上海地铁ZDJ9转辙机动作曲线的分析

滕东华

（上海地铁维护保障有限公司通号分公司，上海 200233）

1 上海地铁道岔监测设备运用的背景

上海地铁近年来发展迅速，形成了线路多、日客流量大的格局。运能的提升和线网规模的扩大也伴随着设备数量激增，故障多发的问题。在地铁设备中，道岔是列车运行的关键设备，特别是折返区域道岔，对于运行效率起到至关重要的作用，同时也是设备维护的重点和难点。为适应当前新的信号维修体制及其提出的更高要求，利用好道岔监测设备是提高道岔维护质量、减少道岔故障数量、缩短道岔故障处理时间的重要手段。

2 道岔动作曲线采集原理

道岔动作曲线通过道岔采集模块来采集1DQJ吸起和落下时间来监测道岔转换起止时间。由于大多数道岔的1DQJ几组接点均已占用，信号集中监测只能使用开关量采集器将监测系统与联锁设备隔离。启动电路中1DQJ的第四组接点通常为一组半空接点，其中中接点和前接点已使用，后接点为空，微机监测的采集配线通常采集1DQJ第4组接点的中接点和后接点。

3 正常曲线剖析

ZDJ9道岔动作电流分为A、B、C三相电流进行监测，如图1所示，动作电流不大于2 A，三相的电流应基本平衡，总功率曲线平稳无突变点。交流道岔因为采用380 V动作电源，必须结合功率曲线进行判断或者较参考曲线与故障曲线的不同曲线段的异常波动值和道岔动作时间的长短来进行判断。

可以将交流转辙机动作过程分为如下3个阶段：

1）解锁过程：1DQJ↑记录动作曲线、2DQJ转极三相电机通电转动；

2）转换过程：电机转动→室外锁钩解锁→道岔正常转换；

3）锁闭过程：道岔转换到位→自动开闭器打落→断开启动电路→BHJ↓→切断1DQJ自闭电路。

4 ZDJ9道岔动作曲线故障分析

4.1 道岔操动未动作

4.1.1 1DQJ未动作

出现启动电流，则说明1DQJ已经吸起，如果没有启动电流出现，则说明1DQJ没有吸起，在ATS界面上道岔还是显示原位置，道岔曲线界面会出现一张空白页面。造成这种现象的主要原因是：1DQJ电路由于故障无法励磁。

4.1.2 2DQJ不转极

如图2（图中标注1）所示可以看出1DQJ已经吸起，三相电已经送出，道岔动作电流只有0.5A,没有达到道岔的工作电流值，道岔没有转换。原因是2DQJ没有转极，但室外电路是沟通的，只是道岔不会转换，由TJ经30 s后切断1DQJ电路。故障原因2DQJ没有转极。

4.1.3 1DQJ不自闭

如图2（图中标注2）所示的动作曲线可以判断，1DQJ正常励磁、2DQJ也正常转极，且从三相电流均有数值的情况判断，道岔启动电路也正常构通。但道岔动作曲线也只记录了1 s，说明1DQJ吸起缓放1 s后即落下，由此可判断，在2DQJ转极后1DQJ无法自闭。需对1DQJ自闭电路及自闭电路中涉及的继电器（如BHJ、TJ等）电路进行检查。常见原因：1DQJ电路中由于继电器、接点等原因导致无法自闭：DBQ没有正常输出或者BHJ由于故障没能吸起；ZBHJ发生故障时的道岔扳动时没能吸起。

4.1.4 三相电流数值均为零

如图2（图中标注3）所示道岔三相动作电流均为零，DBQ因无电流流过而无直流电压输出，导致BHJ无法吸起，1DQJ无法自闭，缓放后落下。重点检查室内影响电源的公共部分。常见原因：1、交流转辙机电源断或该道岔启动空开跳。2、断相保护器故障。

4.1.5 三相电流中一相电流值为零

道岔转换时电流一相为零，另外两相电流较大（达到额定的1.7倍），如图2（图中标注4）所示表示交流电机缺相；此问题会导致BHJ无法吸起，1DQJ因无法自闭而落下。此曲线说明道岔启动通道中有一相存在开路现象。常见原因：1、断相保护器不良。2、启动电路中通道断（含室内），需逐段查找判别。

