張希寧

(北京市地鐵運營有限公司通信信號分公司,100088,北京∥高級工程師)

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ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機道岔啟動電路技術(shù)改進方案研究

張希寧

(北京市地鐵運營有限公司通信信號分公司,100088,北京∥高級工程師)

以北京地鐵5號線ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機故障為例,通過綜合分析故障現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄、測試記錄,確定了故障發(fā)生的原因。針對故障原因,提出道岔啟動電路的修改思路及具體改進方案。通過對道岔啟動電路改進方案進行逐步試驗、改進,驗證了方案的合理性、可行性。

道岔; ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機; 啟動電路

Author′s address Beijing Subway Operation Co.,Ltd.,100088,Beijing,China

轉(zhuǎn)轍機是道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),一旦其發(fā)生故障,將會造成城市軌道交通運營延誤或安全事故等重大事件。因此,科學(xué)、安全、合理地控制轉(zhuǎn)轍機,確保其正常運行,是保證城市軌道交通安全運營、高效運營的手段之一。

與傳統(tǒng)的直流電動轉(zhuǎn)轍機相比,ZDJ9型交流電動轉(zhuǎn)轍機的特點為:采用三相交流電動機,可減少線路上電能損失,使聯(lián)鎖設(shè)備的控制距離大大增加;由于沒有直流電動機的整流片,因此維修保養(yǎng)工作明顯減輕;在同樣的轉(zhuǎn)換力條件下,三相交流電動轉(zhuǎn)轍機的質(zhì)量比直流電動轉(zhuǎn)轍機輕?；谏鲜鰞?yōu)點,ZDJ9型交流電動轉(zhuǎn)轍機在城市軌道交通中得以廣泛應(yīng)用。本文以北京地鐵5號線ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機故障為例,通過分析故障原因,提出了該型轉(zhuǎn)轍機的優(yōu)化啟動電路方案,并對優(yōu)化方案進行了論證與試驗。

1 故障現(xiàn)象及分析

北京地鐵5號線是北京首條采用ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機的線路,在多年的使用過程中,發(fā)現(xiàn)電動轉(zhuǎn)轍機啟動電路中的1DQJ、2DQJ、1DQJF繼電器(加強)接點,每當(dāng)使用一段時間后,就會出現(xiàn)接點灼燒變黑或接點片齊根折斷的現(xiàn)象。以上兩種情況的出現(xiàn)均會形成故障,影響運營秩序。

1.1 故障案例一

在每天接觸軌送電前,綜控員和行調(diào)均對轉(zhuǎn)轍機進行電搬試驗,而某站1#道岔偶爾會出現(xiàn)無表示的故障;此時綜控員或行調(diào)再將道岔反方向電搬后,道岔表示恢復(fù)正常。之后再試驗,故障不能再現(xiàn)。由于故障偶發(fā)且該站無人員盯守,處理人員到達車站時設(shè)備已經(jīng)恢復(fù),致使處理人員無法在第一時間對故障原因做出準(zhǔn)確的判斷。

為了盡早查出故障原因、消除故障隱患,對該道岔組合加裝了“轉(zhuǎn)轍機在線監(jiān)測儀”,并設(shè)專人盯守。經(jīng)過多日監(jiān)測、排查后,最終監(jiān)測到該道岔的2DQJ繼電器故障時接點電路不通,盯守人員更換該繼電器后,故障未再發(fā)生。

對該繼電器進行檢測后,認定該繼電器接點灼燒嚴重,接點接觸不良,從而造成接點電路斷路。針對該故障分析,認定道岔啟動瞬間電流過大是造成繼電器接點灼燒嚴重的原因。為了驗證該結(jié)論,利用北京亦莊線臺湖車輛段培訓(xùn)中心設(shè)備,在道岔啟動電路中加裝了“轉(zhuǎn)轍機在線監(jiān)測儀”,對DBQ、2DQJ、2DQJ、1DQJ、1DQJF等相關(guān)繼電器接點電流進行監(jiān)測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)道岔啟動瞬間電流為10 A,最高瞬間電流可達14 A。

