淺談ZQB-III 型缺口報(bào)警與提速道岔機(jī)械特性的關(guān)系

吳志云

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司 河北滄州 061113

道岔是鐵路系統(tǒng)最重要的線路連接設(shè)備。轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于轉(zhuǎn)換和鎖閉道岔。道岔轉(zhuǎn)換裝置中，道岔缺口承擔(dān)檢查道岔尖軌密貼程度的功能，保證尖軌與基本軌的密貼數(shù)值滿足線路行車要求，滿足給岀道岔表示，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖邏輯，保證列車安全通過。

1 ZQB- Ⅲ型轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

一直以來，鐵路為了保證包括轉(zhuǎn)轍機(jī)在內(nèi)的道岔缺口線路設(shè)備正常使用，采用定期維護(hù)保養(yǎng)的方式。這種維修模式下，不同使用頻度的轉(zhuǎn)轍機(jī)采用相同時(shí)間間隔進(jìn)行維修保養(yǎng)，使得維修資源得不到合理分配。同時(shí)，缺乏對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，難以獲取轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口變化趨勢(shì)，難以有針對(duì)性地對(duì)道岔及轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行調(diào)整及時(shí)消除隱患，導(dǎo)致道岔故障后再組織搶修，影響行車安全與效率。隨著科技的進(jìn)步，道岔缺口監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步得到應(yīng)用發(fā)展，朔黃沿線陸續(xù)引入道岔缺口監(jiān)測(cè)裝置。黃驊港站目前采用鄭州盛源交通ZQB- Ⅲ型轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

ZQB- Ⅲ型轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)由室內(nèi)主機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)信息采集分機(jī)、缺口傳感器、防浪涌單元組成。

1.2 報(bào)警原理

道岔缺口報(bào)警信息是由缺口傳感器采集信息后傳送給道岔信息采集分機(jī)，再經(jīng)由傳輸電纜將信息傳輸給道岔缺口報(bào)警主機(jī)。

其工作原理如下：當(dāng)表示桿發(fā)生位移時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口間隙變化，使傳感器內(nèi)部圓弧觸頭的弦高與轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)的檢查塊接觸，傳感器導(dǎo)通。當(dāng)傳感器導(dǎo)通后使信息采集分機(jī)輸入端由高電位變成低電位，信息分機(jī)的CPU 分辯出是那種報(bào)警后進(jìn)行編碼，經(jīng)雙音頻發(fā)生器變成雙音頻信號(hào)，進(jìn)行放大、耦合、經(jīng)過傳輸電纜網(wǎng)絡(luò)送到道岔報(bào)警主機(jī)，又經(jīng)道岔報(bào)警主機(jī)對(duì)雙音頻解碼、信息處理、形成報(bào)警信息使道岔報(bào)警主機(jī)顯示報(bào)警信息，同時(shí)通過CAN 通信接口上報(bào)信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由于主機(jī)采取分散控制、集中管理方式[1]。主機(jī)上電初始化后，主控對(duì)輸入的路數(shù)、每路接入的分機(jī)地址下傳各檢測(cè)板，由檢測(cè)板上對(duì)所接入分機(jī)逐個(gè)掃描。當(dāng)主機(jī)查詢到某分機(jī)時(shí)，該分機(jī)回傳報(bào)警信息，報(bào)警信息回傳到主機(jī)后主機(jī)和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)才能顯示報(bào)警信息，所以報(bào)警信息有一定的延遲。

1.3 接入微機(jī)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)的功能

當(dāng)缺口報(bào)警系統(tǒng)接入微機(jī)監(jiān)測(cè)后新增了以下功能：

（1）有車占用報(bào)警。在有車占用時(shí)段（有車占用時(shí)段指紅光帶結(jié)束后再延遲120 秒）內(nèi)所產(chǎn)生的報(bào)警為紅光帶結(jié)束后再延時(shí)考核300 秒，能恢復(fù)的報(bào)警給予屏蔽，不能恢復(fù)的報(bào)警列入三級(jí)報(bào)警。

