簡談降低轉轍機內部接點故障率的技術改造措施

王永清

(蘇州市軌道交通集團有限公司運營一分公司，江蘇蘇州 215000)

1 概述

蘇州軌道交通1、2 號線信號聯(lián)鎖系統(tǒng)采用西門子的SIACS ECC 電子聯(lián)鎖系統(tǒng)，現(xiàn)場轉轍機設備采用S700K 型雙機牽引，由元件接口模塊通過電纜直接控制轉換。該接口模塊控制和表示電路采用四線制道岔控制電路，內部速動接點組分別采用沙爾特堡接點組和SRT6 接點組，如圖1 所示。

圖1 兩種型號速動接點組Fig.1 Two models of quick-acting contact groups

安全接點均采用德國梅爾微型開關接點片。作為信號系統(tǒng)的重要設備，轉轍機的故障率直接影響著信號系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而其中又以接點組故障最為常見。

鑒于接點組使用頻率高，易損耗等特點，通過技術改造降低轉轍機接點組故障率將對信號設備維護及提高行車效率具有重要意義。

2 故障案例及原因分析

2.1 故障案例

蘇州軌道交通1 號線采用的沙爾特堡接點組，從2012 年4 月上道使用以來發(fā)生接點組故障共計15 起，蘇州軌道交通2 號線采用的SRT6 接點組從2013 年12 月上道以來發(fā)生接點組故障共計19 起，兩種接點故障率都較高。故障造成列車晚點事件增多，對行車組織影響大，大大降低了運營行車效率。現(xiàn)舉例介紹部分故障。

案例1：2013 年6 月3 日1 號線廣濟南站2 號道岔轉換到左位后控制臺無表示，經現(xiàn)場故障處理人員測試發(fā)現(xiàn)X1-X3 電纜線間電阻16.3 Ω、X2-X4電纜線間電阻540 Ω 且不穩(wěn)定，經逐步查找發(fā)現(xiàn)速動接點片A1 到A2 之間電阻在550 Ω 左右擺動，如圖2 所示，更換該接點片后故障排除。

圖2 沙爾特堡并聯(lián)接點片及接點積碳Fig.2 Saltburg parallel contact plates and carbon deposition of contact

案例2:2014 年2 月8 日1 號線鐘南5 號道岔A 機室內道岔控制POM4 板發(fā)生死板，處理人員更換多塊新板故障依舊存在。測試室外X1-X3 電纜線間電阻20 Ω 正常、X2-X4 電纜線間電阻9 Ω 正常，測試發(fā)現(xiàn)X2 與X1 之間電阻為0，正常應為無窮大。趕赴室外發(fā)現(xiàn)速動接點組片上有大量冷凝水珠，故障處理人員整組更換后設備修復。

案例3:2014 年3 月5 日2 號線陸慕站6 號道岔運營前檢查轉換道岔試驗時，轉換至右位控制臺無表示，為了不影響白天運營故將該組道岔轉換到左位并鎖定等運營結束后處理。停運后處理過程中發(fā)現(xiàn)A 機轉轍機SRT6 接點組內部受阻，造成接點無法接通給出表示，更換SRT6 接點組后，轉換試驗無卡阻現(xiàn)象發(fā)生，該設備修復。

案例4：2015 年8 月3 日2 號線寶帶橋南站1號道岔轉換時發(fā)現(xiàn)左右位控制臺均無表示，處理人員趕赴現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)接點組受阻不能左右動作，后現(xiàn)場更換SRT6 接點組后故障恢復。

2.2 原因分析

結合以上4 起故障案例，對沙爾特堡接點組和SRT6 接點組存在的問題進行分析比對，得到以下結論。

沙爾特堡接點組存在以下問題。

沙爾特堡接點組在使用中容易產生電弧造成接點氧化積碳，使阻值增大接觸不良，在檢修作業(yè)時因受空間和環(huán)境影響，很難發(fā)現(xiàn)接點表面現(xiàn)狀，只能通過測量電阻判斷接點是否正常，但是當接點電阻尚未超標時，接點上已經氧化并有少量積碳，因此很難通過預防修方式降低設備故障發(fā)生的概率。

因軌行區(qū)內較潮濕，轉轍機箱內易產生水汽，每次檢修作業(yè)時都發(fā)現(xiàn)機內接點片上有水珠存在，且接點片內部有少量積水現(xiàn)象，而沙爾特堡接點組接線柱采用上下接線方式，距離近很容易產生絕緣破損造成短路或產生對地漏流超標，使得POM4 板卡死機，雖然通過機內存放干燥劑等措施進行了預防，但收效甚微。

