信號維護(hù)支持系統(tǒng)在轉(zhuǎn)轍機(jī)故障情況下的應(yīng)用分析

紀(jì) 偉

（天津市地下鐵道運營有限公司，天津 300222）

1 系統(tǒng)概述

轉(zhuǎn)轍機(jī)系統(tǒng)是地鐵信號系統(tǒng)的基礎(chǔ)軌旁設(shè)備，用于轉(zhuǎn)換道岔控制進(jìn)路方向，在電氣集中設(shè)備中，它接收到轉(zhuǎn)換命令后即帶動道岔轉(zhuǎn)換；在道岔轉(zhuǎn)換到位后將道岔鎖閉在規(guī)定位置上，并向電氣集中設(shè)備給出定位或反位的表示。轉(zhuǎn)轍機(jī)系統(tǒng)一旦故障會影響進(jìn)路的排列，從而對行車效率產(chǎn)生較大的影響。轉(zhuǎn)轍機(jī)故障處理較為復(fù)雜，以目前國內(nèi)最為常見的ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)系統(tǒng)，故障可分類為機(jī)械故障、電路故障、器件故障等，各類故障的故障現(xiàn)象集中反映為道岔失去位置表示，所以需要通過各點位參數(shù)測量、器件狀態(tài)觀察、室內(nèi)外確認(rèn)等多個步驟來查找故障點，故障處理過程比較繁瑣。

城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)（Maintenance Support System，下文簡稱為MSS 系統(tǒng)），是城市軌道交通信號設(shè)備維護(hù)和管理的支持系統(tǒng)，可以提供信號設(shè)備的監(jiān)測、設(shè)備故障的診斷分析和信號設(shè)備的管理等功能。在MSS 系統(tǒng)的支持下，可以通過實時和回放的參數(shù)圖形，并結(jié)合故障現(xiàn)象快速縮小故障查找的范圍，極大的加快故障處理的速度。MSS 系統(tǒng)在轉(zhuǎn)轍機(jī)故障判斷的應(yīng)用中，主要使用轉(zhuǎn)轍機(jī)動作電流曲線圖，通過電流曲線快速識別轉(zhuǎn)轍機(jī)故障。

2 曲線分析

以天津地鐵一號線MSS 系統(tǒng)為例，轉(zhuǎn)轍機(jī)單動道岔動作電流曲線如圖1所示：

圖1 轉(zhuǎn)轍機(jī)單動道岔動作電流曲線

動作電流曲線表示了道岔動作的全過程，從道岔啟動、轉(zhuǎn)換到鎖閉，根據(jù)道岔動作的分步，將動作電流曲線相應(yīng)的拆分為三個部分進(jìn)行分析。

第一步是道岔啟動過程，一啟動繼電器（下文簡稱1DQJ）吸起，二啟動繼電器（下文簡稱2DQJ）轉(zhuǎn)極，此時出現(xiàn)一個較大的電流峰值，稱之為啟動電流，峰值約4A。

第二步是道岔轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)轍機(jī)動作桿帶動尖軌轉(zhuǎn)換方向，此時電流曲線圖上顯示出平穩(wěn)的電流，稱之為動作電流，電流值約為1.5A，持續(xù)時間約4.5秒。

第三步是道岔到位鎖閉后給出位置表示的過程，道岔到位后，動靜接點組斷開原有接電并接通新的接點，此時啟動電路切斷后由于1DQJ 緩放未落下，三相電380V 還有兩相電經(jīng)過部分表示回路構(gòu)通，所以會出現(xiàn)短暫的兩相電的電流，稱之為緩放電流，電流值約為0.5A，持續(xù)時間約1秒。

3 故障分析

根據(jù)動作電流曲線的分解，可以在故障排查中分別對三部分曲線出現(xiàn)的不同情況進(jìn)行故障的初判，快速縮小故障查找的范圍，便于進(jìn)行下一步的故障查找。