（2）無車占用報(bào)警。在有車占用時(shí)段以外所產(chǎn)生的報(bào)警，全部列入二級(jí)報(bào)警。

（3）屏蔽無效報(bào)警。對(duì)各型道岔在定位時(shí)屏蔽反位報(bào)警；在反位時(shí)屏蔽定位報(bào)警。

（4）道岔轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的報(bào)警。道岔從定位轉(zhuǎn)換到反位時(shí)，需屏蔽反位報(bào)警120 秒；道岔從反位轉(zhuǎn)換到定位時(shí)，需屏蔽定位報(bào)警120 秒。

（5）道岔臨界報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)部各單元故障、CAN 單元通信故障應(yīng)列入二級(jí)報(bào)警。

（6）道岔缺口信息采集器發(fā)生通訊故障應(yīng)列入三級(jí)報(bào)警。

1.4 報(bào)警信息分類

微機(jī)監(jiān)測(cè)針對(duì)缺口報(bào)警系統(tǒng)有以下兩種報(bào)警信息：

1.4.1 二級(jí)報(bào)警

該類報(bào)警是微機(jī)監(jiān)測(cè)屏蔽掉無用報(bào)警后的設(shè)備真實(shí)報(bào)警，說明室外設(shè)備存在較為嚴(yán)重的病害。要求現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)處理；

1.4.2 三級(jí)預(yù)警

是由過車引起的缺口超限報(bào)警，屬于預(yù)警信息，如果某組道岔經(jīng)常產(chǎn)生預(yù)警信息，說明該道岔已經(jīng)存在病害，應(yīng)引起注意；

道岔缺口報(bào)警裝置主機(jī)內(nèi)部各單元故障及缺口信息采集分機(jī)通訊故障，上報(bào)微機(jī)監(jiān)測(cè)機(jī)后，微機(jī)監(jiān)測(cè)能顯示三級(jí)報(bào)警信息。

2 ZQB- Ⅲ型轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)反映道岔機(jī)械特性

在ZQB- Ⅲ型轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身正常工作情況下能夠切實(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)道岔鎖閉是否導(dǎo)致，尖軌密貼度是否滿足行車要求。經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)，當(dāng)發(fā)生二級(jí)報(bào)警時(shí)，預(yù)示著室外設(shè)備存在以下的道岔病害，如下：

（1）道岔的尖軌與基本軌之間不密貼；此類報(bào)警現(xiàn)象表現(xiàn)為每次經(jīng)過列車報(bào)警出現(xiàn)，扳動(dòng)道岔部分報(bào)警會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。這類病害多是由于列車長(zhǎng)期經(jīng)過道岔，列車的沖擊導(dǎo)致尖軌產(chǎn)生硬彎。這種現(xiàn)象產(chǎn)生報(bào)警后，如果檢修人員單純的對(duì)缺口進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)可以達(dá)到報(bào)警恢復(fù)。但隨著列車的再次經(jīng)過，報(bào)警會(huì)再次發(fā)出。要徹底根除需聯(lián)系工務(wù)檢查道岔是否有工務(wù)病害，同時(shí)檢查密貼力是否合適。當(dāng)把上述問題解決，報(bào)警從根本上徹底解決。

（2）轉(zhuǎn)轍機(jī)表示桿軸銷曠動(dòng)；此類報(bào)警現(xiàn)象表現(xiàn)為列車經(jīng)過道岔或者扳動(dòng)道岔都會(huì)發(fā)生報(bào)警。這類報(bào)警多是由于表示桿銷軸螺絲松動(dòng)或者銷軸銹蝕無法固定表示桿。出現(xiàn)這類報(bào)警，作業(yè)人員靠調(diào)整缺口無法徹底消除報(bào)警，需及時(shí)對(duì)表示桿銷軸更換方可徹底消除報(bào)警。