4.2 道岔已动作但未到位

4.2.1 三相电流正常且同时刻提前归零

三相电流在正常动作时间前同时掉零，如图3（图中标注1）所示动作电流值正常，说明道岔在转到位锁闭前1DQJ自闭后先与BHJ落下，需要对1DQJ自闭电路及自闭电路中涉及的继电器电路进行检查，一般这种情况多见于TJ故障。

4.2.2 动作过程中三相电流一相为零

道岔动作过程中三相电流中有一相突然掉零且持续0.2 s以上，如图3（图中标注2）所示，导致DBQ检查断相后使BHJ落下，继而使1DQJ自闭后提前落下。原因一般为DBQ故障或启动电路中通道断（含室内）接触不良，需逐段查找判别。

4.2.3 动作过程中混线短路

道岔动作过程中，如图3（图中标注3）所示三相电流突然升高，动作结束后无表示。说明动作电路混线短路，电流超高后导致启动空开跳。空开脱扣后DBQ输出为零，致使1DQJ提前落下。目前现场使用的空开都有延时功能，空开特性是电流超过上限（5 A）的150%以后，延迟4 s断开。电路在转辙机动作1 s后短路，此时开闭器第三排接点打入第四排，由此可判断是第四排接点沟通的新支路存在短路点（比如2号4号端子混线）。

4.2.4 道岔动作后电机空转

道岔动作后电机空转反映了道岔不能操动到位锁闭故障，如图3（图中标注4）所示三相电流一直正常，从动作时间看，道岔转换30 s后由TJ切断1DQJ自闭电路动作电路，造成电流突然降至零点，没有形成“小台阶”。道岔动作过程中机械卡阻可以通过功率曲线波形反应出来，功率曲线值会突变超高，可以根据曲线超高的位置大致判定卡阻位置，接近正常时间的卡阻一般都是自动开闭器原因造成表示接点未打过去。还有一种总功率和电流曲线一样没有突变超高的，一般是摩擦联结器失效。

4.3 道岔转换到位后无表示

4.3.1 道岔正常动作完毕后无“小台阶”

道岔转换时间和电流数值都在正常范围内，如图4（图中标注1）所示这说明道岔已经准备到位，但是没有残留电流反映出电路没有连通，造成这种现场的主要原因是：电路末端发生故障（表示电路、表示缺口未给出），如有密贴检查器的，密贴检查器不到位也是这种现象。

4.3.2 道岔动作曲线正常无表示

道岔动作曲线正常，但无表示，如图4（图中标注2）所示判断为转辙机正常锁闭，表示电路故障，小台阶回来沟通正常，说明室外设备正常，再加上可以正常来回板动道岔，故障点基本已经缩小在室内表示电路非共用部位。如果定反位都是故障位，说明室内表示电路共用部位故障，如室内电阻（75 W,1 000 Ω）短路，（此时表示电压直流在11.7 V左右，交流在96.6 V左右）。

4.3.3 道岔正常到位后小台阶过长

通过道岔启动电路可以看出，在道岔转换到位后，启动回路被断开，DBQ无电流流过，因此没有直流电压输出，进而导致BHJ下降，最终1DQJ自闭电路断开，小尾巴电流的大小即反映在图中的长度是有1DQJ缓放时间决定的。但是在图4（图中标注3）中小台阶的时间接近30 s，说明道岔到位后有TJ断开1DQJ自闭电路，造成这种故障的原因一般为DBQ的问题。

5 ZDJ9道岔动作电流曲线预警分析

5.1 道岔转换过程中受阻现象

5.1.1 道岔转换受阻正常时间到位

一般卡阻现象都需要用功率曲线去判断，外锁闭道岔是分动道岔，基本可以从功率曲线的突变点判断出卡阻点。一般分为解锁卡阻、动作中卡阻、锁闭卡阻现象。常见原因滑床板不良（断裂、缺油、固定部件松动等现象，机械部分受阻，锁闭框调整不当）。如图5（图中标注1）所示是典型的动作动作过程中受力。

