運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測(cè)診斷信號(hào)設(shè)備故障

張世林

（南寧鐵路局南寧電務(wù)段，助理工程師，廣西 玉林 537000）

信號(hào)故障與故障延時(shí)是反映信號(hào)設(shè)備安全運(yùn)用的重要指標(biāo)，如能有效地控制并減少設(shè)備故障的總量，故障延時(shí)總量就會(huì)隨之減少。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地診斷并積極處理信號(hào)故障就顯得十分必要。由于運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測(cè)手段可以了解故障發(fā)生的原因、性質(zhì)，并利于指導(dǎo)故障的處理，所以有必要探討運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測(cè)診斷信號(hào)設(shè)備故障的方法。

1 道岔故障的診斷

1.1 道岔不能轉(zhuǎn)換或不能鎖閉 道岔不能轉(zhuǎn)換或不能鎖閉的故障有兩大原因，一是啟動(dòng)電路故障。目前，這類故障在微機(jī)監(jiān)測(cè)中還沒有實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)原因是機(jī)械故障。對(duì)這種故障在運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測(cè)時(shí)，要調(diào)閱道岔動(dòng)作曲線，注意發(fā)現(xiàn)曲線的變化，掌握因缺油磨擦或因漏油引起溢流壓力下降的波形規(guī)律，了解它的上下限取值范圍。相隔一段時(shí)間后，再回調(diào)曲線進(jìn)行比較，觀察曲線向哪個(gè)方面發(fā)展，以及時(shí)做出正確的判斷。

因機(jī)械卡阻而不能轉(zhuǎn)換，一般發(fā)生在外鎖閉型道岔。在調(diào)閱這類道岔動(dòng)作曲線時(shí)，注意解鎖電流的變化。往往因雨后潤(rùn)滑不好而出現(xiàn)機(jī)械卡阻，解鎖電流就會(huì)明顯增大，這時(shí)就應(yīng)該及時(shí)注油。如果是道床缺油，那么道岔在轉(zhuǎn)換過程中磨擦阻力會(huì)增加，其動(dòng)作曲線的各部位電流值都會(huì)相應(yīng)地增大。在進(jìn)行道岔檢修或配合工務(wù)整治道岔后，4 mm和2 mm試驗(yàn)一定要嚴(yán)格執(zhí)行。如果2 mm試驗(yàn)時(shí)道岔不能鎖閉，說明道岔密貼過緊，反映在動(dòng)作曲線上會(huì)顯示其鎖閉值突增，在液壓道岔的鎖閉值>200 W后，運(yùn)用中的道岔就會(huì)出現(xiàn)不能鎖閉情況。

例如：2009年9月17日，興業(yè)站15#/17#道岔反位不能鎖閉。這是由于幾天前臺(tái)風(fēng)大雨過后，道床沒有及時(shí)擦油，以及轉(zhuǎn)轍機(jī)的溢流壓力變化所造成的。在監(jiān)測(cè)機(jī)上顯示17#道岔分別在9月10日、11日、15日、16日出現(xiàn)4次難鎖閉的曲線圖。在由定位向反位轉(zhuǎn)換過程中，總是在反位鎖閉當(dāng)中電機(jī)有空轉(zhuǎn)的情況，只不過有時(shí)在8 s或10 s的時(shí)間內(nèi)道岔能轉(zhuǎn)換到底，而這恰好是反映道岔出現(xiàn)異常情況沒有被發(fā)現(xiàn)，最終在17日3：37發(fā)生了道岔故障。這說明，微機(jī)監(jiān)測(cè)的過程也要與外界的各種因素聯(lián)系起來加以考慮，特別是當(dāng)內(nèi)外因素處于臨界狀態(tài)時(shí)，往往就是易出問題的時(shí)候，要更加注意各種征兆現(xiàn)象的出現(xiàn)，提前加以防范。

