继电器底座特性不良案例分析及处理

朱 伟 时晓汀 中国铁路上海局集团有限公司合肥电务段

铁路信号继电器是铁路各类信号设备或系统中专用的电磁开关器件，有足够的闭合和断开电路的功能，其接点系统必须动作一致；继电器组合底座作为信号继电器安装的接口器材，其各项特性是否符合要求同样决定了铁路信号继电器是否能正常工作。因此，在实际施工与维修中，对继电器组合底座进行合理选配并检测，才能保证信号设备运用稳定，确保行车安全。

1 故障现象

2020年2月24日，雷麻店站6/8#道岔反位无表示。查看微机监测曲线，6/8号道岔定位往反位操纵道岔功率曲线异常，6#道岔第二牵引点未动作，功率曲线0.56s后切断电路，在6#J1，8#J1、J2道岔到反位后，J2无表示；将6/8#向定位操纵时，6#J1，J2到位有定位表示，8#J1，J2未动作，且8#-J2未断反位表示，10:44再次向反位操纵后，6/8#反位表示正常；故障发生后，在天窗点内试验时，偶发性出现6/8#道岔定反位均无表示。

2 故障原因分析

2.1 微机监测数据分析

（1）通过微机监测对故障时曲线进行调阅分析，6/8号道岔定位往反位操纵时道岔功率曲线异常，6#-J2未动作，功率曲线0.56 s后切断电路，6#-J2无表示；结合故障时6/8#道岔在操纵过程中发生瞬间启动后即停转现象，并且偶然发生6#-J1能够转到底现象，说明6#-J2室外已解锁，6#-J1能转到底也说明ZBHJ能励磁，间接证明了6#-J2的BHJ曾励磁吸起，现场跨接BHJ第3组前接点时，该牵引点能正常转换，怀疑为1DQJ自闭电路存在问题，现场更换了DBQ和BHJ继电器以及底座，但故障现象依旧存在。

（2）故障时转辙机三相电源曲线。见图1所示，从曲线上可以看出，三相电流齐全，转换过程中不存在断线问题，但曲线时长仅约0.7 s，与正常动作的1.2 s～1.5 s相比，短了约0.5 s。

图1 转辙机三相电源曲线

（3）通过回放6#道岔J2故障时监测动作电路曲线，发现道岔三相电源正常送出，说明6#道岔J2动作电路正常，无断线故障点存在，初步分析，故障原因是室内启动电路问题。又因为6#道岔J2动作故障现象不稳定，为偶发情况，判断为6#道岔J2室内启动电路接点存在接触不良的情况，从而导致故障现象不稳定。

2.2 6#道岔故障时继电器动作顺序分析

为了研究道岔组合继电器的动作顺序，来回操纵6#道岔时，对该道岔组合进行录像，通过现场录像，回放6#道岔J2故障时的室内继电器动作顺序进一步分析。观察发现6#道岔故障时继电器动作状态，6#-J2继电器动作现象为1DQJ先落下，然后BHJ再落下，与继电器动作顺序不符。下面以6#道岔J2故障时，定位操向反位为例进行说明，存在以下5种状态：

状态1：1DQJ正常吸起，1DQJF未吸起，2DQJ未转极；

状态2：1DQJ正常吸起，1DQJF未吸起，2DQJ已提前转极；

状态3：1DQJ正常吸起，2DQJ已提前转极，1DQJF吸起；

状态4：1DQJF吸起，2DQJ已转极，BHJ吸起，1DQJ落下；

状态5：1DQJF落下，2DQJ已转极，BHJ吸起，1DQJ落下。

6#-J2定位操向反位时继电器的动作状态（1DQJ吸起-2DQJ转极-1DQJF吸起-BHJ吸起-1DQJ落下-1DQJF落下），不符合道岔正常操作时继电器动作顺序和逻辑。

2.3 ZYJ7道岔正常动作电路分析

ZYJ7道岔在正常情况下，其动作顺序如下：

（1）1DQJ（1DQJF）励磁。由1DQJ检查联锁条件，当转换道岔的要求均满足时，1DQJ励磁吸起。因1DQJ接点不够用，增加了复示继电器1DQJF，在1DQJ吸起后1DQJF也励磁吸起。

图2 1DQJ励磁电路图

（2）2DQJ转极。2DQJ为极性保持继电器，在1DQJ及1DQJF励磁吸起后，即接通2DQJ动作电路，使其转极。2DQJ状态可控制三相交流电源向电机送电的相序，用于控制室外转辙机电机旋转方向。如图3所示。

图3 2DQJ转极电路图

（3）室外道岔转换。2DQJ转极后，将室内380V交流电源经断相保护器（DBQ）后送至室外构通启动电路。2DQJ定位吸起时，A、B、C三相分别通过X1、X2、X5向交流电机U、V、W三相送电，使三相交流电机道岔正转；2DQJ反位打落时，A、B、C三相分别通过X1、X4、X3向交流电机U、W、V三相送电，使三相交流电机道岔反转。通过电机带动道岔解锁、转换到位、锁闭。如图4所示。

