运用微机监测道岔电流曲线分析提速道岔故障

冯琳玲

（湖南交通工程职业技术学院，湖南衡阳 421002）

道岔动作电流曲线是反映道岔运用质量的一个重要指标。在对日常微机监测数据调看时，应对每组道岔的动作电流曲线详细调看，对照参考曲线进行对比、分析，以便随时掌握道岔的电气特性、时间特性和机械特性，及时发现道岔转换过程中存在的不良反映，对预防故障发生和消除不良隐患有着不可替代的作用。目前，S700K型电动转辙机是列车提速后采用的一种新型道岔转辙设备，在新建成的客运专线、城轨交通中有较广泛的应用。如何维修好这种设备、减少故障发生、发生故障后尽快处理、减少故障延时，是摆在当前维修工作中的一件大事。本文根据武广客运专线S700K型电动转辙机设备运用及维修情况，结合微机监测道岔电流曲线的原理和具体数据，阐述如何运用微机监测对道岔故障进行分析和判断。

1 道岔电流采集的相关知识

1.1 道岔电流监测原理

对道岔电流的测试是由道岔采集机完成。通过对道岔动作电流的实时监测，能直接测量出电动转辙机的启动电流、工作电流、故障电流和动作时间，并以此描绘出道岔动作电流曲线。通过对电流曲线的分析即可判断出道岔转辙的电气特性、时间特性和机械特性。

1.2 道岔动作时间监测原理

道岔转换时才会有动作电流，要监测道岔电流就必须监测道岔转换的起止时间。道岔采集机是通过采集1DQJ的落下接点状态来监测道岔转换起止时间，当1DQJ吸起、2DQJ转极，道岔开始转换，转换完毕，1DQJ落下，如图1所示。

1.3 道岔采集机CPU数据处理过程

道岔采集机监测的信息是多方面的，CPU的处理过程可归纳为以下方面。

（1）平时以小于250 ms的周期对开关量（1DQJ、2DQJ、DBJ、FBJ）不断扫描，监测其状态变化。

（2）当监测到某个1DQJ的状态由落下变为吸起时，说明该道岔即将启动，采集机开始起动对应的计时器，启动A/D转换，并以不大于40 ms的采样周期，通过控制模拟量输入板上的多路开关，对该道岔动作电流进行密集采样。

（3）当1DQJ由吸起变为落下时，计时器的计时值则是道岔转换时间。若计时值小于1 s，说明转辙机没有转换或没有转换到底，应立即报警。若计时值大于20 s，1DQJ仍在吸起状态，则说明转辙机发生了故障，亦即报警。

（4）监测相应的道岔定位/反位表示灯和1DQJ、2DQJ状态，逻辑判别道岔的动作位置和动作状况，在确认道岔转变（转换）到位后停止A/D采样。

（5）用3种数据判断道岔位置室内、室外是否一致。用2DQJ继电器位置状态反映室内操作意图，即反映道岔应该转换的位置；用1DQJ接点的吸起落下表示道岔实际转换过程；用DBJ（或FBJ）继电器吸起或落下证实道岔转换之后的位置；智能判断转换过程与道岔位置是否相符，若相符则表明道岔实际位置与室内表示一致，若不符，即刻报警并记录。需注意，只有当排列进路时发生不一致时才报警，而在单独操纵道岔时，只做记录，不报警。当电缆线X1、X2错接，并且二极管极性接反时，则软件无法判断，不能报警。

2 正常时道岔电流曲线分析

S700K三相交流电机动作电流基本曲线，如图2所示。

3根线分别代表三相绕组流过的电流，纵向代表道岔动作电流，横向代表动作时间，动作电流不大于2 A，三相的电流应基本平衡，道岔动作曲线一般将分成3个部分。第一部分为解锁部分（0～0.3 s），第二部分为运行部分（0.5～5.2 s），第三部分为锁闭部分（5.5～5.2 s）。曲线的各部分平滑程度可以分析出道岔在各个阶段的运行状态。

