降低磁浮線道岔變頻器故障發生率

田敏輝

摘 要：上海磁浮線經過10多年的商業運行，設備存在不同程度的老化現象，急需采取更好的維護保障措施加以保障。道岔作為整個磁懸浮線路中極為關鍵的一環，意義非常重要。它擔負著正線與支線、正線與正線互相連通的重要職責。道岔分為三個部分：電氣部分、機械部分和下部基礎。整個道岔系統主要由子系統構成，包括：彎曲梁鋼結構（三段）、道岔驅動單元、鎖銷單元、墩柱、支撐、道岔開關站、供電系統、道岔控制系統、道岔反饋系統、電纜、接地系統、診斷系統、連接支撐。本文以PDCA的循環原理，聚焦于磁浮系統中線路道岔子系統存在的問題，努力通過創新工藝，延長設備設施的使用壽命，提高專業維護技能。

關鍵詞：PDCA 磁浮道岔 創新工藝

中圖分類號：TH13 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（b）-0042-04

全線共有8個道岔，其中3個在浦東機場附近，1個三位道岔位于維修基地，4個位于龍陽路站外側的正線上。

道岔由PLC控制5#和3#墩上的驅動電機帶動道岔運動，實現換線操作，運動完成之后再通過鎖銷單元，鎖定道岔。道岔電氣系統作為整副道岔的控制和驅動系統，對其控制的準確性和可靠性的要求是相當嚴格的。為滿足上述要求，整個控制系統采用了冗余設計方案，從控制PLC到位置控制元件；從供電到驅動都采用冗余控制。此外還安裝有故障診斷系統，對道岔常見故障做當地和遠程的監控。

彎曲梁采用高塑鋼焊接而成，全長25m，最大單側橫向位移為3.5m，實現道岔的換向功能。驅動橫梁既作為彎曲梁的支撐，又起到帶動彎曲梁運動的作用。鎖銷系統是在道岔到達所需線性位置時，保持線性狀態的結構。支撐部件由軌道、支撐件、底板、限位器等組成，用于支撐整副道岔和限定其移動范圍的作用。

1 背景簡介

上海磁浮示范運營線是世界上第一條商業化運營的磁浮列車示范線。磁浮線共有8個道岔，道岔作為整個磁懸浮線路中極為關鍵的一環，意義非常重要。它擔負著正線與支線、正線與正線互相連通的作用。道岔主要分為三個部分，即電氣部分、機械部分和下部基礎；而變頻器是道岔系統的核心部件，承載著整個道岔系統正常工作的重任。

2 故障現狀

統計2016年7月至2016年12月磁浮線機電設施故障，并通過磁浮系統數據后臺，得到道岔變頻器的故障數量。

對來自各個磁浮子系統的故障特征進行技術評估，并采用權重分析法，評價各類故障發生的頻率以及對磁浮運行的影響程度，制成如下表格，繪制散布圖（見表2、圖1）。由表2和圖1，我們可以得到相關結論：道岔變頻器故障位于散布圖的第一象限，其故障發生頻率和對運行影響程度數值都較大，其整體故障重要度處在高位水平。

因此，把降低磁浮線道岔變頻器故障發生率作為此次論文的課題。

根據原因型系統圖（見圖2），小組成員進行了反復討論，對每一個末端因素原因逐一進行了分析并制作了要因確認表（見表3）。

3 制定對策以及措施

（1）針對以上所確定的要因，小組成員對道岔機械結構進行分析，得到道岔橫移驅動部分機械部件老化是導致驅動電流過大的原因，其中道岔軸磨損是主要機械磨損部分，如圖3所示。

（2）小組成員對所有處理道岔軸磨損的方案都進行了認真的討論并優化，優化方案如表4所示。

（3）按照“5W1H”的原則，制定了相應的對策和措施見表5。

（4）實施打磨道岔軸并安裝防水端蓋工程（2017年4～6月）。

小組成員制定了打磨道岔軸并安裝防水端蓋的具體方案；設計并測試了具有良好防水效果的防水端蓋；按計劃順利地打磨6號道岔驅動軸并在上方安裝防水端蓋，成功使道岔的SO5M驅動電流從146.2%下降到119.5%。具體工作如圖4、圖5所示。

4 經濟效益

（1）降低磁浮線道岔變頻器故障發生率，更保障了磁浮安全有序運行。

（2）增加道岔軸系使用壽命，節約換軸費用300萬元。（按每一根道岔軸制造費用5萬元計算）。

（3）目前該防水端蓋設計正在申報國家發明專利。

5 鞏固措施

本次QC小組活動，主要通過打磨道岔軸并安裝防水端蓋的方式解決道岔變頻器過載的故障。為了鞏固本次降低道岔變頻器故障成果，針對道岔變頻器故障的特點，總結維護排故經驗，我們修訂了公司級的《高速磁浮交通上海示范運營線道岔（電氣）維護規程》（公司文件號：SMTDC-RE-L-04-02-051020A）和部門級的《向變頻器拷貝參數工作步驟》。

6 總結及下一步打算

此次QC活動歷經了一年左右的時間，充分發揮了小組成員的能動性和積極性，通過3個月艱苦的設計并安裝防水端蓋、打磨道岔軸等工作，短時間內有效地降低磁浮線道岔變頻器故障的發生率，達到了預期的目的。并且制定了道岔變頻器維護與故障處理的相關規程制度，保障了道岔變頻器的安全工作，為降低變頻器故障發生率和故障影響做好了鞏固措施。

通過QC小組活動，我們把各個磁浮道岔系統知識吃透，對變頻器研究到位，為同一個研究課題而齊心協力、積極進取地工作，體現了很好的團隊精神。

同時，我們小組全體成員的質量意識和個人能力都有了較大提高，掌握運用QC活動解決問題的方法，為今后QC活動在磁浮公司蓬勃發展打下了扎實的人員基礎。本次QC活動成功降低了磁浮線道岔變頻器故障發生率，有力地保障了磁浮線安全有序運行。但磁浮線其余機電設備的安全隱患還是比較多的，需要我們QC小組繼往開來，不斷努力，在總結經驗的基礎上，進一步應用科學的方法，實現新的PDCA循環，讓QC在實際工作中得到更加廣泛應用。為此，我們小組將繼續著眼于機電設施設備安全問題，努力完成新的課題，為磁浮線安全運行做出新的貢獻。

參考文獻

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