城市轨道交通ZDJ9 转辙机故障动作电流曲线研究分析

关键字：城市轨道交通；微机监测；ZDJ9 转辙机；电流曲线；故障处理

0 引言

在城市轨道交通信号设备中，特别是各线路折返区域，道岔作为列车运行的关键设备，对于运行效率起到至关重要的作用，同时也是设备维护的重点和难点。当前地铁各线路都安装有微机监测系统，充分借助微机监测设备是提升转辙机设备维护质量、减少转辙机故障数量、缩短转辙机故障处理时间不可或缺的重要手段。

城市轨道交通中的信号系统是安全级别非常高的一个系统，信号系统中的终端设备转辙机又是信号系统中的关键设备，它的运行稳定性直接影响行车安全和行车效率。ZDJ9 转辙机故障主要包括电气故障和机械故障。电气故障主要有：启动电路故障、动作电路故障、表示电路故障等；机械故障主要有：解锁卡阻故障、转换卡阻故障、锁闭卡阻故障。这些故障均可影响 ZDJ9 转辙机的正常动作从而导致道岔失去表示，严重时将造成列车晚点，影响正线的运营。

微机监测子系统将传感器技术、现场总线、计算机网络通信、数据库及软件工程融为一体，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。其中动作电流曲线记录了道岔启动、转换、到位给出表示整个动作周期的电流特征，根据不同时间点曲线的特征可分析判断出对应的故障环节，因此，为了可根据异常动作电路曲线迅速锁定故障点并进行处理，本文展开了相关的研究分析并总结了对应的故障判断方法，为同行业信号人员在ZDJ9 转辙机道岔故障处理中提供参考和借鉴。

1 微机监测工作原理

信号微机监测设备一般通过开关量采集器采集 1DQJ 第 4 组接点的中接点（ 1DQJ₄₁ ）和后接点（ 1DQJ₄₃ ）来监测道岔转换起止时间，当采集模块采集到 1DQJ 吸起时说明道岔开始准备进行转换，微机监测系统则根据三相交流道岔监测采集传感器监测的各相位动作电流开始绘制动作电流曲线，当采集模块采集到 1DQJ 落下时说明道岔停止转换，微机监测系统则停止绘制动作电流曲线。

2 正常动作电流曲线分析

以单机道岔定位操作至反位为例，正常动作过程分为 3 个阶段：道岔启动电路阶段、道岔动作转换阶段、道岔动作到位沟通表示阶段。

2.1 道岔启动电路阶段

在道岔从定位操作至反位时，首先联锁机驱动 FCJ 吸起，使得 1DQJ 励磁电路沟通励磁吸起，微机监测系统监测到 1DQJ 吸起后开始根据三相交流道岔监测采集传感器监测的各相位动作电流开始绘制动作电流曲线，在 1DQJ 吸起后但 1DQJF 吸起前，仅交流 380V 电源 A相到达电机 U 相线圈，未沟通回路形成电流（持续时间约 100ms 左右）。1DQJ 吸起后通过第 3 组前接点（ 1DQJ₃₂ ）沟通 1DQJF 励磁电路使得 1DQJF 吸起。当 1DQJ 及 1DQJF 吸起后，交流 380V 电源 A、B 两相分别经过 1DQJ_11-12 及 1DQJF_11-12 两组接点沟通整流二极管形成回路产生小台阶电流，约为0.5A 左右（持续时间约100ms 左右）。

1DQJF 吸起后沟通 2DQJ 转极电路使得 2DQJ 从吸起状态转为落下状态并保持，当 1DQJ吸起、1DQJF 吸起、2DQJ 转极落下这 3 个条件满足时交流 380V 电源 A、B、C 三相分别经过相关接点到达电机U、W、V 线圈使电机通电转动，此时完成道岔启动电路阶段。

