降低信號(hào)機(jī)USU電路故障的探討

陶余永 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥電務(wù)段

近年來(lái)鐵路建設(shè)突飛猛進(jìn)，尤其是高鐵建設(shè)速度之快，為了保障列車通過(guò)效率，大號(hào)碼道岔成為高鐵線路的標(biāo)配，因此在一些線路所和旅客列車停靠較多的大站進(jìn)站信號(hào)機(jī)越來(lái)越多使用USU點(diǎn)燈顯示，近年來(lái)信號(hào)機(jī)USU電路故障表現(xiàn)突出，特別是SNJ閃光繼電器，在實(shí)際應(yīng)急處理過(guò)程中，信號(hào)機(jī)USU點(diǎn)燈電路故障判斷較難，處理時(shí)間長(zhǎng)，一旦發(fā)生故障影響行車較大，因此如何降低站場(chǎng)進(jìn)站信號(hào)機(jī)USU電路故障尤為迫切。本文結(jié)合案例闡述USU點(diǎn)燈電路和SNJ電路原理，分析電路存在的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出解決措施。

1 進(jìn)站信號(hào)機(jī)USU點(diǎn)燈電路

在高鐵進(jìn)站信號(hào)機(jī)USU電路中，開放黃閃黃信號(hào)顯示燈光時(shí)，1U的黃燈通過(guò)脈動(dòng)閃光電路實(shí)現(xiàn)燈光由強(qiáng)變?nèi)酰扇踝儚?qiáng)的交替閃爍；2U通過(guò)檢查L(zhǎng)XJ、ZXJ和TXJ接點(diǎn)亮穩(wěn)定的黃燈，原理圖如圖1所示。

圖1 信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路原理圖

（1）1U閃光電路接通公式：XJZ→RD1→1DJ↑→LXJ11-12↑→ZXJ11-13↓→2DJ↑→A→B→1U點(diǎn)燈單元→LXJ42-41↑→RD3→XJF。

（2）2U穩(wěn)定燈光電路接通公式：XJZ→RD2→2DJ↑→LXJ31-32↑→ZXJ31-33↓→TXJ41-43↓→2U點(diǎn)燈單元→LXJ42-41↑→RD3→XJF。

（3）A→B間局部電路原理如圖2、圖3和圖4所示。SNJ第5組吸起接點(diǎn)中并聯(lián)電阻R3，當(dāng)SNJ在電容C1充放電過(guò)程中，會(huì)有規(guī)律地吸起落下，從而使得A→B間形成兩條接通回路，分別是：A→SNJJ21-22↑→XSJ21-22↑→SNJ51-52↑→B（SNJ↑時(shí)），此時(shí)SNJ接點(diǎn)短路電阻R3，使得1U燈正常點(diǎn)亮；A→SNJJ21-22↑→XSJ21-22↑→R3→B（SNJ↓時(shí)），此時(shí)1U點(diǎn)燈回路串入電阻R3，回路電阻變大1U燈變暗；通過(guò)繼電器接點(diǎn)電阻和R3電阻阻值的變化，使得1U點(diǎn)燈電路阻值變化，1U黃色燈光頻率閃爍。

圖2 閃光電路原理圖

圖3 SNJ脈動(dòng)電路原理圖

圖4 SNJJ電路原理圖

（4）SNJJ和SNJ工作原理圖。由閃光電路原理圖3可以看出，當(dāng)排列經(jīng)過(guò)大號(hào)碼道岔側(cè)向接車進(jìn)路時(shí)，聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)XSJ↑,然后通過(guò)XSJ第二組前接點(diǎn)、SNJ第一組后接點(diǎn)、R2可調(diào)電阻為SNJ線圈1提供KZ電源，同時(shí)為電容C1充電，使得SNJ延時(shí)吸起。當(dāng)SNJ↑后，第二組后接點(diǎn)斷開KZ，C1電容放電使得SNJ緩放落下，SNJ落下后再次溝通SNJ1-2線圈勵(lì)磁電路，從而使得SNJ在XSJ↑期間脈動(dòng)工作。由于SNJ↑使得SNJJ↑，由于在SNJ↑時(shí)對(duì)C2電容充電，在SNJ落下期間C2電容放電使得SNJJ繼續(xù)保持在吸起狀態(tài)至下一次SNJ↑，因此信號(hào)機(jī)在開放USU時(shí)SNJJ始終在勵(lì)磁狀態(tài)。

2 進(jìn)站信號(hào)USU點(diǎn)燈電路故障案例分析

根據(jù)USU點(diǎn)燈電路原理，結(jié)合實(shí)際案例對(duì)該電路進(jìn)行分析說(shuō)明。2020年10月26日合肥南滬蓉場(chǎng)XW信號(hào)機(jī)開放USU后故障關(guān)閉，經(jīng)排查故障原因?yàn)閁SU組合中SNJ繼電器第5組接點(diǎn)不良造成，更換繼電器后故障恢復(fù)，通過(guò)外觀觀察故障繼電器發(fā)現(xiàn)其接點(diǎn)有燒黑痕跡，經(jīng)過(guò)檢修所上臺(tái)測(cè)試該繼電器第5組接點(diǎn)偶爾有接點(diǎn)不通的現(xiàn)象。