5.1.2 道岔转换受阻时间增长且能到位

《铁路信号维护规则》技术标准中规定了ZDJ9系列电动转辙机的动作时间小于5.8 s，加上道岔到位后的1DQJ的缓放1 s。那么如果动作时间大于5.8 s或定反位偏差大于0.3 s的都必须对设备进行检查。转换时间长说明动作时阻力大或转换力小(摩擦力小、滑床板缺油、安装不方正、机械卡阻等）。如图5（图中标注2）所示是在道岔是在5 s的时候出现卡阻接近正常到位时间，说明是两根尖轨都已经到位后出现的卡阻，这种故障现象是表示接点未打入，一般都是自动开闭器原因造成。

5.2 道岔正常到位“小台阶”数值超表

道岔到位后，回路电阻的大小决定了道岔残留电流的大小。道岔到位后，在1DQJ缓放时间内向室外送出的电压仍是交流转辙机电压380 V，而室外负载即为表示回路的整流堆。在正常情况下，此两相电流值在0.5 A左右。如图5（图中标注3）所示的小台阶已经增搞到0.7。类似这种“小台阶”高度发生变化，说明表示电路通道中有异常，导致交直流表示电压都会有变化。故障原因：整流堆不良。

5.3 三相电流不平衡

ZDJ9道岔动作电流曲线三相电流相差比较大，如图5（图中标注4）所示道岔三相电压不平衡或者三相绕组流过的经路负载不均衡，排除DBQ、接点、电机线圈，一般就是电缆问题。如果是剧齿波的不平衡应重点考虑电路中各接点是否接触不良并结合表示曲线进行分析判断故障点。

6 结论

在上海地铁早晚高峰的大客流大背景下，信号维修人员在日常的维护工作中，应加强信号集中监测日常浏览、分析，发现明显异常及时处理，发生类似故障时要充分利用动作曲线这一有效手段观察故障现象，测试故障数据，努力缩小故障点查找范围，提高地铁行车安全性和可靠性。

[1]周桂强.利用微机监测道岔动作电流曲线指导日常维修[J].铁道运营技术，2006，12（3）：34-35.Zhou Guiqiang.Maintenance Guidance by Switch Action Current Curves Microcomputer Monitoring[J].Railway Operation Technology，2006，12（3）：34-35.

[2]任玉江.微机监测系统道岔曲线状态的分析[J].铁道通信信号，2009，45（7）：36-37.Ren Yujiang.Analysis of Switch Action Status Cures of Micro-computer Monitoring System[J].Railway Signalling &Communication，2009，45（7）：36-37.

[3]姜玥，韩丽英，张晓锋.微机监测道岔电流采集中的故障分析[J].铁道通信信号，2011，47（11）：46-47.Jang Yue，Han Liying，Zhang Xiaofeng.Breakdown Analysis of Switch Current Data Acquisition in Microcomputer Supervision[J].Railway Signalling & Communication，2011，47（11）：46-47.

[4]于勇.ZYJ7型电液转辙机道岔控制电路的故障分析与处理[J].铁路通信信号工程技术， 2017，14（2）：89-92.Yu Yong.Fault Analysis and Treatment of Switch Control Circuit of ZYJ7 Electrohydraulic Switch Machine[J].Railway Signalling & Communication Engineering，2017，14（2）：89-92.

[5]张莉，胡恩华.基于微机监测的提速道岔故障分析方法[J].铁道通信信号，2011，47（10）:40-41.Zhang Li，Hu Enhua.Fault Analysis Method for Speedup Sw Itches Based on Microcomputer Monitoring[J].Railway Signalling & Communication，2011，47（10）:40-41.

[6]李志春.道岔动作电流曲线的分析[J].铁道通信信号，2005（11）：41.Li Zhichun.Analysis of Switch Action Electric Current Curves[J].Railway Signalling & Communication，2005（11）：41.

[7]马玉霞.2000型微机监测系统道岔曲线采样分析[J].铁道通信信号，2008（2）：44.Ma Yuxia.Sampling Analyze of Switch Curve by 2000 Type Microcomputer Monitoring System[J].Railway Signalling& Communication，2008（2）：44.

[8]吴建军.基于微机监测曲线判断道岔故障的实践[J].大众科技，2012，14（152）：160-162.Wu Jianjun.The Practice of Judgment Rail turnout Fault Based on Computer Monitoring Curve[J].Popular Science &Technology，2012，14（152）：160-162.

[9]中华人民共和国铁道部.铁路信号维护规则（技术标准）[M].北京：中国铁道出版社.2006.