SRT6 接點組存在以下問題。

SRT6 接點組驅動板上滾輪采用陶瓷環(huán)和銅環(huán)組合，因滾動面材質的原因易生銹，且由于位置隱蔽檢修作業(yè)時很難發(fā)現(xiàn)，轉轍機在轉換時接點組容易造成卡阻。2 號線試運營開通以來此類故障發(fā)生數(shù)量占首位，如圖3 所示。

圖3 SRT6接點組結構及內部故障點Fig.3 Structure of SRT6 contact group and diagram of its internal fault points

SRT6 接點組上的拉簧因長期處在潮濕的環(huán)境中，拉簧頭部容易斷裂，斷裂后鎖塊容易頂死造成接點組無法活動只能拆卸整組更換。

為降低機械運動卡阻，該接點組機械結構需要定期涂抹黑色潤滑脂，但因轉換過程中常將油脂甩到接點片上，易造成接點接觸不良，存在故障隱患。

3 技術改造措施

為了提高沙爾特堡接點的可靠性，曾采用雙片接點片并聯(lián)方式提高設備冗余度來降低設備故障率，但該方法增加了檢修難度和檢修時間，在進行電阻測試時需要將并聯(lián)接線端子斷開，測試耗時較長，且每半年測試時都發(fā)現(xiàn)單片接點電阻值有超標，接點上已經氧化并有積碳，該情況很難通過月度檢修時進行預防。而SRT6 接點組也曾做過改進，通過將驅動板上的陶瓷環(huán)和銅環(huán)改成304 不銹鋼環(huán)，但依舊未能徹底解決卡阻故障。后來通過分析比對，決定采用鐵路上常用的TS-1 加強型速動接點組進行電路改造以提高接點組的穩(wěn)定性。

TS-1 接點采用進口耐磨抗氧化滅弧1 mm 厚度銀片，其表面積為28.26 mm2，接點組拉桿上使用高性能彈簧，使得接點的壓力大于3.5 N，增強了接點的導電穩(wěn)定性能和使用壽命。該接點組內部機械動作似沙爾特堡接點組，且更換安裝時只需增加一個塊轉換托板，方便現(xiàn)場改造更換。當接點產生積碳時，檢修人員易觀察并能及時處理。接點上方采用易拆卸尼龍材質蓋板，降低了冷凝水滴入接點的發(fā)生概率，且各相鄰接線柱距離較遠并采用隔板隔開，可以有效降低絕緣柱因水滴而造成絕緣破損的故障發(fā)生概率。如圖4 所示。

圖4 TS-1加強型接點組Fig.4 TS-1 reinforced contact group

TS-1 加強型接點組采用四線制接線方式在地鐵內首次使用，已獲得實用型新型專利證書。經2015年10 月以來逐步在培訓基地和軌行區(qū)側線上有計劃的推進試驗，在試驗期內未發(fā)生速動接點組故障，經專業(yè)技術組成員討論一致通過并于2016 年11 月上道更換了24 臺TS-1 接點組，到目前為止沒有發(fā)生速動接點故障。

4 總結與展望

相比沙爾特堡接點組和SRT6 接點組，TS-1 加強型速動接點組在檢修過程中目測方便，當發(fā)生接點積碳時能及時發(fā)現(xiàn)和處理，具有優(yōu)良的接點導電性能及良好的防潮措施等優(yōu)點。通過現(xiàn)場測試驗證，將接點組更換為TS-1 加強型速動接點組并進行四線制電路改造可以有效降低接點組故障發(fā)生概率。蘇州軌道交通1 號線和2 號線將在后續(xù)大修時，將現(xiàn)有的S700K 型轉轍機速動接點組均更換為TS-1加強型接點組，以提高設備穩(wěn)定性。

同時考慮到每年除速動接點組故障外，安全接點片故障也是轉轍機故障發(fā)生的高點位，故障原因多為接點內部容易氧化炭黑造成接點接觸不良。鑒于KA 型安全接點組接點方便觀察和檢修（如圖5 所示），且通過更換速動接點的同時也驗證了KA 型安全接點組的可靠性，下一階段考慮采用KA 型安全接點組進行替換，進一步提高轉轍機設備的穩(wěn)定性。

圖5 梅爾安全接點與KA型安全接點對比Fig.5 Comparison between Maier safety contact and KA safety contact