ZYJ7電液轉轍機啟動曲線分析及應用

黃祖寧

(南寧軌道交通集團有限責任公司，南寧 530000)

轉轍機是極其關鍵的信號設備，該設備能否穩定運轉直接影響行車效率，轉轍機維護工作是信號設備維護一大部分內容。道岔啟動曲線包含道岔電流曲線及道岔總功率曲線，道岔啟動曲線內涵十分豐富，可以反映道岔轉換過程的電氣特性和機械特性。維護人員經常對每組道岔的啟動曲線進行查看分析，可以遠程了解道岔運轉情況，及時發現道岔工作過程中存在的不良情況。本文根據ZYJ7三相電液轉轍機設備運用及維護情況，闡述如何運用道岔啟動曲線對ZYJ7轉轍機進行日常維護，以及在轉轍機故障后如何運用道岔啟動曲線準確快速的處理故障。

1 道岔啟動曲線采集原理

信號集中監測系統繪制完整的道岔啟動曲線需要采集轉轍機的三相電壓、電流、道岔有功功率、道岔動作時間等信息。電壓的采集點在斷相保護器之前，電流采用互感器方式采集，采集點在斷相保護器（DBQ）輸出與一啟動繼電器（1DQJ）之間。由于1DQJ和1DQJF的四組前接點均已占用，三相道岔功率采集單元通過開關量采集模塊采集1DQJ的吸起或落下，來判斷轉轍機是否處于轉換狀態。當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動作時的電壓值和電流值，計算并記錄有功功率，1DQJ落下后完成一次道岔轉換啟動曲線采集。在道岔啟動曲線采集后，三相道岔功率采集單元以總線通信方式將電壓、電流實時值以及有功功率曲線送往信號集中監測站機進行處理顯示。站機曲線顯示1條總功率加3條分電流。ZYJ7轉轍機啟動曲線原理如圖1所示。

2 正常道岔電流曲線分析

ZYJ7+SH6轉轍機啟動曲線如圖2所示，電流曲線為流過轉轍機繞組A、B、C三相電流重合一起，三相電流大小一致。橫向為記錄電流的時間?？偣β是€為三相電機功率之和，電流曲線可以反應大部分道岔的運轉情況。但是由于三相電機的特性，電流曲線無法及時反應電機遇到阻力的情況，因此需要結合功率曲線進行分析。按照電路的動作順序結合道岔轉換情況，將轉轍機動作曲線分為以下幾個部分。

1DQJ吸起：1DQJ吸起后，三相道岔功率采集單元開始采集記錄轉轍機啟動曲線，在2DQJ未完成轉極之前，電流大小為零，功率為零，此時道岔啟動電路未接通。

圖1 ZYJ7轉轍機功率監測原理Fig.1 The principle for power monitoring of ZYJ7 switch machine

二啟動繼電器（2DQJ）轉極：2DQJ完成轉極后，道岔啟動電路接通，道岔動作電流曲線及功率曲線均出現一個較大的峰值，道岔開始動作。在轉換的過程中，三相電流大小幾乎不變，道岔轉換過程遇到的阻力體現在功率曲線上。轉換阻力增大，功率增大。阻力減小，功率變小。

啟動電路斷開：道岔轉換完畢，自動開閉器斷開室外啟動電路，DBQ切斷保護繼電器（BHJ）勵磁電源使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經過完全落下后，開關量采集模塊采集1DQJ落下，三相道岔功率采集單元停止記錄道岔啟動曲線。

圖2 轉轍機動作曲線過程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換完畢后，自動開閉器斷開室外啟動電路，但是DBQ未能及時切斷BHJ繼電器勵磁電源。在切斷BHJ勵磁電源后，1DQJ失磁緩放落下。1DQJF此時未落下，室內啟動電路仍為溝通狀態，而室外表示電路在自動開閉器轉換到位后溝通，有二相電經室外表示電路形成回路，從而產生電流。該二相小電流時間取決于DBQ缺相動作時間、BHJ緩放時間、1DQJ緩放時間三者之和。電流大小取決于表示回路電阻。