2.2 道岔动作转换阶段

电机三相线圈通电开始转动形成 A、B、C 三相电流经断相保护器 DBQ 内部桥式整流器整流输出直流 DC24V 电源使 BHJ 励磁吸起，BHJ 吸起沟通 1DQJ 自闭电路使 1DQJ 保持吸起。电机持续转动直至道岔动作到位，自动开闭器第1 排接点打至第2 排接点切断B 相电源，BHJ 失磁落下，道岔转换动作时间约为5s 左右，电流值约为1.5-2.0A 左右。

2.3 道岔沟通表示电路阶段

道岔动作到位后切断 B 相电源后，因 1DQJ 具有缓放作用，缓放时间约 0.6s 左右，交流380V 电源 A、C 两相分别经过 1DQJ_11-12 及 1DQJF_21-22 两组接点沟通整流二极管形成回路产生小台阶电流，约为0.5A 左右（持续时间约0.6s 左右）。

3 异常动作电流曲线分析

以单机道岔定位操作至反位为例，道岔动作过程中产生的故障原因包括电气故障及机械故障，该两大类型故障均可通过微机监测系统监测到的动作电流曲线反映，根据动作电流曲线的特征可推断出对应的故障所产生的位置。

3.1 一道岔启动继电器励磁故障

动作电流曲线显示空白页：当微机监测系统未采集到动作电流曲线显示空白页可推断为1DQJ 励磁电路故障，因微机监测根据1DQJ 吸起落下时间判断道岔转换起止时间，未绘制相应动作电流曲线说明1DQJ 未励磁吸起，故需重点排查1DQJ 励磁电路。

3.2 一道岔启动复示继电器励磁故障微机监测显示动作电流曲线页面：动作电流曲线页面显示无电流。

可推断为 1DQJF 励磁电路故障，因微机监测采集到 1DQJ 吸起后开始绘制电流曲线，但仅 1DQJ 吸起且 1DQJF 未励磁吸起不能够使电路形成回路电流，故虽能显示动作电流曲线页面，但A、B、C 相电流均为0，故需重点排查 1DQJF 励磁电路。

3.3 二道岔启动继电器转极故障

微机监测显示动作电流曲线页面：A、B 相动作电流 0.5A 左右持续 13s 左右，C 相动作电流为 0

当 1DQJ 及 1DQJF 吸起后，交流 380V 电源 A、B 两相分别经过 1DQJ_11-12 及 1DQJF_11-12 两组接点沟通整流二极管形成回路产生小台阶电流，约为 0.5A 左右，持续时间约 13s 左右。因联锁驱动 FCJ 持续吸起 13s,2DQJ 因转极故障未完成转极，故使 1DQJ 励磁持续时间约 13s左右。可推断为2DQJ 转极电路故障，故需重点排查2DQJ 转极电路。

3.4 一道岔启动继电器自闭电路故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在0.1-0.2s 产生0.5A 左右小台阶电流；0.2s 时刻产生3.7A 左右启动尖峰，说明2DQJ 完成转极；转极后形成A、B、C 三相1.5-2.0A 左右的动作电流，持续时间至0.7s 左右。

因 A、B、C 三相 1.5-2.0A 左右的动作电流持续的时间仅约 0.7s 左右，说明 1DQJ 缓放后落下未完成自闭吸起。可推断为1DQJ 自闭电路故障，故需重点排查1DQJ 自闭电路故障。

3.5 动作 X1 断路故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在 0.2-0.7s 左右产生 4.0A 左右 B、C 相大台阶电流，A 相电流为 0

因 A 相对应 X1，故当 1DQJ 及 1DQJF 吸起后，在 0.1-0.2s 左右未产生 A、B 相 0.5A 左右的小台阶电流。因 A 相断相，故 BHJ 未励磁吸起导致 1DQJ 未完成自闭缓放落下，电流持续至0.7s 左右。可推断为X1 断路故障，故需重点排查X1 断路故障。

3.6 动作 X3 断路故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在0.1-0.2s 左右产生A、B 相0.5A 左右的小台阶电流,在 0.2-0.7s 左右产生 4.0A 左右 A、B 相大台阶电流，在 0.1-0.7s 左右 C 相电流持续为 0。