2.1 SNJ接點(diǎn)不良原因分析

（1）SNJ第5組接點(diǎn)瞬間電流大。通過(guò)調(diào)閱集中監(jiān)測(cè)燈絲電流采集曲線發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)站信號(hào)機(jī)開放USU時(shí)，1DJ電流峰值達(dá)到280 mA，說(shuō)明當(dāng)SNJ↑時(shí)其第5組接點(diǎn)，瞬間電流達(dá)到280 mA，無(wú)極繼電器普通接點(diǎn)，在直流24 V電壓下允許最大電流是1A，而該接點(diǎn)在220V交流電壓下，通過(guò)電流為280mA，影響了繼電器接點(diǎn)使用壽命，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)故障繼電器上測(cè)試臺(tái)測(cè)試，發(fā)生不良接點(diǎn)僅為第5組接點(diǎn)，其他接點(diǎn)均良好，因此通過(guò)該接點(diǎn)瞬間交流電流大是造成繼電器故障的一個(gè)原因。

（2）SNJ日動(dòng)作頻率高。通過(guò)微機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)XW每日開放USU次數(shù)平均約為75次，每次開放時(shí)間平均在3.5 min，根據(jù)《行規(guī)》規(guī)定信號(hào)機(jī)閃光頻率為50-65次，實(shí)際統(tǒng)計(jì)每分鐘在55次左右，通過(guò)以上計(jì)算正常情況下SNJ每日動(dòng)作頻次為13 200次左右，SNJ使用的是JWXC-1700型繼電器，根據(jù)《鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定當(dāng)繼電器動(dòng)作次數(shù)或使用年限規(guī)定，JWXC-1700型無(wú)極繼電器動(dòng)作次數(shù)使用壽命為200萬(wàn)次，因此SNJ在大站場(chǎng)使用150天就超過(guò)繼電器接點(diǎn)使用壽命，而目前根據(jù)維修規(guī)定JWXC-1700型繼電器是按照使用時(shí)間要求隨大修周期更換，因此現(xiàn)場(chǎng)使用在USU點(diǎn)燈電路中SNJ大都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)使用次數(shù)，因此SNJ動(dòng)作頻次大超過(guò)繼電器使用壽命是造成故障的另一大原因。

2.2 降低USU點(diǎn)燈電路SNJ故障措施

通過(guò)以上原因分析，導(dǎo)致SNJ故障原因主要是電路電氣特性和使用頻率，因此重點(diǎn)完善特殊無(wú)極繼電器的維修周期，并改進(jìn)點(diǎn)燈電路增加冗余防護(hù)，確保SNJ運(yùn)用正常。

（1）修改閃光控制電路。在實(shí)際使用中，SNJ定型配置，其第6組接點(diǎn)未使用，因此為了提高閃光控制電路的可靠性，可以在點(diǎn)燈回路中SNJ第5組前接點(diǎn)并聯(lián)其第6組前接點(diǎn)，使得在信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮USU時(shí)，降低繼電器接點(diǎn)通過(guò)的電流，接點(diǎn)并聯(lián)后每組接點(diǎn)通過(guò)最大電流降低至140 mA，從而增加了繼電器使用壽命；同時(shí)當(dāng)有其中某一組接點(diǎn)不良時(shí)，另一組接點(diǎn)可以保證信號(hào)機(jī)正常使用，也減少故障的發(fā)生。具體電路修改如圖5：

圖5 改進(jìn)后的閃光控制電路

（2）調(diào)整SNJ輪修周期。在原因分析中已說(shuō)明繼電器的使用頻率直接影響繼電器的壽命，為減少因繼電器不良導(dǎo)致的信號(hào)機(jī)故障，應(yīng)根據(jù)繼電器使用次數(shù)來(lái)調(diào)整輪修周期。各站通過(guò)微機(jī)監(jiān)測(cè)調(diào)閱信號(hào)機(jī)開放USU的次數(shù)，統(tǒng)計(jì)SNJ日動(dòng)作次數(shù)，計(jì)算出本站SNJ在動(dòng)作200萬(wàn)次壽命內(nèi)周期，為繼電器輪修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。設(shè)備維修管理部門根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整特殊運(yùn)用繼電器的輪修周期，當(dāng)繼電器動(dòng)作超過(guò)200萬(wàn)次后及時(shí)組織輪修更換。

（3）加強(qiáng)集中監(jiān)測(cè)分析。通過(guò)調(diào)閱進(jìn)站信號(hào)機(jī)USU點(diǎn)燈故障前后1DJ電流曲線，發(fā)現(xiàn)故障更換SNJ后1DJ電流脈沖峰值為280 mA左右，SNJ故障前閃燈狀態(tài)采集到的燈絲電流脈沖峰值為180 mA左右，比正常下降約36%，如圖6。因此在日常調(diào)閱分析中，發(fā)現(xiàn)1DJ在電流下降到超過(guò)正常值30%時(shí)，說(shuō)明SNJ可能接點(diǎn)存在不良問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)組織更換SNJ，該曲線分析也可作為SNJ實(shí)行狀態(tài)修的參考臨界周期。

圖6 合肥南滬蓉場(chǎng)更換SNJ前后對(duì)比圖

3 結(jié)論

通過(guò)調(diào)整特殊運(yùn)行情況下SNJ的輪修周期，及時(shí)組織對(duì)超勞繼電器進(jìn)行更換，在SNJ第5組接點(diǎn)并聯(lián)其第6組接點(diǎn)，后期未發(fā)生因SNJ繼電器接點(diǎn)不良導(dǎo)致的信號(hào)機(jī)故障。另外也提醒設(shè)備管理單位在日常管理中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)性文件不能盲從，必須因地制宜，實(shí)事求是，提高設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量。