3.1 啟動電流異常

第一步啟動電流曲線異常，一般情況為沒有啟動電流或啟動電流未達(dá)到正常峰值，未能構(gòu)通轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動電路，電機(jī)未能正常啟動，此時應(yīng)查找轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路中啟動部分的接點及器件。典型故障點有1DQJ 未勵磁吸起或接點接觸故障，2DQJ 未勵磁轉(zhuǎn)極或接點接觸故障，動靜接點組接點接觸故障。

3.2 動作電流異常

第二步動作電流曲線異常，在故障情況下曲線一般會出現(xiàn)三種異常類型，包括曲線持續(xù)時間較短、曲線不平滑以及曲線持續(xù)時間過長。

第一種是曲線持續(xù)時間較短，即未到正常動作時間，動作電流就歸零。動作電流曲線很短甚至未出現(xiàn)，可判斷為三相供電條件不滿足，排查三相供電的相關(guān)電路。典型故障點有斷相保護(hù)器（簡稱DBQ）或保護(hù)繼電器（簡稱BHJ）故障，三相電有斷點導(dǎo)致掉相，1DQJ 接點接觸故障。

第二種是曲線不平滑，即曲線有突變的情況。動作電流小浮動的波動，可判斷為轉(zhuǎn)轍機(jī)動作過程不順暢，多為機(jī)械故障。轉(zhuǎn)轍機(jī)動作過程中的卡阻，多為內(nèi)部機(jī)械器件故障，如拉簧損壞、動作桿表示桿動作阻塞等，或外部異物、滑床板掉板問題導(dǎo)致的尖軌動作不順暢。

第三種是曲線持續(xù)時間過長，動作電流曲線在持續(xù)13秒后歸零，即道岔沒有在規(guī)定時間轉(zhuǎn)換到位，時間繼電器（簡稱TJ）在13秒計時結(jié)束后切斷電路。判斷為道岔未能轉(zhuǎn)換到位，典型故障為尖軌不能密貼導(dǎo)致的轉(zhuǎn)轍機(jī)不能機(jī)械鎖閉，包括尖軌夾異物，尖軌與基本軌軌縫過大等原因。

3.3 緩放電流異常

第三步緩放電流曲線異常，一般故障情況是沒有緩放曲線，即兩相電未能構(gòu)通回路，判斷為部分表示電路存在斷點。典型故障為表示缺口跑口導(dǎo)致動靜接點未閉合，二極管斷路，動靜接點組接點接觸故障等。

轉(zhuǎn)轍機(jī)失表示故障的情況下，若動作電流曲線均正常，則進(jìn)一步排查表示電路的故障點，并且可以排除掉緩放曲線中涉及到的部分表示電路，在表示電路的其他位置進(jìn)行下一步的故障排查。

通過對動作電流曲線進(jìn)行拆解分析后，對于大部分故障可以在第一時間縮小故障點范圍，較大的提升故障查找的效率。在進(jìn)一步排查故障時，可以先對典型故障點嘗試修復(fù)處理，若未能恢復(fù)設(shè)備，再按照電路圖對縮小范圍后的控制電路進(jìn)行逐個點位的排查測量，從而找出故障點位，再進(jìn)行設(shè)備的恢復(fù)。

4 結(jié)束語

信號維護(hù)支持系統(tǒng)對于信號系統(tǒng)設(shè)備故障處理效率的提升是顯著的，由于廠商差異以及業(yè)主功能需求的不同，在故障判斷過程中的介入程度也不盡相同。隨著新技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)的廣泛普及，更多的功能會加入到維護(hù)支持系統(tǒng)中。例如轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測技術(shù)，利用攝像頭采集表示缺口影像，并通過圖形識別對比參數(shù)，從而實現(xiàn)缺口報警功能。設(shè)備質(zhì)量保障是綜合多方面因素的一項技術(shù)難題，結(jié)合了檢修質(zhì)量、部件質(zhì)量、人員技能、應(yīng)急流程等多方面因素，故障排查應(yīng)該從多方面結(jié)合進(jìn)行，才能真正達(dá)到降低故障率、減少故障對運營產(chǎn)生的影響。