運用微機監(jiān)測道岔電流曲線分析提速道岔故障

馮琳玲

（湖南交通工程職業(yè)技術學院，湖南衡陽 421002）

道岔動作電流曲線是反映道岔運用質量的一個重要指標。在對日常微機監(jiān)測數據調看時，應對每組道岔的動作電流曲線詳細調看，對照參考曲線進行對比、分析，以便隨時掌握道岔的電氣特性、時間特性和機械特性，及時發(fā)現道岔轉換過程中存在的不良反映，對預防故障發(fā)生和消除不良隱患有著不可替代的作用。目前，S700K型電動轉轍機是列車提速后采用的一種新型道岔轉轍設備，在新建成的客運專線、城軌交通中有較廣泛的應用。如何維修好這種設備、減少故障發(fā)生、發(fā)生故障后盡快處理、減少故障延時，是擺在當前維修工作中的一件大事。本文根據武廣客運專線S700K型電動轉轍機設備運用及維修情況，結合微機監(jiān)測道岔電流曲線的原理和具體數據，闡述如何運用微機監(jiān)測對道岔故障進行分析和判斷。

1 道岔電流采集的相關知識

1.1 道岔電流監(jiān)測原理

對道岔電流的測試是由道岔采集機完成。通過對道岔動作電流的實時監(jiān)測，能直接測量出電動轉轍機的啟動電流、工作電流、故障電流和動作時間，并以此描繪出道岔動作電流曲線。通過對電流曲線的分析即可判斷出道岔轉轍的電氣特性、時間特性和機械特性。

1.2 道岔動作時間監(jiān)測原理

道岔轉換時才會有動作電流，要監(jiān)測道岔電流就必須監(jiān)測道岔轉換的起止時間。道岔采集機是通過采集1DQJ的落下接點狀態(tài)來監(jiān)測道岔轉換起止時間，當1DQJ吸起、2DQJ轉極，道岔開始轉換，轉換完畢，1DQJ落下，如圖1所示。

1.3 道岔采集機CPU數據處理過程

道岔采集機監(jiān)測的信息是多方面的，CPU的處理過程可歸納為以下方面。

（1）平時以小于250 ms的周期對開關量（1DQJ、2DQJ、DBJ、FBJ）不斷掃描，監(jiān)測其狀態(tài)變化。

（2）當監(jiān)測到某個1DQJ的狀態(tài)由落下變?yōu)槲饡r，說明該道岔即將啟動，采集機開始起動對應的計時器，啟動A/D轉換，并以不大于40 ms的采樣周期，通過控制模擬量輸入板上的多路開關，對該道岔動作電流進行密集采樣。

（3）當1DQJ由吸起變?yōu)槁湎聲r，計時器的計時值則是道岔轉換時間。若計時值小于1 s，說明轉轍機沒有轉換或沒有轉換到底，應立即報警。若計時值大于20 s，1DQJ仍在吸起狀態(tài)，則說明轉轍機發(fā)生了故障，亦即報警。

（4）監(jiān)測相應的道岔定位/反位表示燈和1DQJ、2DQJ狀態(tài)，邏輯判別道岔的動作位置和動作狀況，在確認道岔轉變（轉換）到位后停止A/D采樣。

（5）用3種數據判斷道岔位置室內、室外是否一致。用2DQJ繼電器位置狀態(tài)反映室內操作意圖，即反映道岔應該轉換的位置；用1DQJ接點的吸起落下表示道岔實際轉換過程；用DBJ（或FBJ）繼電器吸起或落下證實道岔轉換之后的位置；智能判斷轉換過程與道岔位置是否相符，若相符則表明道岔實際位置與室內表示一致，若不符，即刻報警并記錄。需注意，只有當排列進路時發(fā)生不一致時才報警，而在單獨操縱道岔時，只做記錄，不報警。當電纜線X1、X2錯接，并且二極管極性接反時，則軟件無法判斷，不能報警。

2 正常時道岔電流曲線分析

S700K三相交流電機動作電流基本曲線，如圖2所示。

3根線分別代表三相繞組流過的電流，縱向代表道岔動作電流，橫向代表動作時間，動作電流不大于2 A，三相的電流應基本平衡，道岔動作曲線一般將分成3個部分。第一部分為解鎖部分（0～0.3 s），第二部分為運行部分（0.5～5.2 s），第三部分為鎖閉部分（5.5～5.2 s）。曲線的各部分平滑程度可以分析出道岔在各個階段的運行狀態(tài)。