1.2 道岔無表示 道岔無表示的故障主要表現(xiàn)在表示電路，故障原因很多，如接觸不良、卡缺口、雷害等。對(duì)于ZD6型道岔，還存在當(dāng)摩擦電流增大時(shí)減速器會(huì)反轉(zhuǎn)，致使自動(dòng)開閉器接點(diǎn)斷開而失去表示，擠切銷變形使移位接觸器接點(diǎn)斷開而失去表示等情況。目前，故障反映在微機(jī)監(jiān)測(cè)上的只有表示電壓的實(shí)時(shí)值、日?qǐng)?bào)表以及日曲線。當(dāng)在表示電壓實(shí)時(shí)值窗口發(fā)現(xiàn)與過去的參數(shù)有較大變化時(shí)，必須打開其日曲線進(jìn)行前后觀察，進(jìn)而分析是不是因下雨漏流大、雷電感應(yīng)、電纜絕緣下降、表示二極管擊穿等原因造成。

ZD6道岔的摩擦電流增大造成無表示應(yīng)引起注意。2008年1～6月半年時(shí)間里筆者在玉林Ⅱ場(chǎng)值班時(shí)就處理過3次這樣的故障，頻率相當(dāng)高。因此，每次檢修道岔調(diào)高了摩擦電流，或哪一組道岔更換了新的摩擦帶以后，就要注意觀察其道岔動(dòng)作曲線。如果發(fā)現(xiàn)其曲線在道岔鎖閉后的1 s之內(nèi)出現(xiàn)不正常的電流：在單動(dòng)道岔時(shí)其電流由0值升至解鎖值；多動(dòng)道岔時(shí)其電流由工作值升至解鎖值。這就是因摩擦電流增大后，在道岔鎖閉時(shí)迫使減速器回轉(zhuǎn)帶動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)的電流。它致使自動(dòng)開閉器接點(diǎn)斷開而使道岔無表示。

道岔卡缺口引起無表示的情況，往往是由于道岔檢修或配合工務(wù)整治后，螺栓沒有緊固或道床變化，經(jīng)過列車壓道后致使一側(cè)的表示缺口卡阻。在調(diào)閱這類道岔動(dòng)作曲線時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其曲線很完整，也就是說道岔能完全轉(zhuǎn)換到底，再根據(jù)道岔一側(cè)有表示，一側(cè)沒有表示的特點(diǎn)，可以說明啟動(dòng)電路和表示電路本身沒有問題，只是卡缺口斷開了表示接點(diǎn)。

接點(diǎn)接觸不良、卡缺口等對(duì)道岔表示電路影響是直接的，立竿見影。而電纜絕緣的下降引起表示電壓的下降，是一個(gè)緩慢的過程，這種情況也要加以重視。例如：2008年12月9日玉林Ⅰ場(chǎng)194#道岔反位時(shí)其反位表示斷斷續(xù)續(xù)，表示電壓已經(jīng)從60 V下降到40 V，道岔A，B端電纜對(duì)地絕緣只有0.7 MΩ，且線間絕緣已為0，引起反位表示繼電器時(shí)吸時(shí)落。電纜絕緣故障處理起來往往耗時(shí)很大，因此不能等故障發(fā)生才進(jìn)行整治，而必須在平時(shí)的測(cè)試和監(jiān)測(cè)中進(jìn)行比較對(duì)照，觀察電纜絕緣是否持續(xù)不斷地下降、電壓降幅是否過大、繼電器吸起的門坎電壓是多少，從而及早發(fā)現(xiàn)和解決問題。

