铁路车站信号改造工程道岔过渡施工技术

张杰

（中铁十七局集团电气化工程有限公司 工程管理中心，山西 太原 030032）

1 工程概况

我国铁路持续发展，部分老旧设备已不能满足当前日益增长的客货运输要求，需要进行改造升级。沈白高铁正线引入既有抚顺北站，普速场和高速场共用全新信号楼，既有抚顺北站场也随之改造，部分信号设备以旧换新。经调研，有较多既有道岔原设计为单动ZD6道岔。为满足沈白高铁的运行和技术需求，按照施工方案，抚顺北站既有部分设备要更换升级，包括普通道岔优化改进为提速道岔，ZD6电动单机改为ZD6-E/J型双机牵引，ZD6-E/J型双机牵引一般采用六线制道岔控制电路。四线制是用4条电缆控制电动转辙机动作，六线制是用6条电缆控制电动转辙机动作，电机更换需在营业线天窗点内进行，时间有限且线缆极易混淆，如何确保六线制与四线制道岔的顺利过渡和天窗结束前的复联试验无误，是道岔换装施工和联锁换装的重中之重。

2 过渡施工方案

2.1 方案对比

施工中为配合站场改造进行过渡施工。在信号设备正式开通前，原则上尽可能利用既有车站、区间信号设备进行过渡，有条件的新设备尽可能通过永临结合方式投入使用，为新设备的开通创造有利条件。若无法做到永临结合，则需要制定相应的过渡方案对联锁关系进行过渡处理。

通过对以往站场改造施工采取的过渡方案总结分析，编制转辙机更换过渡试验专项方案，并对方案进一步优化。常用方案对比见表1。

表1 施工方案对比

方案1：联锁开通天窗点内增设技工、民工，根据现场施工分散情况设各专业小组，更换转辙电机和配线试验。

方案2：提前申报营业线施工计划，利用天窗点时间进行设备插入，更换室外电机，从室外至室内增设六线制X5、X6配线通道，室内修改道岔组合配线，增设第2道岔启动复示继电器（2DQJF），天窗点内更换电机软线至新电缆盒，然后进行道岔复联试验。

方案3：采用分步要点的方式，将工作量分解，天窗点内更换1组、试验1组，全部更换完毕进行全站试验，然后一次开通。

通过方案对比，得出方案3最适合本次工程改造。

2.2 控制电路比较

以抚顺北站的28#道岔为例，四线制与六线制道岔的室内控制电路有所不同。

四线制道岔一般有2种控制方式［1］。一是单独操纵，即按下道岔按钮（CA）的同时，按下本咽喉道岔总定位按钮（ZDA）或道岔总反位按钮（ZFA），以此来接通道岔启动电路，然后带动电机转换道岔至规定位置［2］。二是进路操纵，通过办理进路，接通道岔启动电路，使选岔网路中的定位操纵继电器（DCJ）或反位操纵继电器（FCJ）吸起，电机带动道岔转换至规定位置。

四线制道岔控制电路通过三级电路完成对道岔转换的控制（见图1）。首先由第1道岔启动继电器（1DQJ）检查联锁条件，符合要求后接通励磁电路；其次第2道岔启动继电器2DQJ控制电机旋转方向，以决定使电机转向定位或是反位；最后由直流电动机转换道岔。当道岔转至反位后，自动开闭器11-12接点断开，使电动机停转。同时断开1DQJ的l-2线圈自闭电路，使1DQJ缓放落下，接通道岔表示电路。若要再将道岔转回定位，办理进路后DCJ吸起，重新接通道岔启动电路［3］。

图1 四线制单动道岔控制电路

目前很多车站仍在使用50 kg/m的道岔，当需要进行线路提速时，车站线路一般会更换为60 kg/m的12号道岔，此时1台转辙机已无法适应和满足转换力、牵引力的要求，此时需将电动单机更换为电动双机，利用双机来进行牵引道岔。一般ZD6-E型电机用于首动，ZD6-J型电机则用于末动。直流双电动转辙机控制电路一般采用六线制控制电路（见图2），其控制原理与四线制单动转辙机控制电路基本相同。区别在于六线制道岔组合内部新增加了2DQJF［4］，通过2DQJF的2组接点，分别向室外双机送启动电源，X1、X2用于ZD6-E机的启动电路，X3、X4用于ZD6-J机的启动电路。

图2 六线制单动道岔控制电路

2.3 方案验证与改进

在四线制控制电路和六线制控制电路中，当道岔启动电路动作完成后，第1道岔启动继电器1DQJ缓放落下接通表示电路，室内即可通过显示器直观观察到道岔的位置，方便运转室监督和控制。DBJ和FBJ是道岔位置表示灯的控制条件，定位表示继电器DBJ电路通过定位表示接点来接通，反位表示继电器FBJ电路通过反位表示接点来接通。因此可以认为，六线制道岔就是通过在控制电路中并联输出了1组电源来带动双机运转［5］。根据该思路，在ZD6-E机电缆盒内如果将X5、X6并接在X1、X2上，室内则继续采用四线制道岔组合。通过观察室外电机的动作状态来验证以上推断是否正确。

