ZDJ9/S700K转辙机控制保护电路中ZBHJ、QDJ切断电路优化

赵文生，叶伟坡

(厦门轨道交通集团有限公司，福建厦门 361000)

据现场经验和ZDJ9/S700K转辙机电路分析研究，发现ZBHJ电路、QDJ电路具有可优化之处，现探讨分析。

1 故障案例

1）运营期间道岔失表，启动道岔后,A、B机均无法操纵到位。经仔细观察继电器动作顺序及排查电路之后，发现QDJ电路中RC阻容盒故障，此故障导致道岔无法转换。

2）运营期间道岔失表，经后续排查为A机1DQJ自闭电路故障，A机未操纵到位。B机因无法切断自闭电路，电机持续运转直至锁闭或者13 s后DBQ切断启动电路，造成电机过热，尖轨变形。道岔检修测量2/4 mm试验期间，与此故障现象相同。长期如此，将造成转辙机电机过热易损坏。

针对该系列问题对ZDJ9/S700K控制电路及保护电路深入研究，对保护电路进行优化，可完善保护电路缺陷，消除ZBHJ电路和RC阻容盒故障隐患，并且降低使用成本。

2 保护电路原理及功能

提速道岔S700K/ZDJ9保护电路是当一个牵引点故障不能动作时，其他牵引点也应停止转换，避免继续转换造成设备损害。

断相保护器（DBQ）电路：如图1所示，当三相交流电正常供电时，三相电流经电流互感器产生感应电流，感应电流经桥式整流后输出直流电，BHJ励磁吸起。当出现断相时，桥式整流无法输出直流，BHJ落下，此时1DQJ自闭电路无法沟通，电机停转；因DBQ有13 s计时功能，当DBQ正常工作超过13 s，DBQ就会自动切断三相电，BHJ落下，电机停转；防止断相、缺相情况下烧坏电机。

总保护继电器（ZBHJ）电路：如图2所示，ZBHJ励磁是A机或B机的转辙机的保护继电器全部吸起；ZBHJ自闭电路是保证A机、B机操纵到位。目的为了使2台转辙机动作协调一致，双机同步原则，保护设备。

图1 DBQ内部电路Fig.1 DBQ internal circuit

图2 ZBHJ继电器电路Fig.2 ZBHJ relay circuit

QDJ电路：如图3所示，QDJ电路中当未操动道岔时，BHJ落下，QDJ通过BHJ的后接点，保持常态励磁吸起，其第一条励磁电路：1）(未操岔)KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→B-BHJ(43-41)→KF24；在A机和B机的BHJ相继励磁吸起至ZBHJ励磁吸起的这段时间内，QDJ依靠RC阻容元件放电提供缓放作用，保持吸起，保证两条励磁电路切换时平稳过渡。ZBHJ励磁吸起后，1QDJ经ZBHJ的前接点保持吸起，其第二条励磁电路：2）KZ24→QDJ(1-2)→ZBHJ(62-61)→KF24。随着ZBHJ的吸起沟通QDJ自闭电路：KZ24→QDJ(71-72)→QDJ(3-4)→ZBHJ(42-41)→KF24。

因QDJ的接点设置控制电路中1DQJ自闭电路如图4所示，当QDJ落下时，将断开1DQJ自闭电路，电动机无法获得三相电，转辙机停止转换。

3 QDJ、ZBHJ电路优化方案

经分析研究,QDJ、ZBHJ电路优化方式为省去RC阻容盒、整个ZBHJ电路及继电器，因1DQJ有缓放功能且为道岔启动第一个励磁继电器，1DQJ型号为JWJXC-H125/80，缓放时间为0.5 s，用QDJ继电器励磁电路并联双机1DQJ接点，此时QDJ有2条励磁电路如图5所示。

图3 QDJ继电器电路Fig.3 QDJ relay circuit

图4 控制电路Fig.4 Control circuit

图5 优化后保护电路Fig.5 Optimized protection circuit

第一条：KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→BBHJ(43-41)→KF24

第二条：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24

分析发现，1DQJ缓放时间过短可能导致道岔操纵到位后，QDJ闪动。经研究可通过更换QDJ继电器型号，原QDJ继电器为JWXC-1700，更换为JWXC-H340（缓放时间0.5 s），两者缓放功能加起来可保证道岔转换到位后，QDJ不抖动。

现场验证优化后电路功能。

1）当道岔正常操动时，首先控制电路正常,DBQ三相电供电正常，A机BHJ和B机BHJ相继吸起，目前A、B机已经完成至BHJ吸起阶段，所以1DQJ处于完全吸起状态，沟通QDJ第二条励磁电路如图6所示，使QDJ保持励磁吸起直至A、B机道岔转换到位，BHJ相继落下，1DQJ缓放0.5 s后相继落下。

图6 QDJ第二条励磁电路Fig.6 The second QDJ energized circuit

2）现场设置道岔操动过程中遇到卡阻或者无法解锁时，前期BHJ相继吸起直至QDJ第二条励磁电路沟通，道岔操纵13 s后DBQ切断三相电，BHJ相继落下，切断1DQJ自闭电路，电机停止转动。此时由于1DQJ和QDJ有缓放功能，可保证两条QDJ励磁电路平稳过渡，直至A、B机BHJ全部落下，接通第一条励磁电路。