因 C 相对应 X3 或 X5，又因 1DQJ 及 1DQJF 吸起后，在 0.1-0.2s 左右产生了 A、B 相 0.5A左右的小台阶电流，说明道岔为从定位操作至反位（X1、X3、X4）。可推断为 X3 断路故障，故需重点排查X3 断路故障。

3.7 动作 X4 断路故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在0.1-0.2s 左右产生A、B 相0.5A 左右的小台阶电流,在 0.2-0.7s 左右产生 4.0A 左右 A、C 相大台阶电流，在 0.2-0.7s 左右 B 相电流持续为 0

因 0.2s 时刻 2DQJ 转极完成后形成 A、C 相 4.0A 左右的大台阶电流，B 相电流为 0，B相对应 X2 或 X4。又因 1DQJ 及 1DQJF 吸起后，在 0.1-0.2s 左右产生了 A、B 相 0.5A 左右的小台阶电流，说明道岔为从定位操作至反位（X1、X3、X4）。可推断为 X4 断路故障，故需重点排查X4 断路故障。

3.8 短路故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在 0.2-2.0s 左右产生 B、C 相 17A 左右的电流 , 在0.2-2.0s 左右 A 相电流持续为 6.0A 左右。

因0.2s 时刻2DQJ 转极完成后形成B、C 相17A 左右的电流，A 相电流持续为6.0A 左右。可推断为B、C 相短路，故需重点排查X3 与X4 短路故障。

3.9 卡缺口或二极管断路故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在0.1-0.2s 产生0.5A 左右小台阶电流；0.2s 时刻产生3.7A 左右启动尖峰，说明2DQJ 完成转极；转极后形成A、B、C 三相1.5-2.0A 左右的动作电流，持续时间至5.2s 左右。

因 A、B、C 三相 1.5-2.0A 左右的动作电流持续的时间仅约 5.2s 左右，说明道岔动作到位后切断 B 相电源后，因未形成 0.5A 小尾巴电流。可推断为卡缺口或二极管断路故障，故需重点排查室外二极管电路。

3.10 卡阻故障

微机监测显示动作电流曲线页面：在0.1-0.2s 产生0.5A 左右小台阶电流；0.2s 时刻产生3.7A 左右启动尖峰，说明2DQJ 完成转极；转极后形成A、B、C 三相1.5-2.0A 左右的动作电流，持续时间至13.5s 左右。

因A、B、C 三相1.5-2.0A 左右的动作电流持续的时间约13.5s 左右，说明道岔未动作到位由 DBQ 限时切断。可推断为道岔机械卡阻故障，故需重点排查室外机械解锁转换锁闭卡阻问题。

4 故障动作电流曲线故障定位方法

通过微机监测系统对道岔各种故障情景时监测绘制出的动作电流曲线进行分析，道岔故障时通过动作电流曲线的电流大小、动作时间、相位等特征信息可迅速定位故障范围。通过电流大小可判断道岔故障原因。

5 结语

综上所述，在计算机技术和网络技术以及检测技术发展的基础上，信号微机监测作为新型监测技术应运而生，它所产生的道岔动作电流曲线能够反映道岔运用的质量，是判断正常与否的一个重要指标准。道岔电流曲线能够帮助信号维修人员第一时间发现设备隐患，减少排除故障的时间，能够有目的、有重点的进行维修和整改，能够防患于未然，提高道岔设备的可靠性和运用质量，进而提高行车的效率。

参考文献

[1] 卢伟 . 李春莹 . 刘艳 . 微机监测曲线在分析处理道岔故障中的应用 [J]. 工业控制计算机 .2017,30(09):133-134+138.

[2] 滕东华 . 上海地铁 ZDJ9 转辙机动作曲线的分析 [J]. 铁路通信信号工程技术 .2018,15(04) ：68-72.