图4 ZYJ7单机道岔启动电路图

每一牵引点道岔启动电路中均设置了一个道岔保护继电器（BHJ），DBQ检查流过的三相电流值正常且平衡后，输出直流24 V电压使BHJ吸起，因此BHJ状态直接反映出道岔启动电路状态：BHJ吸起说明道岔启动电路正常，道岔正在转换中；BHJ落下说明三相控制电路断相，电机停转。

在道岔正常转换过程中，BHJ吸起为1DQJ提供了自闭电路，使1DQJ、1DQJF保持在吸起状态，不间断的向室外送电。若启动电路因故障造成三相电流断电或缺相时，BHJ落下切断1DQJ自闭电路，停止向室外电机送电，起到保护电机的作用。

（4）道岔转换完毕。道岔转换到位后，自动开闭器接点转换切断了道岔启动电路，此时BHJ落下，使1DQJ进入缓放状态。《维规》中规定：24 V条件下，JWJXC-H125/80型继电器在失磁时缓放时间不小于0.5 s。1DQJ落下后，监测系统停止对道岔动作电流的记录。

3 故障原因分析

现场6#道岔J2动作故障现象不稳定，为偶发情况，结合道岔组合继电器正常动作顺序以及故障时动作顺序分析，判断为6#道岔J2室内启动电路接点存在接触不良的情况，从而导致故障现象不稳定。

故障时6#-J2的继电器动作顺序是1DQJ吸起-2DQJ转极-1DQJF吸起-BHJ吸起-1DQJ落下-1DQJF落下，可以分析得出：由于6#道岔J2故障时，在1DQJF未吸起前，2DQJ已提前转转极，导致BHJ前接点未接通时，1DQJ已处于缓放状态并且1DQJ前接点已断开，即使BHJ后续已吸起，但已经无法保持1DQJ自闭，造成道岔动作电路中断。

而1DQJ之所以缓放时间变短，可能与1DQJ3-4线圈在动作过程与其他三个牵引点构成了并联电路，其他牵引点因时间特性，构成了正常的自闭电路，但6#-J2自闭电路未能构通，如图5所示。

图5 多余的并联支路

从图5中的红线即是构成多余的三个并联支路，该分支改变了6#-J2牵引点1DQJ的缓放时间特性，等不到BHJ前接点构通，即断开了1DQJ的前接点。

经排查6#道岔J2动作电路，发现为2DQJ底座不良导致串电，2DQJ底座1、3端子间存在短接现象，使得6#道岔J2动作时，1DQJ正常吸起后，KZ、KF电源提前通过故障点接通2DQJ继电器，使得6#道岔J2的2DQJ继电器提前转极，提前切断了6#道岔J2的自闭电路，缩短了1DQJ缓放时间，1DQJ在BHJ接点接通前就已落下，从而使得道岔不能正常动作。

图6 继电器底座的测试情况

当更换底座后再次试验，道岔表示恢复正常，未出现故障时继电器错误动作情况，根据原理图将6#道岔J2故障时的2DQJ等效短路分析如图7如所示。

图7 2DQJ的等效电路

将更换下来的继电器底座送国家铁路产品质量监督检验中心进行鉴定，鉴定结果为不合格，进一步证明本次故障原因是因为继电器底座不良导致。

4 整改措施

通过鉴定该批次继电器底座不合格后，立即组织对该站继电器底座进行全面更换，目前已全部整改完成，更换后未发生因继电器底座不良导致的故障。为进一步规范施工管理，对不具备入所检测的器材，要求施工单位必须提供相关设备的第三方鉴定报告；同时对厂家提供到现场的设备，段按比例进行抽检，送相关鉴定机构进行专业的测试；要求施工单位提供集成产品中各部零配件的上道资质，并建立具有发热、绝缘要求的器材清单，按清单提供厂家的质量鉴定报告，会同竣工资料上报电务段存档。

5 结束语

本文详细阐述了该道岔启动故障的原因，从故障现象、处理经过以及电路的动作原理进行分析，最终确认为继电器底座不良导致的道岔启动电路继电器动作时序错误，导致道岔偶发性发生故障。通过对此次道岔故障的分析，可以发现信号继电器组合底座不良导致的故障，故障现象较为复杂，故障点确认也比较困难，继电器动作时间比较快，肉眼很难同时兼顾一组继电器动作时序，在遇到该类问题时，可通过录制继电器动作视频，慢速回放，判断继电器动作是否符合联锁逻辑，从而进一步缩小故障点。

目前对信号组合设备不具备入所检测条件，如组合架、电源屏、电子设备等，内部元器件是否符合标准，电特性参数是否合格，没有技术依据，要求施工单位或者集成厂家提供检测报告以及零部件的上道资质，同时作为设备接管单位，在工程建设初期，可通过第三方对器材进行抽测，鉴定合格后方可上道使用，从而减少因器材不良导致设备故障的可能。