3 ZYJ7異常動作電流分析

3.1 “小尾巴”電流升高

道岔在定位轉換到反位時曲線正常，如圖4（a）所示。但反位轉換到定位時，如圖4（b）所示，道岔在7 s時電流有一相為零，另外二相電流增大。在8 s時二相電流減小到0.5 A左右，說明在7～8 s之間電機仍在轉動，應是主機到位，副機尚未到位，室外啟動電路轉續超電路時出現缺相。道岔動作電流曲線顯示道岔轉換到位前，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道岔動作曲線在到位前出現短時間斷相。從斷相發生時刻分析，發生在接通續操電路時刻。但因主副機不同步時間較短（短于1DQJ 緩放時間及DBQ動作時間），電機斷相后為了維持電機轉動，電流增大，副機仍通過液壓傳動的慣性轉換到位，所以未造成道岔斷表示。續操電路只在主機先于副機到位時起作用，在副機轉換阻力變小的情況下，主副機基本能同步到位，此異常曲線消失，容易隱藏續操電路故障的隱患，且長期若此，會影響轉轍機使用壽命，甚至燒毀電動機，嚴重影響運營安全。

3.2 道岔正常動作完畢后無“小尾巴”

如圖5所示，道岔1DQJ吸起至2DQJ轉極時間、啟動峰值正常，道岔動作電流額定值內，整個曲線記錄時間約9 s，轉換時間符合現場情況，但是在曲線末尾缺少“小尾巴”電流，說明此時道岔表示電路未溝通?？赡苁荶YJ7型轉轍機卡缺口或者道岔表示電路末端故障。從動作時間看，道岔轉換時間接近8 s多，與正常轉換時間相比很接近，說明道岔已轉換到位，但是8 s后無緩放電流臺階出現，說明表示電路故障?？ㄈ笨?、二極管開路等表示電路斷路均可產生此類曲線。

圖5 轉轍機動作曲線無“小尾巴”Fig.5 The operating curve of switch machine has no "little tail"

3.3 轉換中途電流出現尖峰

如圖6所示，道岔在7 s前轉換曲線均正常，電流曲線平滑，在7～8 s時一個電流及功率均出現尖峰，約為額定電流的2倍。這是由于電機轉動過程中產生反電動勢，在7～8 s時道岔被往另外一個位置操縱，道岔動作電源與電動機產生的電動勢疊加，使得電流增大，功率增大。由于時間繼電器限定時間為13 s，一般情況下，道岔轉換至中途被往另外一個位置操縱后無充足的時間完成往回的轉換及鎖閉。此類現象一般容易出現在道岔操縱過快或因進路觸發使得道岔轉換沖突，可結合聯鎖數據確認。

圖6 轉換中途電流出現尖峰Fig.6 Current spike exists in the middle of conversion

3.4 道岔轉換中途功率增大

如圖7所示，道岔啟動功率，電流正常，道岔在轉換途中功率上升，道岔在1DQJ緩放階段，沒有正常曲線時應該有二相電流組成的“小尾巴”，曲線記錄一直持續至13 s，此時時間繼電器吸起，斷開啟動電路，道岔未能完成鎖閉。此類現象應為道岔轉換卡阻，道岔未能解鎖或無法鎖閉時會出現此現象，具體可根據功率上升時間點判斷。

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

4 結語

ZYJ7轉轍機廣泛應用于城市軌道交通中，在日常維護中，應加強對道岔曲線的調閱，于參考曲線進行對比分析，了解道岔的運轉情況，尤其是關鍵徑路的道岔，要反復查看分析，及時發現道岔存在的一些隱患，盡早消除，有效的保障轉轍機設備穩定運轉。同時熟悉道岔曲線分析，可以在發生故障時準確快速的判斷故障原因，減少故障處理時間，減少對軌道交通運營的影響。