ZPW-2000型自動(dòng)閉塞改變運(yùn)行方向時(shí)出站信號(hào)機(jī)非正常關(guān)閉現(xiàn)象分析與處理

石 偉,王彥偉

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計(jì)院,太原 030009)

介西線東起介休站，西至陽(yáng)泉曲站，含四公里線路所、萬(wàn)安、孝南、孝西、白壁關(guān)、兌鎮(zhèn)和陽(yáng)泉曲站，是山西重要的鐵路運(yùn)輸通道。為提高晉煤外運(yùn)能力，緩解山西中南部運(yùn)力緊張現(xiàn)狀，鐵道部對(duì)介西線進(jìn)行了電氣化擴(kuò)能改造。改造完成后，大大提高了介西線的運(yùn)輸能力，為發(fā)展山西地方經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造有利條件。四公里線路所改造示意如圖1所示。

介西線電氣化改造前，四公里線路所采用電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)，與萬(wàn)安站間為64D型半自動(dòng)閉塞。電氣化改造完成后，四公里線路所采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，與萬(wàn)安站間設(shè)2個(gè)自動(dòng)閉塞區(qū)段[1]，采用ZPW-2000型移頻設(shè)備，按單線雙方向運(yùn)行設(shè)計(jì)[2]。

圖1 四公里線路所改造示意

現(xiàn)場(chǎng)在聯(lián)鎖試驗(yàn)[3]過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正常辦理改變運(yùn)行方向電路[4]時(shí)，ZPW-2000區(qū)間軌道電路QGJ繼電器[5]的吸起和落下時(shí)機(jī)與聯(lián)鎖電路中KFJ繼電器的吸起和落下時(shí)機(jī)存在一定的時(shí)間差，致使聯(lián)鎖電路中KFJ繼電器2次吸起和1次落下，造成已開放的出站信號(hào)機(jī)非正常關(guān)閉。本文就如何防止已開放的出站信號(hào)機(jī)非正常關(guān)閉現(xiàn)象作一探討。

1 電路分析

1.1 改變運(yùn)行方向電路

本工程中四公里線路所(以下稱甲站)為接車站，萬(wàn)安站(以下稱乙站)為發(fā)車站，假設(shè)區(qū)間空閑，雙方均未辦理發(fā)車，此時(shí)若甲站向乙站發(fā)車，甲站值班員按壓列車始終端按鈕，辦理發(fā)車進(jìn)路，即可自動(dòng)改變運(yùn)行方向[6](圖2)。

甲站確認(rèn)區(qū)間無(wú)車占用，且該區(qū)間監(jiān)督燈滅燈狀態(tài)，按壓列車發(fā)車按鈕，聯(lián)鎖機(jī)驅(qū)動(dòng)FAJ↑，使甲站的GFJ↑。

甲站GFJ↑后，監(jiān)督回路由乙站送出同極性電源，方向回路由乙站送反極性電流，使乙站FJ↑、CFJ↑，甲站的CFJ↓。

乙站的CFJ↑使各分區(qū)的QFJ↑，乙站FJ↑使甲站的GFJ↓，此時(shí)乙站通過(guò)JFJ↓、FJ↑、GFJ↓向外線送出和甲站同極性電源，利用甲站GFFJ緩放落下，使FJ↓，由于乙站GFJ↓，使監(jiān)督回路接通，切斷FJ轉(zhuǎn)極電路。

圖2 改變運(yùn)行方向電路

甲站的FJ、CFJ都落下，乙站的FJ、CFJ都吸起，使甲站改為發(fā)車站，乙站改為接車站。

1.2 出站信號(hào)機(jī)LXJ吸起條件

出站信號(hào)機(jī)LXJ繼電器[7]吸起需滿足2個(gè)基本條件：

(1)區(qū)間開通運(yùn)行方向正確 ；

(2)區(qū)間軌道區(qū)段空閑。

在正方向發(fā)車時(shí)用1LQ區(qū)段空閑作為出站信號(hào)機(jī)開放的必要條件。反方向發(fā)車用1LQ(全部區(qū)間軌道空閑)區(qū)段空閑作為出站信號(hào)機(jī)開放的必要條件。

