鐵路道岔轉(zhuǎn)換報(bào)警器應(yīng)用方案探討

丁 健

唐山港集團(tuán)股份有限公司，河北唐山 063611

鐵路道岔轉(zhuǎn)換報(bào)警器應(yīng)用方案探討

丁 健

唐山港集團(tuán)股份有限公司，河北唐山 063611

鐵路車場(chǎng)設(shè)備多，工電務(wù)現(xiàn)場(chǎng)維修作業(yè)、工人穿行線路時(shí)，如果碰巧調(diào)度排信號(hào)進(jìn)出列車，道岔搬動(dòng)，位于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)附近的行人可能會(huì)出現(xiàn)由于靠的太近造成尖軌擠傷事故。在加強(qiáng)相關(guān)人員安全教育，提高安全意識(shí)的同時(shí)，研究道岔轉(zhuǎn)換報(bào)警器將有助于提高轉(zhuǎn)轍機(jī)工作的安全性。

鐵路；電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)；道岔；作業(yè)安全；報(bào)警器

唐山港集團(tuán)現(xiàn)有在用列車貨位線14條，連接著港區(qū)近30個(gè)泊位。分區(qū)車場(chǎng)作為火車大列進(jìn)出港區(qū)的唯一通道，進(jìn)出車頻繁增大了車場(chǎng)負(fù)荷。為保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行，車場(chǎng)的線路與信號(hào)設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)尤為頻繁。調(diào)度排信號(hào)進(jìn)出列車，道岔轉(zhuǎn)換直接搬動(dòng)尖軌缺乏預(yù)警，轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)力桿行程165mm，轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為3.8s，可能對(duì)工電務(wù)人員的作業(yè)安全造成安全隱患。如果道岔轉(zhuǎn)換前現(xiàn)有若干秒的聲光報(bào)警，則可以有效提醒周圍人員注意設(shè)備動(dòng)作。俗話說，“安全就是效益”，在加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員安全教育的同時(shí)，為電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)加裝道岔轉(zhuǎn)換報(bào)警器就是保證作業(yè)安全的第二道防線，降低事故成本，這也是提高經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。

目前，國(guó)內(nèi)鐵路電氣控制是6502電氣集中與新式微機(jī)聯(lián)鎖并存的局面。中央控制系統(tǒng)雖有差異，但室外電氣設(shè)備是非常相近的。四線制道岔由于取消了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的轉(zhuǎn)極繼電器ZJ，減少了維修工作量，提高了系統(tǒng)的可靠性而較二線制、三線制道岔有著更為廣泛的應(yīng)用。X1作為定位控制表示線，X2作為反位控制表示線，X3作為表示專用回線，X4作為控制專用回線。取消轉(zhuǎn)極繼電器ZJ后，為了用三條控制線改變電動(dòng)機(jī)激磁繞組的電流方向，使電樞繞組的電流方向不變（二線制和三線制道岔是改變電樞繞組的電流方向，使激磁繞組的電流方向不變），將二線制和三線制的兩個(gè)串聯(lián)的激磁繞組分開使用，一個(gè)作為定位繞組，一個(gè)作為反位繞組，整個(gè)啟動(dòng)電路和表示電路的構(gòu)成及所接入的控制條件均未改變。考慮在車場(chǎng)本地的電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部加裝報(bào)警器有推廣的普遍性，無需從控制室引出冗長(zhǎng)的報(bào)警器控制線路，減少維護(hù)成本，可以提高設(shè)備可靠性。

考慮到設(shè)備改造的經(jīng)濟(jì)性，擬采用轉(zhuǎn)轍機(jī)電源作為報(bào)警器的工作電源，以ZD6-A型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)額定工作電壓為DC160V，通過直流變壓器降壓至DC24V可供控制電路使用。電路原理如圖1所示。

圖1 電路原理

圖2

1 控制電路的外部連接

對(duì)于四線制單動(dòng)道岔，當(dāng)?shù)啦碛啥ㄎ蛔優(yōu)榉次粫r(shí)，電流由電動(dòng)機(jī)端子板2號(hào)端子流入，4號(hào)端子流出；當(dāng)?shù)啦碛煞次蛔優(yōu)槎ㄎ粫r(shí)，電流由電動(dòng)機(jī)端子板1號(hào)端子流入，4號(hào)端子流出。也就是說，4號(hào)端子連接電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，無論轉(zhuǎn)轍機(jī)處于定位還是反位狀態(tài)，控制專用回線X4均會(huì)在控制臺(tái)CA閉合時(shí)通過電流，控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，將控制電路接入電動(dòng)機(jī)端子板4號(hào)端子的藍(lán)色輸入線和紅色輸出線之間，紅色輸出線接控制電路“+”極，藍(lán)色輸入線連控制電路“-”極。

