集中监测系统在直流转辙机故障分析中的应用

张洋洋

辽宁铁道职业技术学院

集中监测系统在直流转辙机故障分析中的应用

张洋洋

辽宁铁道职业技术学院

文章主要阐述了集中监测系统采集直流转辙机动作电流和表示电压的原理，并且就如何利用集中监测系统对直流转辙机故障进行分析、处理进行了探讨。

集中监测系统；动作电流；表示电压；故障分析

一、引言

铁路信号集中监测系统（CSM）是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。铁路信号集中监测系统把传感器、现场总线、计算机网络通讯、数据库及软件工程等现代技术融为一体，通过监测并记录信号设备的主要运行状态，为电务部门掌握设备的当前状态和进行事故分析提供科学依据。同时，系统还具有数据逻辑判断功能，当信号设备工作偏离预定界限或出现异常时，可以及时进行报警，避免因设备故障或违章操作影响列车的安全、正点运行。铁路信号集中监测系统是铁路装备现代化的重要组成部分。

铁路信号集中监测系统能够监测直流转辙机的主要电气特性和转辙设备机械特性，当偏离预定界限或不能正常工作时应及时预警或报警。监测系统能够及时记录直流转辙机的异常状况，具备预警分析和故障诊断功能[1～2]。

二、直流转辙机监测

2.1 直流转辙机电流采集

直流转辙机的工作状态实质就是直流转辙机输出工作拉力的变化状态。在道岔转换设备维护检修中，测试直流转辙机输出工作拉力可以准确反映直流转辙机的工作情况和道岔的安装运用状态。直流转辙机的动作功率是转辙机实际推拉力的反映。对于直流转辙机，实时功率计算公式为P=UI。其中，U为定值，则I的实时变化正比于P，因此电流曲线可以如实反映P的变化。

直流转辙机电流采集原理如图1所示，监测系统在直流转辙机动作电路X4回线处采样,根据1DQJ条件，监测道岔转换过程中转辙机动作电流、故障电流、动作时间、转换方向。用开关量采集器采集1DQJ的状态，从而获得道岔动作的启动时间和结束时间。采用开环的道岔电流传感器采集直流转辙机的动作电流，传感器的输出连接到直流道岔电流采集组合的智能采集单元，智能采集单元将采集的数据进行处理，并将数据通过RS-485总线传输给接口通信分机。接口通信分机通过网线将数据发送给交换机，然后由交换机通过网线将数据传送给监测主机。

2.2 道岔表示电压采集

采集电路原理如图2所示，道岔表示采集组合的智能采集单元在分线盘道岔表示线处得到道岔表示的交、直流电压，智能采集单元将采集的数据进行处理，并将数据通过RS-485总线传输给接口通信分机。接口通信分机通过网线将数据发送给交换机，然后由交换机通过网线将数据传送给监测主机。每个道岔表示采集单元可以采集4组道岔的表示电压。每组道岔定位和反位各两根采集线。

直流转辙机控制电路，定位表示采集分线盘X1和X3，X1为正，X3为负。反位表示采集分线盘X3和X2，X3为正，X2为负。道岔表示采集单元每层组合可安装9个采集单元，一层采集36组道岔的表示电压。正常直流道岔在一个位置时（定位或反位）交流电压约为60至70伏，直流电压比交流电压低约10伏[3～4]。

图2 道岔表示电压采集流程图

三、直流转辙机故障分析

3.1 异常动作电流曲线分析

直流转辙机动作电流曲线，是以时间为横轴，将一定测量时间间隔的各电流值逐点连接绘制而成的曲线，这些曲线蕴涵了道岔转换过程中的电气特性和机械特性。如图3所示，当道岔由定位向反位转换时，动作电流曲线长时间在一个固定值范围内，道岔不能锁闭，转换过程超时。产生的原因为道岔夹异物，导致道岔转换受阻。

图1 直流转辙机电流采集流程图

图3 直流转辙机电流故障曲线

3.2 异常表示电压曲线分析

直流转辙机表示电压曲线，是以时间为横轴，将一定测量时间间隔的表示电压值逐点连接绘制而成的曲线，这些曲线蕴涵了道岔表示的电气特性。如图4所示，某道岔因雷击导致室外转辙机二极管被击穿，致使道岔表示电压下降一半。

图4 直流转辙机表示电压曲线

四、总结

铁路信号集中监测系统能全天候监测信号设备的运行状态，测定电气性能的偏离界限，及时发现故障隐患，使信号设备具有了自诊断功能，有效地避免因信号设备故障而产生的行车事故。集中监测系统能够监督信号设备工作状态和变化趋势，是推行信号设备状态修的技术基础，为维修决策提供科学依据。

[1]周保寿.信号集中监测系统在ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞故障处理中的应用[J].铁道通信信号，2014（1）：40-43．

[2]刘贺军，胡亚峰.铁路信号集中监测系统研究[J].技术创新，2013（5）：20-25．

[3]张胜平.铁路信号集中监测系统原理及应用[M].成都：西南交通大学出版社，2013．

[4]运基信号［2010］709号铁路信号集中监测系统技术条件[S].

张洋洋（1984-），女，满族，辽宁本溪人，辽宁铁道职业技术学院，助理工程师，工学学士，研究方向铁道通信信号。