2 軌道電路故障的診斷

2.1 電壓曲線出現(xiàn)激烈波動(dòng)的故障 隨著新技術(shù)、新材料的投入使用，軌道電路的故障明顯降低。目前，軌道電路的薄弱環(huán)節(jié)主要在鋼軌接頭處：一是軌頭絕緣在夏天容易被頂死；二是在接頭處容易形成肥邊引起短路；三是接頭處的引接線接頭受振動(dòng)而出現(xiàn)松斷現(xiàn)象。鋼軌接頭處的故障除了加強(qiáng)設(shè)備巡視外，再就是利用微機(jī)監(jiān)測(cè)來預(yù)防預(yù)報(bào)。不管是絕緣頂死、肥邊短路、接頭松斷情況，它們?cè)诠收铣霈F(xiàn)前都有時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的征兆，必須細(xì)心觀察。特別是在大站調(diào)車線，由于線路維護(hù)相對(duì)不被重視，線路運(yùn)用質(zhì)量較差，經(jīng)常有肥邊短路的情況發(fā)生。如果有車列過完其所在區(qū)段的下2個(gè)區(qū)段后，紅光帶才消失，或者在調(diào)車過程中，鄰線某一區(qū)段出現(xiàn)閃紅現(xiàn)象，一般情況下，這就是絕緣頂死或鋼軌肥邊短路的征兆，或者是引接線已經(jīng)松動(dòng)。反映在電壓波形上會(huì)出現(xiàn)上下激烈的跳動(dòng)，實(shí)時(shí)電壓也會(huì)出現(xiàn)閃紅現(xiàn)象。這些情況說明，故障的臨界點(diǎn)已經(jīng)產(chǎn)生，必須及時(shí)處理，以免后患。例如：2007年12月12日15：00在玉林Ⅱ場(chǎng)調(diào)閱各軌道電路運(yùn)用情況過程中，發(fā)現(xiàn)211DG實(shí)時(shí)電壓有閃紅狀況。再調(diào)閱該軌道區(qū)段的電壓曲線，發(fā)現(xiàn)其波動(dòng)下限值在9.5 V左右，剛好有列車通過后其電壓又變?yōu)?4.5 V。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，211DG受端電源雙引接線在軌腰處有一根塞釘已斷，另一根的塞釘螺母已松動(dòng)，是因該處鋼軌接頭有落差，列車通過時(shí)振動(dòng)大所致。

2.2 電壓曲線持續(xù)下降的故障 道床狀況不良會(huì)引起軌道電路不同程度的漏流。因此，在雨天應(yīng)及時(shí)調(diào)閱各軌道電路的運(yùn)用情況，查看軌道電壓日曲線圖。一般軌道電路電壓的下降值在2～3 V左右，如果電壓下降的幅度過大，有的可以從24 V下降到18 V以下。這是不正常的，應(yīng)從以下幾方面查找原因：一是道床排水不暢，積水過多；二是道床油垢嚴(yán)重；三是道床礦粉嚴(yán)重，致使軌道電路漏流過大，電壓下降明顯。

但有些軌道電路電壓的下降是持續(xù)緩慢的，如股道接續(xù)線塞釘頭的銹蝕、電纜破損絕緣下降等情況。這是由于在安裝接續(xù)線時(shí)塞釘頭沒有打緊，又未用油漆封口，尤其是在渡線交接處由于受客車排出的污水腐蝕，時(shí)間久后產(chǎn)生嚴(yán)重的銹蝕，使接觸電阻增大，壓降也就隨著增大，繼續(xù)惡化就會(huì)形成開路的可能。而電纜破損引起絕緣下降同樣也比較緩慢。因此，在調(diào)閱這些參數(shù)時(shí)，要相隔一段時(shí)間比較前后的數(shù)值變化，最好是在同等氣候條件下進(jìn)行。如果比較的電壓值呈下降趨勢(shì)，說明該軌道電路需要整治。

3 2000A自動(dòng)閉塞故障的診斷

3.1 補(bǔ)償電容的故障 補(bǔ)償電容是保證區(qū)間軌道電路的傳輸距離和信息傳遞不失真的元件。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用情況可知，在某一軌道區(qū)段，當(dāng)有1個(gè)補(bǔ)償電容發(fā)生故障時(shí)，軌出1電壓會(huì)降低100 mV左右；當(dāng)連續(xù)2個(gè)補(bǔ)償電容發(fā)生故障時(shí)，軌出1電壓會(huì)降至原來電壓的50%；而當(dāng)連續(xù)有3個(gè)補(bǔ)償電容發(fā)生故障時(shí)，鋼軌的傳輸通道即呈感性阻抗，軌出1電壓會(huì)降低至240 mV以下，該區(qū)段即會(huì)亮紅光帶。而補(bǔ)償電容的好壞，在現(xiàn)場(chǎng)是很難檢查判斷的。如果通過微機(jī)調(diào)閱軌出1電壓曲線，即可明顯分辨出補(bǔ)償電容有無故障，有多少個(gè)補(bǔ)償電容已經(jīng)發(fā)生故障。雖然下雨時(shí)軌道電壓也有明顯的下降，但其下降的過程特征與補(bǔ)償電容發(fā)生故障時(shí)是有區(qū)別的。下雨時(shí)，軌出1電壓曲線是斜坡式地下降（如圖1），雨后其電壓會(huì)逐漸回升到原來值。而補(bǔ)償電容故障使軌出1電壓曲線呈90°直角下降（如圖2）。所以，在調(diào)閱軌出1電壓曲線時(shí)要仔細(xì)區(qū)分它們的變化特征。

