ZDJ9交流道岔控制電路及斷線故障分析

馮李，蘇朗，邵晨，王佳毓

（1.蘇州大學(xué)文正學(xué)院；2.蘇州高博軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院；3.蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司；4.卡斯柯信號有限公司，江蘇 蘇州 215000）

圖1 ZDJ9型交流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)配線圖

道岔是線路上供列車轉(zhuǎn)線的設(shè)備，它用來使車輛從一個(gè)股道轉(zhuǎn)向或越過另一股道，屬于進(jìn)路上的可動設(shè)備。道岔的位置狀態(tài)有兩種：定位和反位，由電動轉(zhuǎn)轍機(jī)來扳動道岔，使道岔位置發(fā)生改變。道岔一旦發(fā)生故障，將會對行車組織和運(yùn)行效率造成很大的影響，本文以ZDJ9電動轉(zhuǎn)轍機(jī)的原理著手，根據(jù)道岔發(fā)生斷路故障時(shí)的現(xiàn)象分析得出發(fā)生斷路故障的位置點(diǎn)，能夠更加高效地對故障進(jìn)行定位。ZDJ9型三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)多采用五線制道岔控制電路，分為道岔啟動電路和道岔表示電路兩部分。ZDJ9五線制道岔控制電路由5根線控制室內(nèi)外設(shè)備，其中X1、X2、X3為公用線，道岔定位轉(zhuǎn)向反位由X1、X3、X4完成，反位轉(zhuǎn)向定位由X1、X2、X5完成。表示電路定位表示時(shí)用到的是X1、X2、X4，反位表示時(shí)用到的是X1、X3、X5。

1 道岔啟動電路

道岔啟動電路是動作轉(zhuǎn)轍機(jī)、轉(zhuǎn)換道岔的電路。電動轉(zhuǎn)轍機(jī)動作控制方式有兩種。

（1）進(jìn)路方式操作，選路過程中使進(jìn)路上的道岔按照進(jìn)路的要求定位操縱繼電器DCJ或反位操縱繼電器FCJ勵磁吸起并自閉，利用DCJ或FCJ吸起接通道岔啟動電路。

（2）道岔單獨(dú)操作，操作人員直接操縱道岔至定位或者反位。ZDJ9道岔啟動電路采用分級控制方式，包括：1DQJ勵磁電路、1DQJF勵磁電路、2DQJ轉(zhuǎn)極電路和電機(jī)電路。ZDJ9型交流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)配線圖如圖1所示。

2 道岔表示電路

道岔表示電路是反映道岔位置的電路，道岔表示繼電器包括定位表示繼電器DBJ和反位表示繼電器FBJ。DBJ吸起表示道岔處于定位狀態(tài)，F(xiàn)BJ吸起表示道岔處于反位狀態(tài)。表示電路用DBJ或FBJ的線圈與半波整流二極管并聯(lián)構(gòu)成，電路簡圖如圖2所示。電路采用BD1型變壓器，一次側(cè)輸入為220V交流電源，二次側(cè)輸出為110V交流電源，對表示電路要按照電源正負(fù)半周分別進(jìn)行分析。

道岔定位表示時(shí)，DBJ電路在電源負(fù)半周接通。電源正半周的電路為：BDII-3—R1—1DQJ23-21—2DQJ131-132—1DQJF13-11—2DQJ111-112—X2—自動開閉器43-33-34-15-16—二極管Z2-1—R2—自動開閉器36-35—繞組B-A—X1—1DQJ11-13—BDII-4，電能消耗在R2上；電源負(fù)半周的電路為：BDII-3—R1—1DQJ23-21—2DQJ131-132—DBJ4-1—X4—自動開閉器11-12—繞組C-A—X1—1DQJ11-13—BDII-4，二極管不導(dǎo)通，DBJ勵磁吸起。

圖2

3 道岔斷路故障分析

道岔控制電路有5根線連接室內(nèi)電路和室外電路。通過測量分線柜內(nèi)各連線之間的交流電壓和直流電壓，可以判斷出是哪根線斷路并且判斷出是室內(nèi)斷線還是室外斷線。道岔定位表示時(shí)測量X1～X2之間、X1～X4之間、X2～X4之間的交流電壓和直流電壓，測量結(jié)果及斷路位置判斷見表1。

表1 定位表示電壓測量數(shù)據(jù)

本文以定位表示電路的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。電路正常情況下，BDI型變壓器的二次側(cè)輸出的交流電壓為110V，正常情況下X1～X2之間的交流電壓在65V左右，直流電壓在22V左右；X1～X4之間的交流電壓在2.8V左右，直流電壓為0V；X2～X4之間的交流電壓在65V左右，直流電壓在2.8V左右。

（1）X1室內(nèi)斷線時(shí)，電路的干路斷路，且斷路的位置點(diǎn)X1在電源和電壓測量位置之間，因此二極管支路X1～X2、電動機(jī)繞組X1～X4、繼電器支路X2～X4的交直流電壓均為0。

（2）X1室外斷線時(shí)，電路的干路斷路，且斷路的位置點(diǎn)1#在電源和電壓測量位置一側(cè)，電路中各處電流均為0，負(fù)載電阻上沒有壓降，相當(dāng)于導(dǎo)線，因此X1～X2、X1～X4測的是電源兩端的110V交流電壓，X2～X4測的是一根導(dǎo)線的0V電壓，直流電壓全為0。

（3）X2室內(nèi)斷線時(shí)，電路的二極管支路斷路，且斷路的位置點(diǎn)X2在電源和電壓測量位置之間，因此X1～X2、X2～X4測的是斷路電壓，交直流均為0；但是電源可以經(jīng)由繼電器形成回路，并聯(lián)負(fù)載的2條支路，其中1條支路斷路會導(dǎo)致總的負(fù)載電阻增大，電流降低，X1～X4之間的電壓會降低，由原來的2.8V降為1.5V。

（4）X2室外斷線時(shí)，電路的二極管支路斷路，且斷路的位置點(diǎn)2#在電源和電壓測量位置一側(cè)，因此X1～X2、X2～X4測量的是電源2端的交流電壓為110V，X1～X4電壓為0。

（5）X4室內(nèi)斷線時(shí)，繼電器支路斷路，且斷路位置點(diǎn)X4在在電源和電壓測量位置之間，并聯(lián)負(fù)載的2條支路其中1條支路斷路會導(dǎo)致總的負(fù)載電阻增大，電壓升高；因此X1～X2、X2～X4之間的電壓會升高，均由原來的65V升高至75V，直流電壓由22V升高至38V，電流降低，X1～X4之間的電壓會略有降低，由原來的2.8V降為2.5V。

（6）X4室外斷線，繼電器支路斷路，且斷路位置點(diǎn)X4在在電源和電壓測量位置一側(cè)，并聯(lián)負(fù)載的2條支路其中1條支路斷路會導(dǎo)致總的負(fù)載電阻增大，電壓升高；X1～X2、X1～X4測量的交流電壓由原來的65V升高至75V，直流電壓由22V升高至38V，X2～X4測不到電壓，因此為0。

4 結(jié)語

道岔與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)，其數(shù)量多且養(yǎng)護(hù)維修工作量大。作為我國獨(dú)立自主研發(fā)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)轍機(jī)，ZDJ9應(yīng)用非常廣泛，對于行車安全及列車運(yùn)行效率影響巨大。本文以ZDJ9交流道岔控制電路為研究對象，深刻分析了啟動電路和表示電路的工作原理及工作過程，并對各連線斷路故障的現(xiàn)象及原因做出了解釋，對道岔的維護(hù)及故障處理意義深遠(yuǎn)。