（3）道岔鉤鎖軸銷曠動(dòng)；此類報(bào)警現(xiàn)象表現(xiàn)為列車經(jīng)過道岔或者扳動(dòng)道岔都會(huì)發(fā)生報(bào)警。但相比表示桿軸銷曠動(dòng)帶來的安全隱患要大很多。現(xiàn)場(chǎng)檢修作業(yè)多是把機(jī)油注入鎖鉤注油孔，但機(jī)油并不能滿足鎖鉤內(nèi)部銅套和軸銷的潤滑需求，鎖鉤內(nèi)部銅套和軸銷的長(zhǎng)時(shí)間無法滿足潤滑度，極易造成鎖鉤內(nèi)部銅套的磨損和損壞。輕則尖軌鎖閉后有輕微位移造成道岔缺口反復(fù)報(bào)警，重則道岔到位鎖閉后尖軌和基本軌無法密貼伴隨有較大的離縫，存在車輛經(jīng)過時(shí)發(fā)生機(jī)車脫軌掉道的危險(xiǎn)。為避免這類病害的產(chǎn)生，經(jīng)多次試驗(yàn)將黃油和機(jī)油1 比1 混合注入鎖鉤能夠最大限度的滿足鎖鉤內(nèi)部銅套和軸銷的潤滑需求?，F(xiàn)在黃驊港已經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)推行，效果良好，并制作了相應(yīng)配套的專用注油槍。作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)道岔反復(fù)報(bào)警，檢查發(fā)現(xiàn)如果道岔鉤鎖軸銷曠動(dòng)需及時(shí)更換鎖鉤內(nèi)部銅套。

（4）道床不實(shí)、道渣搗固不實(shí)；此類報(bào)警多發(fā)生于工務(wù)進(jìn)行搗固后的道岔，報(bào)警現(xiàn)象出現(xiàn)于列車經(jīng)過道岔后。道岔經(jīng)過搗固，如道渣搗固不實(shí)當(dāng)列車經(jīng)過后道床發(fā)生變化導(dǎo)致道岔框架幾何尺寸變化，隨之帶來表示桿的輕微位移。一般這類報(bào)警不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，需現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)表示缺口進(jìn)行調(diào)試后，聯(lián)系工務(wù)及時(shí)對(duì)道岔進(jìn)行搗固，夯實(shí)道床、道渣，作業(yè)人員同時(shí)把缺口調(diào)整合適方可徹底消除報(bào)警。

（5）基本軌位移、軌距發(fā)生變化；這類現(xiàn)象多發(fā)生在上行線，每次扳動(dòng)道岔或者列車經(jīng)過道岔都會(huì)觸發(fā)報(bào)警。原因在于滿載列車對(duì)道岔長(zhǎng)期碾壓導(dǎo)致基本軌位移、軌距發(fā)生變化，引起尖軌鎖閉位置位移帶來表示桿的位移[2]。這類報(bào)警不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整缺口后恢復(fù)。后期發(fā)現(xiàn)部分道岔調(diào)整恢復(fù)后短時(shí)間內(nèi)過車再次報(bào)警，對(duì)設(shè)備檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)密貼力發(fā)生變化，出現(xiàn)這種情況不要著急對(duì)密貼力進(jìn)行調(diào)整應(yīng)及時(shí)聯(lián)系工務(wù)檢查軌距，待工務(wù)對(duì)軌距進(jìn)行調(diào)整后再對(duì)密貼力進(jìn)行調(diào)整方可消除此類報(bào)警。

（6）缺口調(diào)整不良，缺口偏大或偏??；這類現(xiàn)象多是由于電務(wù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在道岔檢修時(shí)缺口調(diào)整不良，報(bào)警現(xiàn)象呈現(xiàn)只要道岔扳動(dòng)到相應(yīng)位置報(bào)警就會(huì)觸發(fā)。出現(xiàn)這類現(xiàn)場(chǎng)后，作業(yè)人員對(duì)缺口進(jìn)行重新調(diào)整便可消除此類報(bào)警。