3）设置道岔A机故障，B 机完好时，应保证A、B机同步动作的原则。当A机故障时，设置以下故障点。

a.A机1DQJ励磁电路故障，因B机1DQJ励磁电路串联A机的1DQJ，所以B机1DQJ励磁电路无法沟通，A、B机BHJ不吸，此时ZBHJ励磁电路不沟通；操纵道岔时，QDJ励磁电路走第一条励磁电路：KZ24→QDJ(1-2)→A-BHJ(43-41)→BBHJ(43-41)→KF24；A、B机都不动作，满足同步原则。

b.A机1DQJF励磁电路故障，2DQJ转极电路故障或者DBQ故障，三相电回路故障，BHJ继电器故障；操纵道岔时，QDJ励磁电路走第二条励磁电路：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24。因A机1DQJ自闭电路未沟通，待1DQJ缓放结束后，第二条QDJ励磁电路断开，QDJ缓放结束后失电落下。最终切断B机自闭电路，A、B机电动机停止转动，满足同步原则。

c.A机1DQJ自闭电路故障时，因A、B机BHJ均已吸起，1DQJ继电器已完全吸起，完成QDJ第二条励磁电路，A机因1DQJ自闭电路无法沟通，最终1DQJ缓放落下，切断QDJ第二条励磁电路，QDJ缓放后失电落下，B机也停止转动，满足A、B机同步原则。

4）设置道岔B机故障，A 机完好时，应保证A、B机同步动作的原则。当B机故障时，设置以下故障点。

a.B机1DQJ励磁电路故障，A机BHJ正常吸起，B机1DQJ未吸起，由此可知QDJ第一、第二条励磁电路均无法沟通，QDJ缓放后失电落下，切断A机自闭电路，A机停止转动。满足A、B机同步原则。

b.B机1DQJF励磁电路故障，2DQJ转极电路故障或者DBQ故障，三相电回路故障，BHJ继电器故障；操纵道岔时，QDJ励磁电路走第二条励磁电路：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24。因B机1DQJ自闭电路未沟通，待1DQJ缓放结束后，第二条QDJ励磁电路断开，QDJ缓放后失电落下。最终切断A机自闭电路，A、B机电动机停止转动，满足同步原则。

c.B机1DQJ自闭电路故障时，因A、B机BHJ均已吸起，1DQJ继电器已完全吸起，完成QDJ第二条励磁电路：B机因1DQJ自闭电路无法沟通，最终1DQJ缓放落下，切断QDJ第二条励磁电路,QDJ缓放后失电落下，A机也停止转动，满足A、B机同步原则。

5） 设置A机和B机均出现故障时，A、B机停止转动，满足A、B机同步原则。

6）现场验证优化后电路功能，电路保护功能完好。

优化后道岔继电器类型如表1所示。

表1 优化后道岔组合继电器类型表Tab.1 Type table of optimized switch combination relay

道岔继电器类型优化方案如表1所示，去除ZBHJ继电器、RC阻容盒、更换QDJ继电器型号为JWXC-H340，QDJ励磁电路并联A机1DQJ（22-21）和B机1DQJ（41-42）接点，电路保护功能完好，完善了保护电路缺陷。优化后电路具备以下优点。

a.避免了ZBHJ继电器故障时，道岔无法动作；

b.避免了RC阻容盒故障时，道岔无法动作；

c.解决了任意一机自闭电路出现故障时，另一机电机仍会转动，防止电机过热损坏，尖轨变形问题；

d.解决了日常检修中2/4 mm试验对尖轨和转辙机电机的损伤；

e.优化了A、B一经道岔启动后，任意一机出现故障时，立即切断A、B机动作，保证A、B机同步原则；

f.优化后一组双动道岔可省去RC阻容盒、ZBHJ继电器，实际应用起来将大大降低成本费用。

此次改进不足之处为1DQJ继电器接点数量不够，但不影响道岔整体功能及同步原则。因A机所有接点均有被占用，唯独1DQJ-22接点未被使用，但1DQJ-21接点接通的为表示电源，此时QDJ继电器使用优化后励磁电路为：KZ24→QDJ(1-2)→A-1DQJ(22-21)→B-1DQJ(41-42)→KF24；此电路在有表示且道岔不动作时A-1DQJ(21)→B-1DQJ(41)具有交流110 V表示电源，道岔动作时则为正常24V直流电源；改进这一项问题则需将原先A机1DQJ更换为定制款1DQJ无极加强缓放6组接点型继电器，使用其空接点连接优化励磁电路。

4 结束语

保护电路的优化改进，保证了电路功能性完好，完善道岔同步功能；去除ZBHJ继电器及RC阻容盒后，可节省一大笔成本费用。并且可以避免RC阻容盒发生故障、ZBHJ继电器及电路故障时，道岔无法动作，解决了一机自闭电路故障时，不同步造成对尖轨变形和电机损伤；同时优化大大减少故障发生率，从而保证运营的安全及时效性。