信号维护支持系统在转辙机故障情况下的应用分析

纪 伟

（天津市地下铁道运营有限公司，天津 300222）

1 系统概述

转辙机系统是地铁信号系统的基础轨旁设备，用于转换道岔控制进路方向，在电气集中设备中，它接收到转换命令后即带动道岔转换；在道岔转换到位后将道岔锁闭在规定位置上，并向电气集中设备给出定位或反位的表示。转辙机系统一旦故障会影响进路的排列，从而对行车效率产生较大的影响。转辙机故障处理较为复杂，以目前国内最为常见的ZDJ9型转辙机系统，故障可分类为机械故障、电路故障、器件故障等，各类故障的故障现象集中反映为道岔失去位置表示，所以需要通过各点位参数测量、器件状态观察、室内外确认等多个步骤来查找故障点，故障处理过程比较繁琐。

城市轨道交通信号维护支持系统（Maintenance Support System，下文简称为MSS 系统），是城市轨道交通信号设备维护和管理的支持系统，可以提供信号设备的监测、设备故障的诊断分析和信号设备的管理等功能。在MSS 系统的支持下，可以通过实时和回放的参数图形，并结合故障现象快速缩小故障查找的范围，极大的加快故障处理的速度。MSS 系统在转辙机故障判断的应用中，主要使用转辙机动作电流曲线图，通过电流曲线快速识别转辙机故障。

2 曲线分析

以天津地铁一号线MSS 系统为例，转辙机单动道岔动作电流曲线如图1所示：

图1 转辙机单动道岔动作电流曲线

动作电流曲线表示了道岔动作的全过程，从道岔启动、转换到锁闭，根据道岔动作的分步，将动作电流曲线相应的拆分为三个部分进行分析。

第一步是道岔启动过程，一启动继电器（下文简称1DQJ）吸起，二启动继电器（下文简称2DQJ）转极，此时出现一个较大的电流峰值，称之为启动电流，峰值约4A。

第二步是道岔转换过程，转辙机动作杆带动尖轨转换方向，此时电流曲线图上显示出平稳的电流，称之为动作电流，电流值约为1.5A，持续时间约4.5秒。

第三步是道岔到位锁闭后给出位置表示的过程，道岔到位后，动静接点组断开原有接电并接通新的接点，此时启动电路切断后由于1DQJ 缓放未落下，三相电380V 还有两相电经过部分表示回路构通，所以会出现短暂的两相电的电流，称之为缓放电流，电流值约为0.5A，持续时间约1秒。

3 故障分析

根据动作电流曲线的分解，可以在故障排查中分别对三部分曲线出现的不同情况进行故障的初判，快速缩小故障查找的范围，便于进行下一步的故障查找。

3.1 启动电流异常

第一步启动电流曲线异常，一般情况为没有启动电流或启动电流未达到正常峰值，未能构通转辙机启动电路，电机未能正常启动，此时应查找转辙机控制电路中启动部分的接点及器件。典型故障点有1DQJ 未励磁吸起或接点接触故障，2DQJ 未励磁转极或接点接触故障，动静接点组接点接触故障。

3.2 动作电流异常

第二步动作电流曲线异常，在故障情况下曲线一般会出现三种异常类型，包括曲线持续时间较短、曲线不平滑以及曲线持续时间过长。

第一种是曲线持续时间较短，即未到正常动作时间，动作电流就归零。动作电流曲线很短甚至未出现，可判断为三相供电条件不满足，排查三相供电的相关电路。典型故障点有断相保护器（简称DBQ）或保护继电器（简称BHJ）故障，三相电有断点导致掉相，1DQJ 接点接触故障。

第二种是曲线不平滑，即曲线有突变的情况。动作电流小浮动的波动，可判断为转辙机动作过程不顺畅，多为机械故障。转辙机动作过程中的卡阻，多为内部机械器件故障，如拉簧损坏、动作杆表示杆动作阻塞等，或外部异物、滑床板掉板问题导致的尖轨动作不顺畅。

第三种是曲线持续时间过长，动作电流曲线在持续13秒后归零，即道岔没有在规定时间转换到位，时间继电器（简称TJ）在13秒计时结束后切断电路。判断为道岔未能转换到位，典型故障为尖轨不能密贴导致的转辙机不能机械锁闭，包括尖轨夹异物，尖轨与基本轨轨缝过大等原因。

3.3 缓放电流异常

第三步缓放电流曲线异常，一般故障情况是没有缓放曲线，即两相电未能构通回路，判断为部分表示电路存在断点。典型故障为表示缺口跑口导致动静接点未闭合，二极管断路，动静接点组接点接触故障等。

转辙机失表示故障的情况下，若动作电流曲线均正常，则进一步排查表示电路的故障点，并且可以排除掉缓放曲线中涉及到的部分表示电路，在表示电路的其他位置进行下一步的故障排查。

通过对动作电流曲线进行拆解分析后，对于大部分故障可以在第一时间缩小故障点范围，较大的提升故障查找的效率。在进一步排查故障时，可以先对典型故障点尝试修复处理，若未能恢复设备，再按照电路图对缩小范围后的控制电路进行逐个点位的排查测量，从而找出故障点位，再进行设备的恢复。

4 结束语

信号维护支持系统对于信号系统设备故障处理效率的提升是显著的，由于厂商差异以及业主功能需求的不同，在故障判断过程中的介入程度也不尽相同。随着新技术的发展，人工智能技术的广泛普及，更多的功能会加入到维护支持系统中。例如转辙机缺口监测技术，利用摄像头采集表示缺口影像，并通过图形识别对比参数，从而实现缺口报警功能。设备质量保障是综合多方面因素的一项技术难题，结合了检修质量、部件质量、人员技能、应急流程等多方面因素，故障排查应该从多方面结合进行，才能真正达到降低故障率、减少故障对运营产生的影响。