相關(guān)繼電器指標(biāo):1DQJ(JWJXC-125/80)、1DQJF(JWJXC-480)兩種加強型接點最大承受電流(直流220 V、交流380 V兩種型號電機)為5 A,2DQJ(JYJXC-135/220)加強型接點最大承受電流(直流220 V、交流380 V兩種型號電機)為7.5 A。

從測試數(shù)值看,道岔瞬間啟動電流已超出繼電器接點承受指標(biāo),在此情況下繼電器接點必定容易受損。如果長時間的大電流沖擊,勢必會造成繼電器接點灼燒變黑,影響接點接觸性能,極易形成故障。另外,在繼電器接點上雖然已安裝熄弧裝置,但達不到完全熄弧的作用。電流越大拉弧造成的損傷越嚴重,容易造成接點變形,從而形成故障。電流越大產(chǎn)生的熱能越高,容易造成接點片變軟,致使接點壓力不足,進而使接點接觸性能降低,更易形成故障。

1.2 故障案例二

北京地鐵5號線某站2/3#折返道岔在某日排列進路時出現(xiàn)無表示故障,經(jīng)查該故障原因為1DQJF(JWJXC-480)中接點21接點片從根部折斷。 由于該類故障自北京地鐵5號線開通以來已發(fā)生了兩起(未到繼電器更換周期),故分析認為與道岔動作次數(shù)有關(guān)。

2 道岔啟動電路的修改方案

2.1 方案設(shè)計

針對上述故障現(xiàn)象,可采用的方案為:對道岔啟動電路中具有加強接點的繼電器進行并入接點(即雙接點),以起到啟動電流分流的作用,同時也可避免因繼電器一組接點片折斷或接點接觸不良而引發(fā)的故障。具體方案如下:

(1) 在道岔啟動電路中增加輔助繼電器勵磁電路。在道岔啟動電路中,對具有加強接點的繼電器1DQJF、2DQJ增加對應(yīng)的輔助繼電器1DQJF1、2DQJF;將1DQJF1、2DQJF的繼電器線圈分別并聯(lián)接入1DQJF、2DQJ繼電器勵磁電路中。圖1中的A與所示B為修改部分。

(2) 在道岔啟動(表示)電路中變更及并入接點。為防止并入的1DQJF與1DQJF1動作不一致,并聯(lián)接點用同一組繼電器接點,并將表示電路中的1DQJF第一組大接點改接到與第二組大接點并聯(lián);原表示電路中1DQJF第一組大接點用1DQJF1第一組大接點代替,并且并入第二組大接點。如圖2中的A部分。

圖1 道岔啟動電路中增加輔助繼電器勵磁電路示意圖

(3) 在道岔啟動(表示)電路中變更及并入接點。為防止并入的2DQJF與2DQJ動作不一致,并聯(lián)接點用同一組繼電器接點,將表示電路中的2DQJ第一組大接點改接到與第二組大接點并聯(lián);原表示電路中2DQJ第一組大接點用2DQJF第一組大接點代替,并且并入第二組大接點。如圖2中的B部分。

(4) 變更1DQJ第二組接點。因表示電路中沒有大電流且1DQJ的八組接點已用滿,所以將表示電路中的1DQJ第二組接點改接到啟動(表示)電路;原表示電路中1DQJ第二組接點用1DQJF1一組接點代替。如圖2中的C部分。

2.2 設(shè)計方案的試驗及分析

在亦莊線臺湖車輛段培訓(xùn)中心,按照初步設(shè)計方案進行了相關(guān)技改工作,技改完成后,每天對道岔扳動不少于120次。

通過“轉(zhuǎn)轍機在線監(jiān)測儀”監(jiān)測繼電器接點電流。對比監(jiān)測電流發(fā)現(xiàn),技改雙接點后,DBQ、1DQJ、1DQJF1、2DQJ1等接點各電流指標(biāo)已發(fā)生了明顯的下降,減少了瞬間電流對繼電器接點的沖擊,提高了繼電器的使用穩(wěn)定性。但存在如下兩個問題:

(1) 新增繼電器與原電路中的繼電器并聯(lián),接點會出現(xiàn)動作時間差;

(2) 新增繼電器與原電路中的繼電器,如果出現(xiàn)狀態(tài)不一致情況可能會出現(xiàn)道岔錯誤表示和錯誤動作的現(xiàn)象。

2.3 設(shè)計方案的改進

(1) “接點出現(xiàn)動作時間差”的分析及處理。新增繼電器與原電路中的繼電器并聯(lián)后,對相應(yīng)的接點用同一繼電器的兩組接點進行并聯(lián)。C相中1DQJF-11接點和12接點并聯(lián),2DQJ-111組和121組接點并聯(lián);B相中1DQJF1-11接點和12組接點并聯(lián),2DQJF-111組和121組接點并聯(lián);A相中1DQJ-11接點和12接點并聯(lián)。從而解決了“接點會出現(xiàn)動作時間差”的問題。

圖2 道岔啟動電路改進設(shè)計方案示意圖

(2) “狀態(tài)不一致情況是否出現(xiàn)道岔錯誤表示和錯誤動作的現(xiàn)象”的分析。因新增并聯(lián)接點已改為使用同一臺繼電器,因此不會出現(xiàn)動作不一致的現(xiàn)象。特殊情況下,繼電器接點折斷,但同時也會切斷此接點電路,因此不會影響道岔正常轉(zhuǎn)換及表示,也不會出現(xiàn)道岔錯誤表示。

2.4 改進設(shè)計方案的試驗

采取上述的改進方案,以接點封連或斷開的形式,在亦莊線信號練功場進行核對驗證,驗證結(jié)果:

(1) 啟動電路技改雙接點后,接點各電流指標(biāo)已發(fā)生了明顯下降,因此減少了瞬間電流對繼電器接點的沖擊,提高了繼電器使用的穩(wěn)定性。

(2) 新增繼電器與原電路中的繼電器并聯(lián),接點不會出現(xiàn)動作時間差,不會造成故障升級和錯誤表示。

(3) 新增繼電器與原電路中的繼電器,不會出現(xiàn)動作不一致現(xiàn)象。特殊情況繼電器接點折斷,但同時也會切斷此接點電路回路,不會造成故障升級和錯誤表示。

3 結(jié)論

本文以北京地鐵5號線ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機使用過程中出現(xiàn)的故障為例,分析了故障原因,并提出了道岔啟動電路的改進方案。針對改進方案進行理論分析,并在亦莊線臺湖車輛段培訓(xùn)中心進行了相關(guān)技改工作,技改完成后,每天對道岔扳動不少120次,持續(xù)6個月。

試驗結(jié)果證明,對ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機的道岔啟動電路的技術(shù)改進方案,提高了繼電器的使用穩(wěn)定性,避免了因繼電器接點問題而引發(fā)的故障,大大提高了設(shè)備的穩(wěn)定性,降低了維護成本。

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵路信號設(shè)計規(guī)范:TB 10007—2006[S].北京:中國鐵道出版社,2006.

[2] 胡耀華.信號繼電器及檢修(上冊)[M].北京:中國鐵道出版社,1998.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路信號維護規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)I:鐵運〔2008〕142號[S].北京:中國鐵道出版社,2009

Improvement Plan of Starting Circuit of ZDJ9 Type Switch Machine

ZHANG Xining

According to the fault point starting circuit used on Beijing Metro Line 5 in the process of applying ZDJ9 type switch machine, the field failure phenomenon, field data record, test record are comprehensively analyzed, reasons for the fault occurrence are detected.On this basis, the reform points and the specific improvement plan of the switch start circuit are put forward. Through the step-by-step test and improvement of the switch start circuit, the rationality and feasibility of the scheme is verified. This research shows that the improved scheme has the significance of engineering extension.

switch; ZDJ9 type switch machine; starting circuit

U 213.6+1

10.16037/j.1007-869x.2016.08.010

2015-12-10)