ZDJ9型转辙机道岔启动电路技术改进方案研究

张希宁

(北京市地铁运营有限公司通信信号分公司,100088,北京∥高级工程师)



ZDJ9型转辙机道岔启动电路技术改进方案研究

张希宁

(北京市地铁运营有限公司通信信号分公司,100088,北京∥高级工程师)

以北京地铁5号线ZDJ9型转辙机故障为例,通过综合分析故障现象、数据记录、测试记录,确定了故障发生的原因。针对故障原因,提出道岔启动电路的修改思路及具体改进方案。通过对道岔启动电路改进方案进行逐步试验、改进,验证了方案的合理性、可行性。

道岔; ZDJ9型转辙机; 启动电路

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

转辙机是道岔控制系统的执行机构,一旦其发生故障,将会造成城市轨道交通运营延误或安全事故等重大事件。因此,科学、安全、合理地控制转辙机,确保其正常运行,是保证城市轨道交通安全运营、高效运营的手段之一。

与传统的直流电动转辙机相比,ZDJ9型交流电动转辙机的特点为:采用三相交流电动机,可减少线路上电能损失,使联锁设备的控制距离大大增加;由于没有直流电动机的整流片,因此维修保养工作明显减轻;在同样的转换力条件下,三相交流电动转辙机的质量比直流电动转辙机轻。基于上述优点,ZDJ9型交流电动转辙机在城市轨道交通中得以广泛应用。本文以北京地铁5号线ZDJ9型交流转辙机故障为例,通过分析故障原因,提出了该型转辙机的优化启动电路方案,并对优化方案进行了论证与试验。

1 故障现象及分析

北京地铁5号线是北京首条采用ZDJ9型交流转辙机的线路,在多年的使用过程中,发现电动转辙机启动电路中的1DQJ、2DQJ、1DQJF继电器(加强)接点,每当使用一段时间后,就会出现接点灼烧变黑或接点片齐根折断的现象。以上两种情况的出现均会形成故障,影响运营秩序。

1.1 故障案例一

在每天接触轨送电前,综控员和行调均对转辙机进行电搬试验,而某站1#道岔偶尔会出现无表示的故障;此时综控员或行调再将道岔反方向电搬后,道岔表示恢复正常。之后再试验,故障不能再现。由于故障偶发且该站无人员盯守,处理人员到达车站时设备已经恢复,致使处理人员无法在第一时间对故障原因做出准确的判断。

为了尽早查出故障原因、消除故障隐患,对该道岔组合加装了“转辙机在线监测仪”,并设专人盯守。经过多日监测、排查后,最终监测到该道岔的2DQJ继电器故障时接点电路不通,盯守人员更换该继电器后,故障未再发生。

对该继电器进行检测后,认定该继电器接点灼烧严重,接点接触不良,从而造成接点电路断路。针对该故障分析,认定道岔启动瞬间电流过大是造成继电器接点灼烧严重的原因。为了验证该结论,利用北京亦庄线台湖车辆段培训中心设备,在道岔启动电路中加装了“转辙机在线监测仪”,对DBQ、2DQJ、2DQJ、1DQJ、1DQJF等相关继电器接点电流进行监测,结果发现道岔启动瞬间电流为10 A,最高瞬间电流可达14 A。

相关继电器指标:1DQJ(JWJXC-125/80)、1DQJF(JWJXC-480)两种加强型接点最大承受电流(直流220 V、交流380 V两种型号电机)为5 A,2DQJ(JYJXC-135/220)加强型接点最大承受电流(直流220 V、交流380 V两种型号电机)为7.5 A。

从测试数值看,道岔瞬间启动电流已超出继电器接点承受指标,在此情况下继电器接点必定容易受损。如果长时间的大电流冲击,势必会造成继电器接点灼烧变黑,影响接点接触性能,极易形成故障。另外,在继电器接点上虽然已安装熄弧装置,但达不到完全熄弧的作用。电流越大拉弧造成的损伤越严重,容易造成接点变形,从而形成故障。电流越大产生的热能越高,容易造成接点片变软,致使接点压力不足,进而使接点接触性能降低,更易形成故障。

1.2 故障案例二

北京地铁5号线某站2/3#折返道岔在某日排列进路时出现无表示故障,经查该故障原因为1DQJF(JWJXC-480)中接点21接点片从根部折断。 由于该类故障自北京地铁5号线开通以来已发生了两起(未到继电器更换周期),故分析认为与道岔动作次数有关。

2 道岔启动电路的修改方案

2.1 方案设计

针对上述故障现象,可采用的方案为:对道岔启动电路中具有加强接点的继电器进行并入接点(即双接点),以起到启动电流分流的作用,同时也可避免因继电器一组接点片折断或接点接触不良而引发的故障。具体方案如下:

