ZYJ7電液轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)曲線分析及應(yīng)用

黃祖寧

(南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，南寧 530000)

轉(zhuǎn)轍機(jī)是極其關(guān)鍵的信號(hào)設(shè)備，該設(shè)備能否穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響行車效率，轉(zhuǎn)轍機(jī)維護(hù)工作是信號(hào)設(shè)備維護(hù)一大部分內(nèi)容。道岔啟動(dòng)曲線包含道岔電流曲線及道岔總功率曲線，道岔啟動(dòng)曲線內(nèi)涵十分豐富，可以反映道岔轉(zhuǎn)換過程的電氣特性和機(jī)械特性。維護(hù)人員經(jīng)常對(duì)每組道岔的啟動(dòng)曲線進(jìn)行查看分析，可以遠(yuǎn)程了解道岔運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道岔工作過程中存在的不良情況。本文根據(jù)ZYJ7三相電液轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備運(yùn)用及維護(hù)情況，闡述如何運(yùn)用道岔啟動(dòng)曲線對(duì)ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)，以及在轉(zhuǎn)轍機(jī)故障后如何運(yùn)用道岔啟動(dòng)曲線準(zhǔn)確快速的處理故障。

1 道岔啟動(dòng)曲線采集原理

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)繪制完整的道岔啟動(dòng)曲線需要采集轉(zhuǎn)轍機(jī)的三相電壓、電流、道岔有功功率、道岔動(dòng)作時(shí)間等信息。電壓的采集點(diǎn)在斷相保護(hù)器之前，電流采用互感器方式采集，采集點(diǎn)在斷相保護(hù)器（DBQ）輸出與一啟動(dòng)繼電器（1DQJ）之間。由于1DQJ和1DQJF的四組前接點(diǎn)均已占用，三相道岔功率采集單元通過開關(guān)量采集模塊采集1DQJ的吸起或落下，來判斷轉(zhuǎn)轍機(jī)是否處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)。當(dāng)三相道岔功率采集單元采集到1DQJ吸起后， 三相道岔功率采集單元開始采集并記錄電機(jī)動(dòng)作時(shí)的電壓值和電流值，計(jì)算并記錄有功功率，1DQJ落下后完成一次道岔轉(zhuǎn)換啟動(dòng)曲線采集。在道岔啟動(dòng)曲線采集后，三相道岔功率采集單元以總線通信方式將電壓、電流實(shí)時(shí)值以及有功功率曲線送往信號(hào)集中監(jiān)測(cè)站機(jī)進(jìn)行處理顯示。站機(jī)曲線顯示1條總功率加3條分電流。ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)曲線原理如圖1所示。

2 正常道岔電流曲線分析

ZYJ7+SH6轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)曲線如圖2所示，電流曲線為流過轉(zhuǎn)轍機(jī)繞組A、B、C三相電流重合一起，三相電流大小一致。橫向?yàn)橛涗涬娏鞯臅r(shí)間?？偣β是€為三相電機(jī)功率之和，電流曲線可以反應(yīng)大部分道岔的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。但是由于三相電機(jī)的特性，電流曲線無法及時(shí)反應(yīng)電機(jī)遇到阻力的情況，因此需要結(jié)合功率曲線進(jìn)行分析。按照電路的動(dòng)作順序結(jié)合道岔轉(zhuǎn)換情況，將轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作曲線分為以下幾個(gè)部分。

1DQJ吸起：1DQJ吸起后，三相道岔功率采集單元開始采集記錄轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)曲線，在2DQJ未完成轉(zhuǎn)極之前，電流大小為零，功率為零，此時(shí)道岔啟動(dòng)電路未接通。

圖1 ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)功率監(jiān)測(cè)原理Fig.1 The principle for power monitoring of ZYJ7 switch machine

二啟動(dòng)繼電器（2DQJ）轉(zhuǎn)極：2DQJ完成轉(zhuǎn)極后，道岔啟動(dòng)電路接通，道岔動(dòng)作電流曲線及功率曲線均出現(xiàn)一個(gè)較大的峰值，道岔開始動(dòng)作。在轉(zhuǎn)換的過程中，三相電流大小幾乎不變，道岔轉(zhuǎn)換過程遇到的阻力體現(xiàn)在功率曲線上。轉(zhuǎn)換阻力增大，功率增大。阻力減小，功率變小。

啟動(dòng)電路斷開：道岔轉(zhuǎn)換完畢，自動(dòng)開閉器斷開室外啟動(dòng)電路，DBQ切斷保護(hù)繼電器（BHJ）勵(lì)磁電源使BHJ落下，BHJ落下后切斷1DQJ自閉電路，使1DQJ緩放落下。室外啟動(dòng)電路斷開后，電路中仍然存在二相小電流，一般為0.5 A左右（一般稱這段小電流為“小尾巴”）。

1DQJ落下：1DQJ經(jīng)過完全落下后，開關(guān)量采集模塊采集1DQJ落下，三相道岔功率采集單元停止記錄道岔啟動(dòng)曲線。

圖2 轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作曲線過程Fig.2 The process for operating curve of switch machine

圖3 “小尾巴”電流徑路Fig.3 "Little tail" current path

如圖3所示，“小尾巴”電流形成的原因主要是道岔轉(zhuǎn)換完畢后，自動(dòng)開閉器斷開室外啟動(dòng)電路，但是DBQ未能及時(shí)切斷BHJ繼電器勵(lì)磁電源。在切斷BHJ勵(lì)磁電源后，1DQJ失磁緩放落下。1DQJF此時(shí)未落下，室內(nèi)啟動(dòng)電路仍為溝通狀態(tài)，而室外表示電路在自動(dòng)開閉器轉(zhuǎn)換到位后溝通，有二相電經(jīng)室外表示電路形成回路，從而產(chǎn)生電流。該二相小電流時(shí)間取決于DBQ缺相動(dòng)作時(shí)間、BHJ緩放時(shí)間、1DQJ緩放時(shí)間三者之和。電流大小取決于表示回路電阻。