1.3 ZPW-2000區(qū)間軌道電路

在正常改變運(yùn)行方向時(shí)，QZJ↓，QFJ↑，實(shí)現(xiàn)軌道電路發(fā)送端和接收端的交替(圖3)。在這個(gè)過(guò)程中，接收盒的軌入端電壓會(huì)有短暫的消失，根據(jù)接收盒[8]的電氣特性(當(dāng)無(wú)軌入端電壓輸入時(shí)，QGJ在2 s內(nèi)落下，當(dāng)再次檢測(cè)到軌入端電壓輸入時(shí)，QGJ在2.8 s左右后吸起)，QGJ也會(huì)有0.8 s左右的落下時(shí)間。

圖3 ZPW-2000A型軌道電路信息傳輸通道示意(局部)

1.4 聯(lián)鎖采集X1LQ電路

站內(nèi)聯(lián)鎖采集的X1LQJ繼電器是QGJ繼電器的二級(jí)復(fù)示繼電器，其中QGJ的一級(jí)復(fù)示繼電器帶有約0.5 s的緩放時(shí)間，即QGJ落下時(shí)，X1LQJ繼電器會(huì)滯后0.5 s左右落下。

1.5 KFJ勵(lì)磁電路

當(dāng)辦理改變區(qū)間運(yùn)行方向時(shí)，KFJ的勵(lì)磁電路是：KF→X1LQJ↑→FJ↓→DJ↑→KJ↑→CFJ↓→KFJ-4→KFJ-1→KZ。由此可知KFJ的吸起條件是：區(qū)間軌道無(wú)車占用(X1LQJ↑)、區(qū)間運(yùn)行方向更改完成(FJ與CFJ狀態(tài)發(fā)生變化)、控制信號(hào)繼電器吸起(KJ↑)、短路繼電器吸起(DJ↑)，見圖4。

圖4 KFJ繼電器勵(lì)磁電路

2 繼電器動(dòng)作時(shí)序分析

2.1 KFJ繼電器吸起

車站值班員按壓列車始終端按鈕辦理發(fā)車進(jìn)路，自動(dòng)改變運(yùn)行方向時(shí)，CFJ、FJ落下引起QZJ、QFJ狀態(tài)轉(zhuǎn)換，X1LQJ尚在吸起狀態(tài)，KJ、DJ同時(shí)勵(lì)磁吸起，滿足KFJ勵(lì)磁條件。KFJ第一次勵(lì)磁吸起，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采集到KFJ的吸起狀態(tài)后，聯(lián)鎖條件滿足出站信號(hào)機(jī)開放要求，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器，開放出站信號(hào)機(jī)。

2.2 KFJ繼電器落下

隨著QZJ、QFJ繼電器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，區(qū)間軌道電路的發(fā)送端和接收端進(jìn)行倒替， X1LQJ落下，切斷KFJ繼電器的勵(lì)磁電路，KFJ繼電器落下。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采集到該信息后，停止驅(qū)動(dòng)出站信號(hào)機(jī)LXJ繼電器，已經(jīng)開放的出站信號(hào)機(jī)關(guān)閉。

2.3 KFJ繼電器的再次勵(lì)磁吸起

區(qū)間軌道電路發(fā)送端和接收端倒替[9]完成后，區(qū)間軌道電路恢復(fù)至調(diào)整狀態(tài)，X1LQJ會(huì)再次吸起，X1LQJ吸起后KFJ繼電器勵(lì)磁吸起。此時(shí)，滿足出站信號(hào)機(jī)開放出站信號(hào)的要求，出于安全考慮，出站信號(hào)不會(huì)自動(dòng)開放，需車站值班人員再次按壓該出站信號(hào)機(jī)列車按鈕才能開放。

2.4 繼電器動(dòng)作時(shí)序分析結(jié)果

通過(guò)對(duì)繼電器動(dòng)作時(shí)序分析可得出結(jié)論：出站信號(hào)機(jī)開放后又關(guān)閉是由于KFJ繼電器的再次落下，KFJ繼電器的再次落下是由于X1LQJ繼電器的落下。

