維護(hù)和現(xiàn)場應(yīng)急處置提供參考依據(jù)。

2 繼電器狀態(tài)分析

2.1 繼電器統(tǒng)計分析

JWJXC-H125/80和JSBXC1-850繼電器參數(shù)如表1所示[1]。

表1 繼電器參數(shù)對比分析Tab.1 Comparative analysis of relay parameters

2014～2019年，蘭新線提速道岔因轉(zhuǎn)換不到位情況更換控制電路1DQJ共計56臺。通過對故障更換下的繼電器測試檢查，發(fā)現(xiàn)JWJXC-H125/80繼電器第3組動接點(diǎn)、動合接點(diǎn)“溶蝕”轉(zhuǎn)移現(xiàn)象較為普遍，進(jìn)而導(dǎo)致接點(diǎn)電阻增大。JWJXC-H125/80繼電器第3組動接點(diǎn)、動合接點(diǎn)表面現(xiàn)象如圖1所示。

從圖1可以看出，繼電器的第3組動接點(diǎn)表面存在凸?fàn)铑w粒物質(zhì)，而對應(yīng)的動合接點(diǎn)表面為凹狀，初步分析發(fā)現(xiàn)繼電器發(fā)生了觸點(diǎn)材料“溶蝕”轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。觸點(diǎn)材料“溶蝕”轉(zhuǎn)移現(xiàn)象是指開關(guān)負(fù)載電路時，一組觸點(diǎn)一側(cè)的觸點(diǎn)熔蝕后揮發(fā)（飛濺）到另一組觸點(diǎn)表面而產(chǎn)生的材料轉(zhuǎn)移。

圖1 第3組動接點(diǎn)、動合接點(diǎn)表面現(xiàn)象示意Fig.1 Schematic diagram of surface phenomena of the third group of moving contacts and moving-joint contacts

2.2 繼電器接點(diǎn)能譜分析

通過電子顯微鏡和能譜儀對繼電器第3組動合接點(diǎn)轉(zhuǎn)移到動接點(diǎn)的表面進(jìn)行了顯微觀察和成分分析。電子顯微鏡分析結(jié)果如圖2、表2所示[2-3]。

圖2 電子顯微鏡觀察分析示意Fig.2 Schematic diagram of electron microscope analysis

表2 電子顯微鏡成分分析Tab.2 Component analysis of electron microscope

能譜儀分析結(jié)果如圖3、表3所示。

圖3 能譜儀觀察分析示意Fig.3 Schematic diagram of energy spectrometer observation and analysis

表3 能譜儀成分分析Tab.3 Component analysis of energy spectrometer

從圖2、3繼電器接點(diǎn)電子顯微鏡和能譜儀分析結(jié)果可以看出，從第3組動合接點(diǎn)溶蝕轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的凸?fàn)铑w粒物質(zhì)主要成分為銀。

2.3 接點(diǎn)溶蝕原因分析

既有提速道岔控制電路原理如圖4所示。

圖4 既有提速道岔控制電路原理示意Fig.4 Principal diagram of the existing speed-raising switch control circuit

根據(jù)現(xiàn)場在用電路，搭建了模擬測試電路。用示波器對JWJXC-H125/80繼電器第3組動合接點(diǎn)閉合、斷開時產(chǎn)生的沖擊電流進(jìn)行測試，閉合時沖擊電流峰值約為6 A，如圖5所示[4]；斷開時沖擊電流峰值約為8 A，如圖6所示。

圖5 閉合時沖擊電流波形示意Fig.5 Schematic diagram of impulse current waveform at closing

圖6 斷開時沖擊電流波形示意Fig.6 Schematic diagram of impulse current waveform when disconnected

1DQJ動作后，其第3組動合接點(diǎn)將JSBXC1-850型時間繼電器的工作電源接通（73、62），由于73、62之間存在RC電路，JWJXC-H125/80型繼電器接點(diǎn)在閉合的瞬間開始對RC電路中電容進(jìn)行充電，通過JWJXC-H125/80型繼電器第3組動合接點(diǎn)的疊加沖擊電流增大，隨后電流逐漸減小。JWJXC-H125/80型繼電器普通接點(diǎn)的額定電流為1 A，道岔控制電路中該繼電器第三組動合接點(diǎn)在閉合和斷開時沖擊電流使該接點(diǎn)在經(jīng)歷多次動作后，造成接點(diǎn)材料轉(zhuǎn)移和接點(diǎn)變黑，接點(diǎn)電阻增大。1DQJ第3組動合接點(diǎn)在電路中作為1DQJ自閉和1DQJF勵磁接點(diǎn)，當(dāng)該接點(diǎn)接觸不良（或接點(diǎn)電阻增大）將影響提速轉(zhuǎn)轍機(jī)正常轉(zhuǎn)換。

3 解決方案

為有效解決因1DQJ第3組接點(diǎn)“燒黑”情況，多次出現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)換不到位現(xiàn)象，現(xiàn)提出以下解決方法。

1）取消既有TJ繼電器電路，轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換限時條件改為帶限時的斷相保護(hù)器。用保護(hù)繼電器（BHJ）落下和切斷繼電器（QDJ）落下切斷1DQJ自閉電路，保證了限時時間一到轉(zhuǎn)轍機(jī)停止轉(zhuǎn)動。

2）更換帶限時的斷相保護(hù)器后，及時拆除TJ繼電器及其電路。

改進(jìn)后的提速道岔控制電路原理如圖7所示[5-8]。

圖7 改進(jìn)后的提速道岔控制電路原理示意Fig.7 Principal diagram of the control circuit of the improved speed-raising switch

4 現(xiàn)場運(yùn)用效果

蘭新線頭壩河、打柴溝等站已進(jìn)行試驗(yàn)，目前運(yùn)用良好。通過對現(xiàn)有電路修改后，不僅節(jié)約人力、物資成本，大約可以節(jié)約1 140臺JSBXC1-850型繼電器和JWJXC-H125/80型繼電器三年檢修配件更換費(fèi)用23萬元，而且消除了1DQJ第3組接點(diǎn)接觸不良影響提速轉(zhuǎn)轍機(jī)正常轉(zhuǎn)換，提高了轉(zhuǎn)轍機(jī)運(yùn)用質(zhì)量。