信號維護支持系統在轉轍機故障情況下的應用分析

紀 偉

（天津市地下鐵道運營有限公司，天津 300222）

1 系統概述

轉轍機系統是地鐵信號系統的基礎軌旁設備，用于轉換道岔控制進路方向，在電氣集中設備中，它接收到轉換命令后即帶動道岔轉換；在道岔轉換到位后將道岔鎖閉在規定位置上，并向電氣集中設備給出定位或反位的表示。轉轍機系統一旦故障會影響進路的排列，從而對行車效率產生較大的影響。轉轍機故障處理較為復雜，以目前國內最為常見的ZDJ9型轉轍機系統，故障可分類為機械故障、電路故障、器件故障等，各類故障的故障現象集中反映為道岔失去位置表示，所以需要通過各點位參數測量、器件狀態觀察、室內外確認等多個步驟來查找故障點，故障處理過程比較繁瑣。

城市軌道交通信號維護支持系統（Maintenance Support System，下文簡稱為MSS 系統），是城市軌道交通信號設備維護和管理的支持系統，可以提供信號設備的監測、設備故障的診斷分析和信號設備的管理等功能。在MSS 系統的支持下，可以通過實時和回放的參數圖形，并結合故障現象快速縮小故障查找的范圍，極大的加快故障處理的速度。MSS 系統在轉轍機故障判斷的應用中，主要使用轉轍機動作電流曲線圖，通過電流曲線快速識別轉轍機故障。

2 曲線分析

以天津地鐵一號線MSS 系統為例，轉轍機單動道岔動作電流曲線如圖1所示：

圖1 轉轍機單動道岔動作電流曲線

動作電流曲線表示了道岔動作的全過程，從道岔啟動、轉換到鎖閉，根據道岔動作的分步，將動作電流曲線相應的拆分為三個部分進行分析。

第一步是道岔啟動過程，一啟動繼電器（下文簡稱1DQJ）吸起，二啟動繼電器（下文簡稱2DQJ）轉極，此時出現一個較大的電流峰值，稱之為啟動電流，峰值約4A。

第二步是道岔轉換過程，轉轍機動作桿帶動尖軌轉換方向，此時電流曲線圖上顯示出平穩的電流，稱之為動作電流，電流值約為1.5A，持續時間約4.5秒。

第三步是道岔到位鎖閉后給出位置表示的過程，道岔到位后，動靜接點組斷開原有接電并接通新的接點，此時啟動電路切斷后由于1DQJ 緩放未落下，三相電380V 還有兩相電經過部分表示回路構通，所以會出現短暫的兩相電的電流，稱之為緩放電流，電流值約為0.5A，持續時間約1秒。

3 故障分析

根據動作電流曲線的分解，可以在故障排查中分別對三部分曲線出現的不同情況進行故障的初判，快速縮小故障查找的范圍，便于進行下一步的故障查找。

3.1 啟動電流異常

第一步啟動電流曲線異常，一般情況為沒有啟動電流或啟動電流未達到正常峰值，未能構通轉轍機啟動電路，電機未能正常啟動，此時應查找轉轍機控制電路中啟動部分的接點及器件。典型故障點有1DQJ 未勵磁吸起或接點接觸故障，2DQJ 未勵磁轉極或接點接觸故障，動靜接點組接點接觸故障。

3.2 動作電流異常

第二步動作電流曲線異常，在故障情況下曲線一般會出現三種異常類型，包括曲線持續時間較短、曲線不平滑以及曲線持續時間過長。

第一種是曲線持續時間較短，即未到正常動作時間，動作電流就歸零。動作電流曲線很短甚至未出現，可判斷為三相供電條件不滿足，排查三相供電的相關電路。典型故障點有斷相保護器（簡稱DBQ）或保護繼電器（簡稱BHJ）故障，三相電有斷點導致掉相，1DQJ 接點接觸故障。

第二種是曲線不平滑，即曲線有突變的情況。動作電流小浮動的波動，可判斷為轉轍機動作過程不順暢，多為機械故障。轉轍機動作過程中的卡阻，多為內部機械器件故障，如拉簧損壞、動作桿表示桿動作阻塞等，或外部異物、滑床板掉板問題導致的尖軌動作不順暢。

第三種是曲線持續時間過長，動作電流曲線在持續13秒后歸零，即道岔沒有在規定時間轉換到位，時間繼電器（簡稱TJ）在13秒計時結束后切斷電路。判斷為道岔未能轉換到位，典型故障為尖軌不能密貼導致的轉轍機不能機械鎖閉，包括尖軌夾異物，尖軌與基本軌軌縫過大等原因。

3.3 緩放電流異常

第三步緩放電流曲線異常，一般故障情況是沒有緩放曲線，即兩相電未能構通回路，判斷為部分表示電路存在斷點。典型故障為表示缺口跑口導致動靜接點未閉合，二極管斷路，動靜接點組接點接觸故障等。

轉轍機失表示故障的情況下，若動作電流曲線均正常，則進一步排查表示電路的故障點，并且可以排除掉緩放曲線中涉及到的部分表示電路，在表示電路的其他位置進行下一步的故障排查。

通過對動作電流曲線進行拆解分析后，對于大部分故障可以在第一時間縮小故障點范圍，較大的提升故障查找的效率。在進一步排查故障時，可以先對典型故障點嘗試修復處理，若未能恢復設備，再按照電路圖對縮小范圍后的控制電路進行逐個點位的排查測量，從而找出故障點位，再進行設備的恢復。

4 結束語

信號維護支持系統對于信號系統設備故障處理效率的提升是顯著的，由于廠商差異以及業主功能需求的不同，在故障判斷過程中的介入程度也不盡相同。隨著新技術的發展，人工智能技術的廣泛普及，更多的功能會加入到維護支持系統中。例如轉轍機缺口監測技術，利用攝像頭采集表示缺口影像，并通過圖形識別對比參數，從而實現缺口報警功能。設備質量保障是綜合多方面因素的一項技術難題，結合了檢修質量、部件質量、人員技能、應急流程等多方面因素，故障排查應該從多方面結合進行，才能真正達到降低故障率、減少故障對運營產生的影響。