（7）因轉(zhuǎn)轍機(jī)防塵不良表示缺口內(nèi)部進(jìn)入煤灰或油泥；此類報(bào)警現(xiàn)象呈現(xiàn)只要道岔扳動(dòng)到相應(yīng)位置就會(huì)觸發(fā)報(bào)警，當(dāng)列車經(jīng)過或者反復(fù)扳動(dòng)道岔會(huì)有一定幾率自動(dòng)恢復(fù)。這類現(xiàn)象多是由于轉(zhuǎn)轍機(jī)防塵不良導(dǎo)致表示缺口間隙進(jìn)入煤粉和油泥。由于煤粉和油泥可以作為導(dǎo)體使傳感器內(nèi)部圓弧觸頭的弦高與轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)的檢查塊接觸產(chǎn)生報(bào)警，出現(xiàn)這類現(xiàn)象作業(yè)人員靠調(diào)整缺口無法消除報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需將道岔扳動(dòng)到報(bào)警相反位置，然后測(cè)試采集分機(jī)報(bào)警位置輸出線與地線之間的電壓以確定是否為缺口內(nèi)部進(jìn)入煤灰或油泥。當(dāng)測(cè)得電壓為直流5V時(shí)，說明原因?yàn)槿笨趦?nèi)部進(jìn)入煤灰或油泥。確定原因后對(duì)傳感器進(jìn)行擦拭去污處理方可消除這類報(bào)警。黃驊港針對(duì)此類問題研究發(fā)明ZYJ7 轉(zhuǎn)轍機(jī)一體式防塵罩，在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用后全面避除了這類現(xiàn)象。

（8）傳感器接地。此類報(bào)警現(xiàn)象呈現(xiàn)只要道岔扳動(dòng)到相應(yīng)位置就會(huì)觸發(fā)報(bào)警，當(dāng)列車經(jīng)過或者反復(fù)扳動(dòng)道岔報(bào)警無法自動(dòng)恢復(fù)。這類現(xiàn)象是因?yàn)閭鞲衅鲌A弧觸頭與檢查柱絕緣破損導(dǎo)致報(bào)警。出現(xiàn)這類現(xiàn)象無論作業(yè)人員無法靠調(diào)整缺口使報(bào)警恢復(fù)?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需將道岔扳動(dòng)到報(bào)警相反位置，然后測(cè)試采集分機(jī)報(bào)警位置輸出線與地線之間的電壓以確定現(xiàn)象原因。當(dāng)測(cè)試電壓為直流0V 時(shí)，說明傳感器接地已無法正常工作，需及時(shí)更換傳感器方可消除此類報(bào)警。

縱觀上述缺口報(bào)警，每一個(gè)缺口報(bào)警背后都有道岔機(jī)械特性發(fā)生變化的影子。每一次消除報(bào)警的同時(shí)也是對(duì)道岔病害整治的過程。合理分析、對(duì)癥下藥是保證道岔有一個(gè)良好機(jī)械特性的關(guān)鍵[3]。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)模式下，為了保證道岔線路設(shè)備正常使用，采用定期維護(hù)保養(yǎng)的方式。這種維修模式下，不同使用頻度的轉(zhuǎn)轍機(jī)采用相同時(shí)間間隔進(jìn)行維修保養(yǎng)，使得維修資源得不到合理分配。隨著ZQ B - Ⅲ型轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)的上道使用，使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員完成了時(shí)刻監(jiān)測(cè)道岔狀態(tài)。每一個(gè)道岔機(jī)械特性的改變都會(huì)在缺口監(jiān)測(cè)以報(bào)警的形式體現(xiàn)出來。對(duì)出現(xiàn)不同頻率，不同時(shí)刻，不同時(shí)機(jī)的缺口報(bào)警合理的分析判斷是指引道岔檢修的重點(diǎn)。在出現(xiàn)報(bào)警時(shí)不盲目的調(diào)整缺口消除報(bào)警，從報(bào)警的根本原因著手分析處理，這樣不僅消除了報(bào)警，更重要的是有效的維持了道岔的穩(wěn)定運(yùn)行，讓道岔始終以一個(gè)良好的狀態(tài)服務(wù)于行車組織。