圖1 下雨前后軌道電路電壓曲線變化圖

圖2 補(bǔ)償電容發(fā)生故障后軌道電路電壓曲線變化圖

如果補(bǔ)償電容靠近發(fā)送端，其發(fā)生故障后對(duì)小軌道的影響比較直接。例如2006年11月10日，黎湛線1206G在列車通過后，軌出1電壓突然從546 mV下降到486 mV，且電壓曲線出現(xiàn)鋸齒波（如圖3）。現(xiàn)場(chǎng)檢查為補(bǔ)償電容C16的塞釘松動(dòng)。再檢查到C4也同樣松動(dòng)，錘緊后軌出1電壓升到601 mV，軌出2電壓由原來的110 mV上升到126 mV。原因都是工務(wù)機(jī)械段在該區(qū)段上行線長(zhǎng)距離換軌，補(bǔ)償電容塞釘沒有打緊。

圖3 接觸不良時(shí)軌道電路電壓曲線變化圖

3.2 區(qū)間軌道電路的故障 在區(qū)間的ZPW—2000A無絕緣移頻自動(dòng)閉塞電路中，如果軌出1、軌出2電壓完全為0時(shí)，主要考慮引接線或調(diào)諧單元損壞問題；如果軌出1電壓<140 mV，軌出2<60 mV時(shí)，則應(yīng)該考慮斷軌情況的發(fā)生；如果紅光帶時(shí)有時(shí)無，可能是引接線已經(jīng)松動(dòng)，需要進(jìn)一步判斷是發(fā)送端還是接收端故障。這要從以下幾個(gè)調(diào)閱參數(shù)來確定：①如果發(fā)送電壓為0 V，發(fā)送載頻、低頻為0 Hz，則可判斷故障在發(fā)送端；②如果在發(fā)送端工作正常的情況下，軌出1<240 mV，XGJ>20 V，則為主軌道發(fā)生故障，故障點(diǎn)在本架信號(hào)機(jī)處的接收端（近端）。但這時(shí)又有2種情況：一是主軌道本身電壓正常，但室內(nèi)接收不到，則是引接線、調(diào)諧單元、電纜模擬網(wǎng)絡(luò)等發(fā)生故障造成；二是主軌道本身電壓不正常（如鋼軌斷或被短路），室內(nèi)同樣收到不正常的電壓。當(dāng)軌出2<80 mV，XGJ>20 V時(shí)為小軌道故障，故障點(diǎn)在下一架信號(hào)機(jī)的接收端（遠(yuǎn)端），此時(shí)2個(gè)閉塞分區(qū)都會(huì)亮紅光帶。

例如：2007年9月12日08：24，仁東站至玉林站下行線X1LQG，1349G突然出現(xiàn)紅光帶，通過微機(jī)調(diào)閱X1LQG，1349G的軌出1、軌出2的日曲線發(fā)現(xiàn)，X1LQG的軌出1電壓曲線正常，1349G的軌出1、軌出2電壓曲線值為0，（即X1LQG接收不到1349G的小軌回執(zhí)信號(hào)使X1LQG的GJ↓而亮紅光帶）1349G本身沒有主軌信號(hào)輸回也亮紅光帶。依據(jù)監(jiān)測(cè)和測(cè)試的結(jié)果分析，即可判斷出此故障點(diǎn)在1349G接收端，且故障有2種可能：一是引接線被盜，二是接收端的調(diào)諧單元和匹配變壓器損壞。隨即指導(dǎo)故障處理人員帶足備品，直接到1349G接收端進(jìn)行搶修，到達(dá)故障點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)調(diào)諧單元和匹配變壓器均被不法分子偷盜。

4 結(jié)束語

上述診斷方法和實(shí)例說明，運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測(cè)診斷故障具有極高的可靠性和很好的操作性。筆者從2006年至今，由于采取微機(jī)監(jiān)測(cè)手段，使設(shè)備故障隱患的診斷正確率達(dá)到了90%以上，有些隱患因及時(shí)處理而沒有升級(jí)為行車故障，有效地維護(hù)了信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)用。