2 控制電路的器件選擇

控制電路的主要器件有直流變壓器、時(shí)間繼電器、聲光報(bào)警器、固態(tài)繼電器四部分，詳述如下：

1）直流變壓器?？刂齐娐沸枰?60V轉(zhuǎn)為24V控制繼電器工作，但DC160V為非標(biāo)準(zhǔn)電壓，市場(chǎng)沒有定型的產(chǎn)品，可以找廠家定制或用220V:24V的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品改變線圈匝數(shù)比，調(diào)整為160V:24V。

2）時(shí)間繼電器。為實(shí)現(xiàn)先報(bào)警3s再轉(zhuǎn)換道岔的功能，需采用帶瞬動(dòng)接點(diǎn)的時(shí)間繼電器。選用DC24V的JSZ3C-A型，可實(shí)現(xiàn)1-5s延時(shí)的手動(dòng)設(shè)置。利用瞬動(dòng)常開接點(diǎn)1-4控制聲光報(bào)警器，利用延時(shí)導(dǎo)通常開接點(diǎn)6-8控制電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)3s報(bào)警后電動(dòng)機(jī)動(dòng)作的功能，如圖2所示。

3）聲光報(bào)警器。DC24V的聲光報(bào)警器較為多見。LED發(fā)光二極管的光源可以減少功率損耗、提高產(chǎn)品使用壽命；聲音僅用于提示周邊人員注意安全，因此強(qiáng)度不宜高于100dB，防止損害聽覺神經(jīng)，影響周邊環(huán)境。

4）固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器（SSR），是由微電子電路、分立電子器件和電力電子功率器件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)。用隔離器件實(shí)現(xiàn)控制端與負(fù)載端的隔離。這種新型繼電器不存在接點(diǎn)損耗和接觸不良，干擾小，沒有動(dòng)作聲音，輸入端用微小的控制信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載，已被廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制領(lǐng)域。鑒于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)工作電流為2A，摩擦電流為2.3A～2.9A，選用SSR-10DD型直流控直流固態(tài)繼電器（輸入電壓DC3-32V，輸入電流6 mA～35mA，輸出電壓5-220VDC，輸出電流10A），該參數(shù)區(qū)間滿足輸入側(cè)時(shí)間繼電器電壓范圍和輸出側(cè)電動(dòng)機(jī)電壓范圍與電流容量的要求，保證5倍電動(dòng)機(jī)額定電流裕量，保證電機(jī)正常起動(dòng)。對(duì)于其他型號(hào)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)，可根據(jù)工作電壓和工作電流選取更大容量的固態(tài)繼電器，如SSR-20DD、SSR-25DD等。

3 全套設(shè)備的安裝方案

由電動(dòng)機(jī)端子板4號(hào)端子引出DC160V正負(fù)極連接線，穿過箱盒內(nèi)部遮斷開關(guān)下方并與箱盒內(nèi)壁固定連接，然后由轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留閑置的電纜盒連接管接口穿出，連接控制部分并做好外殼用于防塵防腐，最后這個(gè)整體再與轉(zhuǎn)轍機(jī)連接管接口用螺栓密閉連接。

4 控制電路的參數(shù)估算

電流：JSZ3C-A型時(shí)間繼電器的導(dǎo)通電流約為0.05A；聲光報(bào)警器電流約為0.3-0.6A；SSR-10DD型固態(tài)繼電器的最大輸入電流約為0.035A。根據(jù)并聯(lián)電路的電流運(yùn)算法則，控制電路最大干路電流為0.1+0.6+0.035=0.735A。

功率：JSZ3C-A型時(shí)間繼電器的功率為1.2W，聲光報(bào)警器功率10-15W，SSR-10DD型固態(tài)繼電器的功率為1W，則控制電路最大功率為 1.2+15+1=17.2W。

延時(shí)：JSZ3C-A型時(shí)間繼電器的延時(shí)精度為±10%，如設(shè)置電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)延時(shí)為3s，則最大導(dǎo)通時(shí)間應(yīng)不大于3.3s； SSR-10DD型固態(tài)繼電器的導(dǎo)通時(shí)間為0.1s。由此可得控制電路最大延時(shí)約為3.4s。

5 四線制雙動(dòng)道岔安裝報(bào)警器的方法

以上描述的是四線制單動(dòng)道岔的報(bào)警器安裝方法，對(duì)于四線制雙動(dòng)道岔而言，雙動(dòng)道岔共用一套控制室控制電路，由調(diào)度一次性排出行車信號(hào)，因此需在第一動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)中安裝完整的報(bào)警器控制電路，在第二動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)中僅串入一個(gè)聲光報(bào)警器，第二動(dòng)報(bào)警器與第一動(dòng)報(bào)警器并聯(lián)后再與時(shí)間繼電器的常開瞬動(dòng)接點(diǎn)串聯(lián)。控制臺(tái)給出指令后，兩臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)同時(shí)報(bào)警，第一動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在報(bào)警器報(bào)警3s后動(dòng)作，3.8s后第一動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換到位，第二動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)開始動(dòng)作并仍伴有報(bào)警。

U284

A

1674-6708（2010）30-0193-02