ZDJ9/S700K轉轍機控制保護電路中ZBHJ、QDJ切斷電路優化

趙文生，葉偉坡

(廈門軌道交通集團有限公司，福建廈門 361000)

據現場經驗和ZDJ9/S700K轉轍機電路分析研究，發現ZBHJ電路、QDJ電路具有可優化之處，現探討分析。

1 故障案例

1）運營期間道岔失表，啟動道岔后,A、B機均無法操縱到位。經仔細觀察繼電器動作順序及排查電路之后，發現QDJ電路中RC阻容盒故障，此故障導致道岔無法轉換。

2）運營期間道岔失表，經后續排查為A機1DQJ自閉電路故障，A機未操縱到位。B機因無法切斷自閉電路，電機持續運轉直至鎖閉或者13 s后DBQ切斷啟動電路，造成電機過熱，尖軌變形。道岔檢修測量2/4 mm試驗期間，與此故障現象相同。長期如此，將造成轉轍機電機過熱易損壞。

針對該系列問題對ZDJ9/S700K控制電路及保護電路深入研究，對保護電路進行優化，可完善保護電路缺陷，消除ZBHJ電路和RC阻容盒故障隱患，并且降低使用成本。

2 保護電路原理及功能

提速道岔S700K/ZDJ9保護電路是當一個牽引點故障不能動作時，其他牽引點也應停止轉換，避免繼續轉換造成設備損害。

斷相保護器（DBQ）電路：如圖1所示，當三相交流電正常供電時，三相電流經電流互感器產生感應電流，感應電流經橋式整流后輸出直流電，BHJ勵磁吸起。當出現斷相時，橋式整流無法輸出直流，BHJ落下，此時1DQJ自閉電路無法溝通，電機停轉；因DBQ有13 s計時功能，當DBQ正常工作超過13 s，DBQ就會自動切斷三相電，BHJ落下，電機停轉；防止斷相、缺相情況下燒壞電機。

總保護繼電器（ZBHJ）電路：如圖2所示，ZBHJ勵磁是A機或B機的轉轍機的保護繼電器全部吸起；ZBHJ自閉電路是保證A機、B機操縱到位。目的為了使2臺轉轍機動作協調一致，雙機同步原則，保護設備。

圖1 DBQ內部電路Fig.1 DBQ internal circuit

圖2 ZBHJ繼電器電路Fig.2 ZBHJ relay circuit

QDJ電路：如圖3所示，QDJ電路中當未操動道岔時，BHJ落下，QDJ通過BHJ的后接點，保持常態勵磁吸起，其第一條勵磁電路：1）(未操岔)KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→B-BHJ(43-41)→KF24；在A機和B機的BHJ相繼勵磁吸起至ZBHJ勵磁吸起的這段時間內，QDJ依靠RC阻容元件放電提供緩放作用，保持吸起，保證兩條勵磁電路切換時平穩過渡。ZBHJ勵磁吸起后，1QDJ經ZBHJ的前接點保持吸起，其第二條勵磁電路：2）KZ24→QDJ(1-2)→ZBHJ(62-61)→KF24。隨著ZBHJ的吸起溝通QDJ自閉電路：KZ24→QDJ(71-72)→QDJ(3-4)→ZBHJ(42-41)→KF24。

因QDJ的接點設置控制電路中1DQJ自閉電路如圖4所示，當QDJ落下時，將斷開1DQJ自閉電路，電動機無法獲得三相電，轉轍機停止轉換。

3 QDJ、ZBHJ電路優化方案

經分析研究,QDJ、ZBHJ電路優化方式為省去RC阻容盒、整個ZBHJ電路及繼電器，因1DQJ有緩放功能且為道岔啟動第一個勵磁繼電器，1DQJ型號為JWJXC-H125/80，緩放時間為0.5 s，用QDJ繼電器勵磁電路并聯雙機1DQJ接點，此時QDJ有2條勵磁電路如圖5所示。

圖3 QDJ繼電器電路Fig.3 QDJ relay circuit

圖4 控制電路Fig.4 Control circuit

圖5 優化后保護電路Fig.5 Optimized protection circuit

第一條：KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→BBHJ(43-41)→KF24

第二條：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24

分析發現，1DQJ緩放時間過短可能導致道岔操縱到位后，QDJ閃動。經研究可通過更換QDJ繼電器型號，原QDJ繼電器為JWXC-1700，更換為JWXC-H340（緩放時間0.5 s），兩者緩放功能加起來可保證道岔轉換到位后，QDJ不抖動。

現場驗證優化后電路功能。

1）當道岔正常操動時，首先控制電路正常,DBQ三相電供電正常，A機BHJ和B機BHJ相繼吸起，目前A、B機已經完成至BHJ吸起階段，所以1DQJ處于完全吸起狀態，溝通QDJ第二條勵磁電路如圖6所示，使QDJ保持勵磁吸起直至A、B機道岔轉換到位，BHJ相繼落下，1DQJ緩放0.5 s后相繼落下。