3 ZYJ7異常動(dòng)作電流分析

3.1 “小尾巴”電流升高

道岔在定位轉(zhuǎn)換到反位時(shí)曲線正常，如圖4（a）所示。但反位轉(zhuǎn)換到定位時(shí)，如圖4（b）所示，道岔在7 s時(shí)電流有一相為零，另外二相電流增大。在8 s時(shí)二相電流減小到0.5 A左右，說明在7～8 s之間電機(jī)仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)是主機(jī)到位，副機(jī)尚未到位，室外啟動(dòng)電路轉(zhuǎn)續(xù)超電路時(shí)出現(xiàn)缺相。道岔動(dòng)作電流曲線顯示道岔轉(zhuǎn)換到位前，有二相電流升高，約20%，另外一相電流為0 A，道岔表示正常。

圖4 “小尾巴”電流升高Fig.4 "Little tail" current increasing

圖4（b）是一種斷相曲線，ZYJ7道岔動(dòng)作曲線在到位前出現(xiàn)短時(shí)間斷相。從斷相發(fā)生時(shí)刻分析，發(fā)生在接通續(xù)操電路時(shí)刻。但因主副機(jī)不同步時(shí)間較短（短于1DQJ 緩放時(shí)間及DBQ動(dòng)作時(shí)間），電機(jī)斷相后為了維持電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流增大，副機(jī)仍通過液壓傳動(dòng)的慣性轉(zhuǎn)換到位，所以未造成道岔斷表示。續(xù)操電路只在主機(jī)先于副機(jī)到位時(shí)起作用，在副機(jī)轉(zhuǎn)換阻力變小的情況下，主副機(jī)基本能同步到位，此異常曲線消失，容易隱藏續(xù)操電路故障的隱患，且長(zhǎng)期若此，會(huì)影響轉(zhuǎn)轍機(jī)使用壽命，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)，嚴(yán)重影響運(yùn)營(yíng)安全。

3.2 道岔正常動(dòng)作完畢后無“小尾巴”

如圖5所示，道岔1DQJ吸起至2DQJ轉(zhuǎn)極時(shí)間、啟動(dòng)峰值正常，道岔動(dòng)作電流額定值內(nèi)，整個(gè)曲線記錄時(shí)間約9 s，轉(zhuǎn)換時(shí)間符合現(xiàn)場(chǎng)情況，但是在曲線末尾缺少“小尾巴”電流，說明此時(shí)道岔表示電路未溝通?？赡苁荶YJ7型轉(zhuǎn)轍機(jī)卡缺口或者道岔表示電路末端故障。從動(dòng)作時(shí)間看，道岔轉(zhuǎn)換時(shí)間接近8 s多，與正常轉(zhuǎn)換時(shí)間相比很接近，說明道岔已轉(zhuǎn)換到位，但是8 s后無緩放電流臺(tái)階出現(xiàn)，說明表示電路故障。卡缺口、二極管開路等表示電路斷路均可產(chǎn)生此類曲線。

圖5 轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作曲線無“小尾巴”Fig.5 The operating curve of switch machine has no "little tail"

3.3 轉(zhuǎn)換中途電流出現(xiàn)尖峰

如圖6所示，道岔在7 s前轉(zhuǎn)換曲線均正常，電流曲線平滑，在7～8 s時(shí)一個(gè)電流及功率均出現(xiàn)尖峰，約為額定電流的2倍。這是由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，在7～8 s時(shí)道岔被往另外一個(gè)位置操縱，道岔動(dòng)作電源與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)疊加，使得電流增大，功率增大。由于時(shí)間繼電器限定時(shí)間為13 s，一般情況下，道岔轉(zhuǎn)換至中途被往另外一個(gè)位置操縱后無充足的時(shí)間完成往回的轉(zhuǎn)換及鎖閉。此類現(xiàn)象一般容易出現(xiàn)在道岔操縱過快或因進(jìn)路觸發(fā)使得道岔轉(zhuǎn)換沖突，可結(jié)合聯(lián)鎖數(shù)據(jù)確認(rèn)。

圖6 轉(zhuǎn)換中途電流出現(xiàn)尖峰Fig.6 Current spike exists in the middle of conversion

3.4 道岔轉(zhuǎn)換中途功率增大

如圖7所示，道岔啟動(dòng)功率，電流正常，道岔在轉(zhuǎn)換途中功率上升，道岔在1DQJ緩放階段，沒有正常曲線時(shí)應(yīng)該有二相電流組成的“小尾巴”，曲線記錄一直持續(xù)至13 s，此時(shí)時(shí)間繼電器吸起，斷開啟動(dòng)電路，道岔未能完成鎖閉。此類現(xiàn)象應(yīng)為道岔轉(zhuǎn)換卡阻，道岔未能解鎖或無法鎖閉時(shí)會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，具體可根據(jù)功率上升時(shí)間點(diǎn)判斷。

圖7 道岔轉(zhuǎn)換中途功率增大Fig.7 Increased power during turnout conversion

4 結(jié)語

ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)廣泛應(yīng)用于城市軌道交通中，在日常維護(hù)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)道岔曲線的調(diào)閱，于參考曲線進(jìn)行對(duì)比分析，了解道岔的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，尤其是關(guān)鍵徑路的道岔，要反復(fù)查看分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道岔存在的一些隱患，盡早消除，有效的保障轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)熟悉道岔曲線分析，可以在發(fā)生故障時(shí)準(zhǔn)確快速的判斷故障原因，減少故障處理時(shí)間，減少對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)的影響。