ZDJ9型轉轍機道岔啟動電路技術改進方案研究

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)

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ZDJ9型轉轍機道岔啟動電路技術改進方案研究

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型轉轍機故障為例,通過綜合分析故障現象、數據記錄、測試記錄,確定了故障發生的原因。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型轉轍機; 啟動電路

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

轉轍機是道岔控制系統的執行機構,一旦其發生故障,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、安全、合理地控制轉轍機,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。

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

1 故障現象及分析

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

1.1 故障案例一

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

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“轉轍機在線監測儀”,并設專人盯守。經過多日監測、排查后,最終監測到該道岔的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。為了驗證該結論,利用北京亦莊線臺湖車輛段培訓中心設備,在道岔啟動電路中加裝了“轉轍機在線監測儀”,對DBQ、2DQJ、2DQJ、1DQJ、1DQJF等相關繼電器接點電流進行監測,結果發現道岔啟動瞬間電流為10 A,最高瞬間電流可達14 A。

相關繼電器指標: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。

從測試數值看,道岔瞬間啟動電流已超出繼電器接點承受指標,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無表示故障,經查該故障原因為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有關。

2 道岔啟動電路的修改方案

2.1 方案設計

針對上述故障現象,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增加對應的輔助繼電器1DQJF1、2DQJF;將1DQJF1、2DQJF的繼電器線圈分別并聯接入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;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;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 設計方案的試驗及分析

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

通過“轉轍機在線監測儀”監測繼電器接點電流。對比監測電流發現,技改雙接點后,DBQ、1DQJ、1DQJF1、2DQJ1等接點各電流指標已發生了明顯的下降,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,接點會出現動作時間差;

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

2.3 設計方案的改進

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

圖2 道岔啟動電路改進設計方案示意圖

(2) “狀態不一致情況是否出現道岔錯誤表示和錯誤動作的現象”的分析。因新增并聯接點已改為使用同一臺繼電器,因此不會出現動作不一致的現象。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換及表示,也不會出現道岔錯誤表示。

2.4 改進設計方案的試驗

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,驗證結果:

(1) 啟動電路技改雙接點后,接點各電流指標已發生了明顯下降,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定性。

(2) 新增繼電器與原電路中的繼電器并聯,接點不會出現動作時間差,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,不會出現動作不一致現象。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 結論

本文以北京地鐵5號線ZDJ9型交流轉轍機使用過程中出現的故障為例,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中心進行了相關技改工作,技改完成后,每天對道岔扳動不少120次,持續6個月。

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

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵路信號設計規范: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.鐵路信號維護規則技術標準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)