圖6 QDJ第二條勵磁電路Fig.6 The second QDJ energized circuit

2）現場設置道岔操動過程中遇到卡阻或者無法解鎖時，前期BHJ相繼吸起直至QDJ第二條勵磁電路溝通，道岔操縱13 s后DBQ切斷三相電，BHJ相繼落下，切斷1DQJ自閉電路，電機停止轉動。此時由于1DQJ和QDJ有緩放功能，可保證兩條QDJ勵磁電路平穩過渡，直至A、B機BHJ全部落下，接通第一條勵磁電路。

3）設置道岔A機故障，B 機完好時，應保證A、B機同步動作的原則。當A機故障時，設置以下故障點。

a.A機1DQJ勵磁電路故障，因B機1DQJ勵磁電路串聯A機的1DQJ，所以B機1DQJ勵磁電路無法溝通，A、B機BHJ不吸，此時ZBHJ勵磁電路不溝通；操縱道岔時，QDJ勵磁電路走第一條勵磁電路：KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→BBHJ(43-41)→KF24；A、B機都不動作，滿足同步原則。

b.A機1DQJF勵磁電路故障，2DQJ轉極電路故障或者DBQ故障，三相電回路故障，BHJ繼電器故障；操縱道岔時，QDJ勵磁電路走第二條勵磁電路：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24。因A機1DQJ自閉電路未溝通，待1DQJ緩放結束后，第二條QDJ勵磁電路斷開，QDJ緩放結束后失電落下。最終切斷B機自閉電路，A、B機電動機停止轉動，滿足同步原則。

c.A機1DQJ自閉電路故障時，因A、B機BHJ均已吸起，1DQJ繼電器已完全吸起，完成QDJ第二條勵磁電路，A機因1DQJ自閉電路無法溝通，最終1DQJ緩放落下，切斷QDJ第二條勵磁電路，QDJ緩放后失電落下，B機也停止轉動，滿足A、B機同步原則。

4）設置道岔B機故障，A 機完好時，應保證A、B機同步動作的原則。當B機故障時，設置以下故障點。

a.B機1DQJ勵磁電路故障，A機BHJ正常吸起，B機1DQJ未吸起，由此可知QDJ第一、第二條勵磁電路均無法溝通，QDJ緩放后失電落下，切斷A機自閉電路，A機停止轉動。滿足A、B機同步原則。

b.B機1DQJF勵磁電路故障，2DQJ轉極電路故障或者DBQ故障，三相電回路故障，BHJ繼電器故障；操縱道岔時，QDJ勵磁電路走第二條勵磁電路：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24。因B機1DQJ自閉電路未溝通，待1DQJ緩放結束后，第二條QDJ勵磁電路斷開，QDJ緩放后失電落下。最終切斷A機自閉電路，A、B機電動機停止轉動，滿足同步原則。

c.B機1DQJ自閉電路故障時，因A、B機BHJ均已吸起，1DQJ繼電器已完全吸起，完成QDJ第二條勵磁電路：B機因1DQJ自閉電路無法溝通，最終1DQJ緩放落下，切斷QDJ第二條勵磁電路,QDJ緩放后失電落下，A機也停止轉動，滿足A、B機同步原則。

5） 設置A機和B機均出現故障時，A、B機停止轉動，滿足A、B機同步原則。

6）現場驗證優化后電路功能，電路保護功能完好。

優化后道岔繼電器類型如表1所示。

表1 優化后道岔組合繼電器類型表Tab.1 Type table of optimized switch combination relay

道岔繼電器類型優化方案如表1所示，去除ZBHJ繼電器、RC阻容盒、更換QDJ繼電器型號為JWXC-H340，QDJ勵磁電路并聯A機1DQJ（22-21）和B機1DQJ（41-42）接點，電路保護功能完好，完善了保護電路缺陷。優化后電路具備以下優點。

a.避免了ZBHJ繼電器故障時，道岔無法動作；

b.避免了RC阻容盒故障時，道岔無法動作；

c.解決了任意一機自閉電路出現故障時，另一機電機仍會轉動，防止電機過熱損壞，尖軌變形問題；

d.解決了日常檢修中2/4 mm試驗對尖軌和轉轍機電機的損傷；

e.優化了A、B一經道岔啟動后，任意一機出現故障時，立即切斷A、B機動作，保證A、B機同步原則；

f.優化后一組雙動道岔可省去RC阻容盒、ZBHJ繼電器，實際應用起來將大大降低成本費用。

此次改進不足之處為1DQJ繼電器接點數量不夠，但不影響道岔整體功能及同步原則。因A機所有接點均有被占用，唯獨1DQJ-22接點未被使用，但1DQJ-21接點接通的為表示電源，此時QDJ繼電器使用優化后勵磁電路為：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24；此電路在有表示且道岔不動作時A-1DQJ(21)→B-1DQJ(41)具有交流110 V表示電源，道岔動作時則為正常24V直流電源；改進這一項問題則需將原先A機1DQJ更換為定制款1DQJ無極加強緩放6組接點型繼電器，使用其空接點連接優化勵磁電路。

4 結束語

保護電路的優化改進，保證了電路功能性完好，完善道岔同步功能；去除ZBHJ繼電器及RC阻容盒后，可節省一大筆成本費用。并且可以避免RC阻容盒發生故障、ZBHJ繼電器及電路故障時，道岔無法動作，解決了一機自閉電路故障時，不同步造成對尖軌變形和電機損傷；同時優化大大減少故障發生率，從而保證運營的安全及時效性。