(1) 在道岔启动电路中增加辅助继电器励磁电路。在道岔启动电路中,对具有加强接点的继电器1DQJF、2DQJ增加对应的辅助继电器1DQJF1、2DQJF;将1DQJF1、2DQJF的继电器线圈分别并联接入1DQJF、2DQJ继电器励磁电路中。图1中的A与所示B为修改部分。

(2) 在道岔启动(表示)电路中变更及并入接点。为防止并入的1DQJF与1DQJF1动作不一致,并联接点用同一组继电器接点,并将表示电路中的1DQJF第一组大接点改接到与第二组大接点并联;原表示电路中1DQJF第一组大接点用1DQJF1第一组大接点代替,并且并入第二组大接点。如图2中的A部分。

图1 道岔启动电路中增加辅助继电器励磁电路示意图

(3) 在道岔启动(表示)电路中变更及并入接点。为防止并入的2DQJF与2DQJ动作不一致,并联接点用同一组继电器接点,将表示电路中的2DQJ第一组大接点改接到与第二组大接点并联;原表示电路中2DQJ第一组大接点用2DQJF第一组大接点代替,并且并入第二组大接点。如图2中的B部分。

(4) 变更1DQJ第二组接点。因表示电路中没有大电流且1DQJ的八组接点已用满,所以将表示电路中的1DQJ第二组接点改接到启动(表示)电路;原表示电路中1DQJ第二组接点用1DQJF1一组接点代替。如图2中的C部分。

2.2 设计方案的试验及分析

在亦庄线台湖车辆段培训中心,按照初步设计方案进行了相关技改工作,技改完成后,每天对道岔扳动不少于120次。

通过“转辙机在线监测仪”监测继电器接点电流。对比监测电流发现,技改双接点后,DBQ、1DQJ、1DQJF1、2DQJ1等接点各电流指标已发生了明显的下降,减少了瞬间电流对继电器接点的冲击,提高了继电器的使用稳定性。但存在如下两个问题:

(1) 新增继电器与原电路中的继电器并联,接点会出现动作时间差;

(2) 新增继电器与原电路中的继电器,如果出现状态不一致情况可能会出现道岔错误表示和错误动作的现象。

2.3 设计方案的改进

(1) “接点出现动作时间差”的分析及处理。新增继电器与原电路中的继电器并联后,对相应的接点用同一继电器的两组接点进行并联。C相中1DQJF-11接点和12接点并联,2DQJ-111组和121组接点并联;B相中1DQJF1-11接点和12组接点并联,2DQJF-111组和121组接点并联;A相中1DQJ-11接点和12接点并联。从而解决了“接点会出现动作时间差”的问题。

图2 道岔启动电路改进设计方案示意图

(2) “状态不一致情况是否出现道岔错误表示和错误动作的现象”的分析。因新增并联接点已改为使用同一台继电器,因此不会出现动作不一致的现象。特殊情况下,继电器接点折断,但同时也会切断此接点电路,因此不会影响道岔正常转换及表示,也不会出现道岔错误表示。

2.4 改进设计方案的试验

采取上述的改进方案,以接点封连或断开的形式,在亦庄线信号练功场进行核对验证,验证结果:

(1) 启动电路技改双接点后,接点各电流指标已发生了明显下降,因此减少了瞬间电流对继电器接点的冲击,提高了继电器使用的稳定性。

(2) 新增继电器与原电路中的继电器并联,接点不会出现动作时间差,不会造成故障升级和错误表示。

(3) 新增继电器与原电路中的继电器,不会出现动作不一致现象。特殊情况继电器接点折断,但同时也会切断此接点电路回路,不会造成故障升级和错误表示。

3 结论

本文以北京地铁5号线ZDJ9型交流转辙机使用过程中出现的故障为例,分析了故障原因,并提出了道岔启动电路的改进方案。针对改进方案进行理论分析,并在亦庄线台湖车辆段培训中心进行了相关技改工作,技改完成后,每天对道岔扳动不少120次,持续6个月。

试验结果证明,对ZDJ9型交流转辙机的道岔启动电路的技术改进方案,提高了继电器的使用稳定性,避免了因继电器接点问题而引发的故障,大大提高了设备的稳定性,降低了维护成本。

[1] 中华人民共和国铁道部.铁路信号设计规范:TB 10007—2006[S].北京:中国铁道出版社,2006.

[2] 胡耀华.信号继电器及检修(上册)[M].北京:中国铁道出版社,1998.

[3] 中华人民共和国铁道部.铁路信号维护规则技术标准I:铁运〔2008〕142号[S].北京:中国铁道出版社,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)