ZYJ7型转辙机道岔启动电路改进研究

陈泽涛，郑乐藩

(广州铁路职业技术学院，广州 510430)

1 概述

随着中国铁路的快速发展，全国新建铁路线路进行了多次提速，ZYJ7 型转辙机作为提速线路的主要设备，在提速线路广泛使用[1-2]。作为提速线路上的关键设备，ZYJ7 型转辙机为保障列车高速安全行驶，为铁路线路提速提供坚实的设备基础[3-4]。本文主要改进ZYJ7 型转辙机道岔启动电路，改进后电路在单操道岔后规定时间切断电机启动电路，防止道岔动作故障没有到位或到位后无表示、卡阻现象。在满足故障导向安全原则下节省一个时间继电器，简化启动电路同时确保提速区段的运输安全、畅通。

ZYJ7 型转辙机原道岔启动电路，1DQJ1-2 线圈接入一个时间继电器TJ，在BHJ ↑时1DQJ 自闭电路接通，TJ 计时一段时间后断开。当道岔动作故障没有到位或到位后无表示在规定时间切断电机启动电路[5-6]，改进后启动电路使用断相和带延时切断功能一体的断相保护器DBQ，节省了时间继电器TJ。

2 ZYJ7型转辙机原道岔启动电路分析

原启动电路如图1 所示，各继电器的动作顺序如下。定操或反操道岔时，DCJ 或FCJ ↑、SFJ 励磁↑→1DQJ ↑→1DQJF ↑→2DQJ 转极(定位时↑状态或反位时↓状态），1DQJ ↑时，TJ 励磁电路接通(超过30 s 如动作电路还没结束，时间继电器TJ ↑→切断1DQJ 自闭电路→切断电机动作电路）。1DQJF ↑时2DQJ 转极→切断1DQJ 的励磁电路(此时1DQJ 处于缓放状态)→室内外动作电路正常时BHJ ↑(1DQJ 自闭电路接通)→道岔动作到位后转辙机自动开闭器接点断开启动电路→保护继电器BHJ ↓→切断1DQJ 自闭电路改进后启动电路如图2 所示，各继电器的动作顺序：定操或反操道岔时，DCJ ↑或者FCJ ↑、SFJ 励磁↑→1DQJ ↑→1DQJF ↑ →2DQJ 转极（定位时↑状态或反位时↓状态）→2DQJ转极后切断1DQJ 的励磁电路（此时1DQJ处于缓放状态）→室内外动作电路正常时BHJ ↑(1DQJ 自 闭 电路接通，同时DBQ 延时切断电路定时30 s 切断BHJ 励磁电路，BHJ ↓切断1DQJ 自闭电路，从而切断电机动作电路。）→道岔动作到位后转辙机自动开闭器接点断开启动电路→BHJ 失磁↓，1DQJ 自闭电路断开→1DQJ ↓→1DQJF ↓, 进而接通道岔表示电路。

图1 原启动电路Fig.1 Original starting circuit

2.1 DBQ带延时切断功能一体电路设计

A、B、C 相电压经过降压整流后输出24 V 直流电压，作为延时断开电路输入端；延时电路输出端接入开关电路，使用8050 三 极 管、R1、R2设计，接通延时30 s 切断BHJ 励磁电路；同时在BHJ1-4 线圈两端反向并联续流二极管VD1 延续电流，进行保护，防止断电时继电器线圈提供自感电流的流通回路，出现过高的自感电压，击穿三极管或其他电路元件。此设计满足故障导向安全原则，A、B、C 哪 一 路 出现故障时延时断开电路都不工作，切断BHJ 励磁电路进而切断1DQJ 自闭电路，道岔停止启动。如图3 所示。

图2 改进后启动电路Fig.2 The improved starting circuit

图3 DBQ带延时切断功能一体电路Fig.3 DBQ integrated circuit with delay cut-off function

2.2 延时断开电路设计

选用NE555 集成芯片设计延时断开电路，NE555 体积小、重量轻、稳定可靠，操作电源范围大，输出端的供给电流能力强，计时精确度高，温度稳定度佳，且价格便宜。

考虑到NE555 芯片供应电压的范围是+4.5(最小值)～+16 V(最大值)。使用三端稳压集成电路IC 芯片LM7812 输出DV 12 V 作为NE555 芯片供应电压。LM7812 具有输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。延时断开电路中，电阻器R1、Rt选用RTX-1/4W 型碳膜电阻器；电容器Ct选用电解电容器；

要 建 立30 s 定 时， 需 要30 kΩ 电 阻 和1 000 μf 电容，电路如图4 所示，Rt使用可调电阻，可以根据需要调节延时时间。

2.3 改进ZYJ7型辙机道岔启动工作原理

1）没有操道岔时，1DQJ、1DQJF 落下，无电流流过断相保护器的3 个变压器输入线圈，桥式整流桥也无直流输出，BHJ3-4 线圈没有励磁，BHJ ↓。

2）定操或者反操 道 岔 时，1DQJ、1DQJF 吸 起，断 相保护器的3 个变压器的输入线圈中有电流通过，变压器的二次侧得到的感应电压串联叠加送至桥式整流桥的交流输入端，通过桥式整流后输出24 V 的 直 流 电 压。NE555 定时电路延时输出高电平，8050三极管开关电路接通，BHJ1-4 线圈励磁吸起，启动电路正常工作，带动道岔转换。

图4 延时断开电路Fig.4 Delay cut-off circuit

3）当电机转换到位后，自闭器接点打到另一位置（反操时候自闭器接通反位表示电路，定操时接通反位表示电路），断相保护器DBQ 没有接负载停止输出，NE555 定时电路没有供应电压输出为低电平，开关电路关断，使BHJ1-4 线圈励磁电路断开，启动电路完成工作。

4）当道岔因其他故障没有转换到位或出现卡阻时，在NE555 定时电路延时一段时间后输出低电平使开关电路关断，BHJ1-4 励磁电路断开落下。当断相保护器发生断相时，断相的变压器一次侧开路产生无穷大的阻抗，而另外两相电源的负载电流则因为缺少了一相变小，另外两相的相位也会发生变化；变压器的二次侧感应电压幅值及相位也会对应变化，断相保护器的3 个变压器的二次侧串联叠加后输出电压趋于零，导致桥式整流桥输出的直流电压也为零，NE555 定时电路输出为低电平，开关电路关断，BHJ1-4 线圈励磁电路断开落下。

5）BHJ 失磁↓→1DQJ 自闭电路断开→断相保护器DBQ 停止输出切断三相电源输出→断开启动电路。

3 总结

本文对高速铁路ZYJ7 型转辙机的道岔启动电路进行改进，设计带有延时切断功能一体断相保护器DBQ，并给出延时断开电路各电子元件参考选型，同时对改进后启动电路各继电器的动作顺序，启动工作原理进行说明。改进后的ZYJ7 型转辙机道岔启动电路满足故障导向安全原则，节省一个时间继电器，简化启动电路同时确保提速区段的运输安全、畅通。