3 S700K道岔非正常時電流曲線分析

3.1 S700K轉轍機不能啟動（室外斷相）

某站S700K道岔發(fā)生不能啟動，電流曲線表明：黑線表示的B相電流為零，說明道岔不能啟動的原因是B相電源缺相；另外兩相電流數值達到3.5 A，1 s以后回到零位。

分析電流曲線，發(fā)現當星形連接的三相電動機一相缺相時，另外兩相電流值能達到額定電流的1.73倍，造成電機線圈發(fā)熱，進而燒壞電機。所以三相電機的控制電路中都要設計三相斷相保護電路。在S700K道岔控制電路中，是以斷相保護器來完成斷相保護的，在一相斷相時，斷相保護器中電流不平衡，即輸出1個直流電壓驅動斷相保護繼電器，來切斷三相電機的動作電路，使電機停轉，如圖3所示。

3.2 S700K轉轍機空轉故障

如圖4所示，從曲線上看出，三相電源均衡地送到室外，轉轍機轉動，但到了該鎖閉的時間即5 s左右時，并沒有鎖閉，而是空轉至13 s后，由斷相保護器切斷動作電路造成電流突然降至零點，這是比較典型的尖軌夾異物的曲線。但因交流電機的特性決定，此種曲線不能反映出道岔轉動到哪個位置受阻而空轉，所以不排除桿件等外部卡阻或機內卡阻等因素，需到現場進一步確認。

3.3 道岔表示電壓偏低，道岔無表示

某站7X1道岔啟動電流緩放區(qū)異常（小臺階高），從道岔動作電流曲線分析，轉換時間、啟動電流大小均正常，判斷是表示回路故障；如在分線盤測試道岔表示電壓偏低，應測試室外整流堆，若發(fā)現電壓不正常，則可分析為道岔表示整流二極管特性發(fā)生變化，應立即更換二極管；如在電纜盒檢查發(fā)現，表示回路室外電阻上電壓為0，可分析為室外電阻短路，應更換室外電阻。

3.4 密檢器接點不到位

某站5J1道岔啟動電流異常（小臺階無），道岔定位無表示?；匕鈺r，曲線正常，反位表示好，如圖5所示。

通過瀏覽道岔電流曲線，說明道岔動作已經到位，判定是密檢器到定位時接點不到位或密檢器接點未動作造成，直接檢查處理密檢器故障后，扳動道岔恢復正常。

3.5 TS-1接點接觸不良

某站10J2道岔啟動電流異常，電流變化很大。

通過分析道岔啟動電流曲線，發(fā)現電流時大時??；初步判斷是道岔TS-1接點接觸不良造成，通過進一步測試TS-1接點間有電壓，說明TS-1接點有接觸不良現象，更換TS-1接點后道岔電流恢復正常。

這一故障，通過觀察分析電流曲線的變化范圍，還可進一步判斷TS-1接點是哪一組接觸不良：在電流動作區(qū)變化大，是動作接點不良；在電流緩放區(qū)變化大，是表示接點不良。

3.6 道岔活動部位缺油

某站道岔扳動時，36J1定→反及反→定動作電流曲線時間均有6 s。正常情況下，道岔轉換時間為5 s多一點。動作電流曲線6 s，說明扳動過程中該道岔轉換阻力偏大，通過對道岔滑床板等部位注油后再扳動時，動作電流曲線正常。

總之，道岔動作電流曲線基本上反映了道岔的實際運用狀態(tài)，通過對曲線的觀察分析，能夠及時發(fā)現道岔隱患，可以有重點、有目的地進行維修和整治，為道岔的日常維護工作提供了有力手段，減少了道岔故障率。特別是在客運專線提速道岔的維護工作中，應加強微機監(jiān)測日常瀏覽、分析，發(fā)現明顯異常及時處理，發(fā)生類似故障時要充分利用動作曲線這一有效手段觀察故障現象，測試故障數據，努力縮小故障點查找范圍，提高高速鐵路行車安全性和可靠性。

[1]長沙電務段技術科．武廣高鐵信號設備檢修、巡視、測試指南（暫行）.

[2]周桂強．利用微機監(jiān)測道岔動作電流曲線指導日常維修[J]．鐵道運營技術，2006, 12(3):34-35．

[3]任玉江．微機監(jiān)測道岔曲線狀態(tài)的分析[J].鐵道通信信號，2009(7):36-37.