ZDJ9交流道岔控制電路及斷線故障分析

馮李，蘇朗，邵晨，王佳毓

（1.蘇州大學文正學院；2.蘇州高博軟件職業技術學院；3.蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司；4.卡斯柯信號有限公司，江蘇 蘇州 215000）

圖1 ZDJ9型交流電動轉轍機配線圖

道岔是線路上供列車轉線的設備，它用來使車輛從一個股道轉向或越過另一股道，屬于進路上的可動設備。道岔的位置狀態有兩種：定位和反位，由電動轉轍機來扳動道岔，使道岔位置發生改變。道岔一旦發生故障，將會對行車組織和運行效率造成很大的影響，本文以ZDJ9電動轉轍機的原理著手，根據道岔發生斷路故障時的現象分析得出發生斷路故障的位置點，能夠更加高效地對故障進行定位。ZDJ9型三相交流轉轍機多采用五線制道岔控制電路，分為道岔啟動電路和道岔表示電路兩部分。ZDJ9五線制道岔控制電路由5根線控制室內外設備，其中X1、X2、X3為公用線，道岔定位轉向反位由X1、X3、X4完成，反位轉向定位由X1、X2、X5完成。表示電路定位表示時用到的是X1、X2、X4，反位表示時用到的是X1、X3、X5。

1 道岔啟動電路

道岔啟動電路是動作轉轍機、轉換道岔的電路。電動轉轍機動作控制方式有兩種。

（1）進路方式操作，選路過程中使進路上的道岔按照進路的要求定位操縱繼電器DCJ或反位操縱繼電器FCJ勵磁吸起并自閉，利用DCJ或FCJ吸起接通道岔啟動電路。

（2）道岔單獨操作，操作人員直接操縱道岔至定位或者反位。ZDJ9道岔啟動電路采用分級控制方式，包括：1DQJ勵磁電路、1DQJF勵磁電路、2DQJ轉極電路和電機電路。ZDJ9型交流電動轉轍機配線圖如圖1所示。

2 道岔表示電路

道岔表示電路是反映道岔位置的電路，道岔表示繼電器包括定位表示繼電器DBJ和反位表示繼電器FBJ。DBJ吸起表示道岔處于定位狀態，FBJ吸起表示道岔處于反位狀態。表示電路用DBJ或FBJ的線圈與半波整流二極管并聯構成，電路簡圖如圖2所示。電路采用BD1型變壓器，一次側輸入為220V交流電源，二次側輸出為110V交流電源，對表示電路要按照電源正負半周分別進行分析。

道岔定位表示時，DBJ電路在電源負半周接通。電源正半周的電路為：BDII-3—R1—1DQJ23-21—2DQJ131-132—1DQJF13-11—2DQJ111-112—X2—自動開閉器43-33-34-15-16—二極管Z2-1—R2—自動開閉器36-35—繞組B-A—X1—1DQJ11-13—BDII-4，電能消耗在R2上；電源負半周的電路為：BDII-3—R1—1DQJ23-21—2DQJ131-132—DBJ4-1—X4—自動開閉器11-12—繞組C-A—X1—1DQJ11-13—BDII-4，二極管不導通，DBJ勵磁吸起。

圖2

3 道岔斷路故障分析

道岔控制電路有5根線連接室內電路和室外電路。通過測量分線柜內各連線之間的交流電壓和直流電壓，可以判斷出是哪根線斷路并且判斷出是室內斷線還是室外斷線。道岔定位表示時測量X1～X2之間、X1～X4之間、X2～X4之間的交流電壓和直流電壓，測量結果及斷路位置判斷見表1。

表1 定位表示電壓測量數據

本文以定位表示電路的測量數據進行分析。電路正常情況下，BDI型變壓器的二次側輸出的交流電壓為110V，正常情況下X1～X2之間的交流電壓在65V左右，直流電壓在22V左右；X1～X4之間的交流電壓在2.8V左右，直流電壓為0V；X2～X4之間的交流電壓在65V左右，直流電壓在2.8V左右。

（1）X1室內斷線時，電路的干路斷路，且斷路的位置點X1在電源和電壓測量位置之間，因此二極管支路X1～X2、電動機繞組X1～X4、繼電器支路X2～X4的交直流電壓均為0。

（2）X1室外斷線時，電路的干路斷路，且斷路的位置點1#在電源和電壓測量位置一側，電路中各處電流均為0，負載電阻上沒有壓降，相當于導線，因此X1～X2、X1～X4測的是電源兩端的110V交流電壓，X2～X4測的是一根導線的0V電壓，直流電壓全為0。

（3）X2室內斷線時，電路的二極管支路斷路，且斷路的位置點X2在電源和電壓測量位置之間，因此X1～X2、X2～X4測的是斷路電壓，交直流均為0；但是電源可以經由繼電器形成回路，并聯負載的2條支路，其中1條支路斷路會導致總的負載電阻增大，電流降低，X1～X4之間的電壓會降低，由原來的2.8V降為1.5V。

（4）X2室外斷線時，電路的二極管支路斷路，且斷路的位置點2#在電源和電壓測量位置一側，因此X1～X2、X2～X4測量的是電源2端的交流電壓為110V，X1～X4電壓為0。

（5）X4室內斷線時，繼電器支路斷路，且斷路位置點X4在在電源和電壓測量位置之間，并聯負載的2條支路其中1條支路斷路會導致總的負載電阻增大，電壓升高；因此X1～X2、X2～X4之間的電壓會升高，均由原來的65V升高至75V，直流電壓由22V升高至38V，電流降低，X1～X4之間的電壓會略有降低，由原來的2.8V降為2.5V。

（6）X4室外斷線，繼電器支路斷路，且斷路位置點X4在在電源和電壓測量位置一側，并聯負載的2條支路其中1條支路斷路會導致總的負載電阻增大，電壓升高；X1～X2、X1～X4測量的交流電壓由原來的65V升高至75V，直流電壓由22V升高至38V，X2～X4測不到電壓，因此為0。

4 結語

道岔與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環節，其數量多且養護維修工作量大。作為我國獨立自主研發生產的轉轍機，ZDJ9應用非常廣泛，對于行車安全及列車運行效率影響巨大。本文以ZDJ9交流道岔控制電路為研究對象，深刻分析了啟動電路和表示電路的工作原理及工作過程，并對各連線斷路故障的現象及原因做出了解釋，對道岔的維護及故障處理意義深遠。