通过上述电路比较与分析，得出以下方案：在ZD6-E机电缆盒内将X5、X6的电缆甩开，X5与X1并接，X6与X2并接。按照该方案对28#道岔进行试验，具体实施方案如下：

（1）准备约2 m长6芯过渡电缆，两端各剥掉外皮约30 cm并把芯线压上补强线环，用记号笔按顺序在补强线环胶管上标记1、2、3、5，并进行导通试验。然后在天窗时间内用临时电缆将新老电缆盒内的X1、X2、X3、X4沟通。

（2）天窗时间内在新电缆盒将X5、X6电缆甩开，X5和X1并接、X6和X2并接，利用既有道岔的条件，新E/J双机道岔能转到位，并能给出道岔的表示，从理论上看该过渡可以完成，且比较简单。

通过道岔扳动试验发现E/J双机不能正常进行转换，2台电机中当有1台转动到位时，2台电机会来回反打，直到当道岔处于四开状态时停止转动。结论：按该方案28#道岔过渡试验失败。

原因分析：X1、X2、X4是ZD6-E机的动作电路，X5、X6、X4是ZD6-J机的动作电路，由于是按照ZD6单机四线制的条件送电，此时ZD6-E机和ZD6-J机同时获得启动电源，就会一起动作［6］。由于电机的牵引力、电机参数、道岔阻力等因素，2台电机不能同时转到位。当一台电机已经转到位时，另外一台电机还在转动，这时正在转动到位的电机会产生感应反电动势，通过电机线圈及另外一个位置的启动线传给另一台电机，造成电机动作电相互传递，周而复始，就出现室外2台电机来回反打的现象，容易烧坏电机［7］。

解决方法：把ZD6-E机和ZD6-J机的电机1端子相连，2端子对应相连，当ZD6-J机转到底ZD6-E机没有转到底时，ZD6-E机电机线包1一直给ZD6-J机供电，等到ZD6-E机也转到底后，同时断开电源，保证ZD6-E/J机的同时动作，避免了ZD6-E/J机不同步现象。

2.4 改进方案实施步骤

（1）新电机ZD6-E机和ZD6-J机内部分别穿2根软线，接到电机线包1、2上，4根软线通过2个电缆盒之间的电缆进行沟通，并做好标识。

（2）准备约2 m长6芯过渡电缆，两端各剥掉外皮约30 cm并把芯线压上补强线环，用记号笔按红白、绿白、蓝绿的顺序，在补强线环的胶管上标记1、2、3、5、21、22，并进行导通试验。然后将临时电缆一端穿到首动ZD6-E机新终端盒内，另一端用彩条布包裹，埋入地下，待要点后取出，按顺序挂在老电缆盒相应端子。

（3）联锁试验。换装前将新电机按正式的六线制配到新电缆盒上，在新信号楼按照正常的试验程序试验完毕并做好记录，注意不能漏项。其次把电机改为四线制，首动ZD6-E机的HZ24盒1（X1）、2（X2）分别和13（X5）、14（X6）相连，再在新信号楼试验一遍，也做好记录。所有项目试验完毕后，把首动ZD6-E机新电缆盒内的主管1、2、3、5、13、14、21、22端子的电缆芯线贴上胶布，写上相应的1、2、3、5、21、22，然后甩掉，并做好防护。最后把穿好的过渡电缆按芯线上的标号，顺序配到1、2、3、5、21、22端子上。

（4）联锁开通时，只需要拆除过渡配线［8］，恢复六线制电缆配线即可。

受天窗数量和时间的影响，为确保联锁换装能一次顺利开通，决定提前安装更换转辙设备，复联试验时将道岔尾巴线配至新道岔电缆盒，复联完毕后，利用冷压接头压接电缆芯线的方式，通过新老分线盘间电缆过渡至既有分线盘进行配线，并利用既有联锁电路进行恢复试验。联锁开通时拆除新老分线盘过渡电缆，使用新电缆芯线上新分线盘相应端子进行试验［9］。

运用上述方案，成功完成对28#、34#、40#等组道岔的过渡施工，效果良好，为天窗时间内进行联锁试验争取了较多宝贵时间。

3 结束语

铁路站场改造及联锁换装是一项专业性极强、对既有运行设备影响特别大的工程。本次站改工程的特点是：沈白高铁正线与沈吉铁路干线交汇，客货运流量大、运输繁忙、难度大、涉及面广，对工程提出更高要求，必须制定相关措施以保证高质量施工及既有设备的正常运行。通过上述道岔转辙机升级改造的施工探索，形成一套行之有效的施工方法，对类似铁路信号联锁系统升级改造工程提供借鉴。