確保X1LQJ繼電器在方向電路轉(zhuǎn)換過(guò)程中能夠保持穩(wěn)定吸起，出站信號(hào)機(jī)就不會(huì)出現(xiàn)非正常關(guān)閉現(xiàn)象。

3 處理方案

當(dāng)確認(rèn)整個(gè)區(qū)間空閑及對(duì)方站未建立發(fā)車進(jìn)路，辦理改變運(yùn)行方向電路時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)出站信號(hào)機(jī)開放后又非正常關(guān)閉現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在信號(hào)設(shè)計(jì)中顯然是不允許的[8]。因此，本文提出以下方案對(duì)電路進(jìn)行修改。

圖5 繼電器端電壓變化曲線

從上述函數(shù)式和變化曲線可以看出：放電速度的快慢取決于時(shí)間常數(shù)RC，RC愈大，放電愈慢，緩放時(shí)間也愈長(zhǎng)。由上述繼電器動(dòng)作時(shí)間分析，QGJ緩放時(shí)間需超過(guò)2.8 s才能使繼電器保持吸起狀態(tài)。電路中QGJ為JWXC-1700型繼電器，由其參數(shù)可知：

E=24 V，繼電器釋放值UR=3.4 V，時(shí)間t=3 s，繼電器線圈電阻=1 700 Ω，電容串聯(lián)的電阻rc=51 Ω。

將QGJ線圈上并聯(lián)RC支路(R：RXYC-25-51-I，C：CD-1000 μf-50 V)，可使QGJ繼電器有較長(zhǎng)緩放時(shí)間。當(dāng)辦理反方向進(jìn)路時(shí)，X1LQGJ繼電器能一直保持吸起，KFJ繼電器在第一次吸起之后不會(huì)再落下，出發(fā)信號(hào)機(jī)就能顯示穩(wěn)定的綠燈，不需補(bǔ)開信號(hào)。

4 結(jié)論

通過(guò)以上計(jì)算得出與文獻(xiàn)[10]相似的結(jié)論：在QGJ線圈上并聯(lián)RC支路方案來(lái)增加QGJ的緩放時(shí)間，使其保持吸起狀態(tài)。本方案內(nèi)部電路不需更改，只需在外部增加條件，方便現(xiàn)場(chǎng)修改電路，且外圍電路簡(jiǎn)單、緩放時(shí)間選擇范圍寬。

本方案適用于兩站間區(qū)間閉塞分區(qū)較少的情況下解決開放出發(fā)信號(hào)機(jī)非正常關(guān)閉現(xiàn)象，在介西線電氣化改造工程中得成功實(shí)施，取得良好的效果。

[1] 林瑜筠.新型移頻自動(dòng)閉塞[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2003．

[2] 傅世善.提高單線區(qū)段區(qū)間通過(guò)能力的途徑[C]∥傅世善鐵路信號(hào)論文選集.北京：中國(guó)鐵道出版社，2012：101-107.

[3] 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)[2010]149號(hào)—2010 鐵路信號(hào)聯(lián)鎖試驗(yàn)暫行辦法[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010．

[4] 周碧波，莫小慶.復(fù)線自動(dòng)閉塞方向電路的改進(jìn)建議[J].鐵道通信信號(hào)，2008，44(1)：35．

[5] 中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司研究設(shè)計(jì)院.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)(信號(hào))[M].2版.北京：中國(guó)鐵道出版社，1993．

[6] 董昱，劉曉娟，黨建武，等.安全列車間隔控制系統(tǒng)[M].北京：蘭州大學(xué)出版社，2002．

[7] 何文卿.6502電氣集中電路(修訂本)[M].2版.北京：中國(guó)鐵道出版社，2005．

[8] 北京鐵路信號(hào)工廠科技開發(fā)中心.ZPW-2000A型無(wú)絕緣移頻自動(dòng)閉塞培訓(xùn)教材[M].4版.北京：北京鐵路信號(hào)工廠科技開發(fā)中心，2005．

[9] 盧其榮.區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996．

[10] 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)[2006]127號(hào)—2006 鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2006．