3 S700K道岔非正常时电流曲线分析

3.1 S700K转辙机不能启动（室外断相）

某站S700K道岔发生不能启动，电流曲线表明：黑线表示的B相电流为零，说明道岔不能启动的原因是B相电源缺相；另外两相电流数值达到3.5 A，1 s以后回到零位。

分析电流曲线，发现当星形连接的三相电动机一相缺相时，另外两相电流值能达到额定电流的1.73倍，造成电机线圈发热，进而烧坏电机。所以三相电机的控制电路中都要设计三相断相保护电路。在S700K道岔控制电路中，是以断相保护器来完成断相保护的，在一相断相时，断相保护器中电流不平衡，即输出1个直流电压驱动断相保护继电器，来切断三相电机的动作电路，使电机停转，如图3所示。

3.2 S700K转辙机空转故障

如图4所示，从曲线上看出，三相电源均衡地送到室外，转辙机转动，但到了该锁闭的时间即5 s左右时，并没有锁闭，而是空转至13 s后，由断相保护器切断动作电路造成电流突然降至零点，这是比较典型的尖轨夹异物的曲线。但因交流电机的特性决定，此种曲线不能反映出道岔转动到哪个位置受阻而空转，所以不排除杆件等外部卡阻或机内卡阻等因素，需到现场进一步确认。

3.3 道岔表示电压偏低，道岔无表示

某站7X1道岔启动电流缓放区异常（小台阶高），从道岔动作电流曲线分析，转换时间、启动电流大小均正常，判断是表示回路故障；如在分线盘测试道岔表示电压偏低，应测试室外整流堆，若发现电压不正常，则可分析为道岔表示整流二极管特性发生变化，应立即更换二极管；如在电缆盒检查发现，表示回路室外电阻上电压为0，可分析为室外电阻短路，应更换室外电阻。

3.4 密检器接点不到位

某站5J1道岔启动电流异常（小台阶无），道岔定位无表示。回扳时，曲线正常，反位表示好，如图5所示。

通过浏览道岔电流曲线，说明道岔动作已经到位，判定是密检器到定位时接点不到位或密检器接点未动作造成，直接检查处理密检器故障后，扳动道岔恢复正常。

3.5 TS-1接点接触不良

某站10J2道岔启动电流异常，电流变化很大。

通过分析道岔启动电流曲线，发现电流时大时小；初步判断是道岔TS-1接点接触不良造成，通过进一步测试TS-1接点间有电压，说明TS-1接点有接触不良现象，更换TS-1接点后道岔电流恢复正常。

这一故障，通过观察分析电流曲线的变化范围，还可进一步判断TS-1接点是哪一组接触不良：在电流动作区变化大，是动作接点不良；在电流缓放区变化大，是表示接点不良。

3.6 道岔活动部位缺油

某站道岔扳动时，36J1定→反及反→定动作电流曲线时间均有6 s。正常情况下，道岔转换时间为5 s多一点。动作电流曲线6 s，说明扳动过程中该道岔转换阻力偏大，通过对道岔滑床板等部位注油后再扳动时，动作电流曲线正常。

总之，道岔动作电流曲线基本上反映了道岔的实际运用状态，通过对曲线的观察分析，能够及时发现道岔隐患，可以有重点、有目的地进行维修和整治，为道岔的日常维护工作提供了有力手段，减少了道岔故障率。特别是在客运专线提速道岔的维护工作中，应加强微机监测日常浏览、分析，发现明显异常及时处理，发生类似故障时要充分利用动作曲线这一有效手段观察故障现象，测试故障数据，努力缩小故障点查找范围，提高高速铁路行车安全性和可靠性。

[1]长沙电务段技术科．武广高铁信号设备检修、巡视、测试指南（暂行）.

[2]周桂强．利用微机监测道岔动作电流曲线指导日常维修[J]．铁道运营技术，2006, 12(3):34-35．

[3]任玉江．微机监测道岔曲线状态的分析[J].铁道通信信号，2009(7):36-37.