ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)動作曲線分析

張鵬

【摘 要】ZDJ9 型道岔動作電流曲線已經(jīng)作為電務(wù)部門檢查 ZDJ9 型道岔維護(hù)質(zhì)量和故障調(diào)查的重要依據(jù)。微機(jī)監(jiān)測對道岔轉(zhuǎn)換時的電流進(jìn)行了實時監(jiān)測，每 0.04s采集一個電流值，用于繪制以時間為橫軸，電流為縱軸的動作電流曲線。道岔轉(zhuǎn)換一次所采集的電流值個數(shù)，是根據(jù)道岔轉(zhuǎn)換時間而定。

【關(guān)鍵詞】ZDJ9；轉(zhuǎn)轍機(jī)；動作曲線

1引言

1997年3月4日中國鐵路總公司組織了關(guān)于加快研發(fā)新型轉(zhuǎn)轍機(jī)的會議，中國通號公司根據(jù)會議要求，加快研發(fā)新型的轉(zhuǎn)轍機(jī)產(chǎn)品的步伐，以適應(yīng)鐵路運輸?shù)牟粩喟l(fā)展。在研發(fā)過程中吸取了國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗，并且結(jié)合我國鐵路和道岔的現(xiàn)實問題進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)，開發(fā)了新型的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)，如ZDJ9型電轉(zhuǎn)機(jī)系列產(chǎn)品，此系列電轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)換力大、效率高，并于1999年8月19日在鄭州鐵路局西安電務(wù)段華縣車站的23號及9號提速道岔上道試驗；2000年1月8日參加了中國鐵路總公司在西安組織的技術(shù)審查會議，并且通過了驗收；2000年10月中旬在蘭州鐵路局武威分局武南電務(wù)段黃羊鎮(zhèn)車站10號及7號道岔上道試驗；2001年3月29日通過了中國鐵路總公司在西安組織的技術(shù)鑒定。之后大量應(yīng)用在國內(nèi)地方鐵路、城市軌道等線路上。特別是近年來，我國客運專線、提速線路及高速鐵路的相關(guān)道岔，廣泛使用了牽引力更大、鎖閉更加可靠、轉(zhuǎn)換時間更短的ZDJ9型交流電轉(zhuǎn)機(jī)及外鎖閉裝置。

然而隨著ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)用量的逐步擴(kuò)大，現(xiàn)場反應(yīng)問題的逐步增多，部分鐵路局反應(yīng)當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)換到四開位置后，需要重新啟動時，交流轉(zhuǎn)轍機(jī)不能正常轉(zhuǎn)換道岔，并且電機(jī)出現(xiàn)明顯的振動和噪聲現(xiàn)象。針對現(xiàn)場反應(yīng)的現(xiàn)象分析是由于有些轉(zhuǎn)轍機(jī)應(yīng)用的場所距離車站信號樓控制室比較遠(yuǎn)，電路損耗大的特殊環(huán)境以及轉(zhuǎn)轍機(jī)、道岔摩擦等會增大阻力，導(dǎo)致當(dāng)?shù)啦硖幱谒拈_位置時偶有電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩不夠，故需要對交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的電機(jī)進(jìn)行研究和改進(jìn)來實現(xiàn)增加電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)。

2轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備監(jiān)測原理和規(guī)則

2.1直流轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測原理和規(guī)則

四線制道岔電流采集：使用電流傳感器穿芯方式采集從分線盤X4到道岔組合側(cè)面的電纜。孔內(nèi)線上電流流向需與電流傳感器標(biāo)注方向一致。六線制道岔電流采集：使用兩個電流傳感器分別采集1DQJ至2DQJF的111和121之間的兩根電流去線。孔內(nèi)線上電流流向需與電流傳感器標(biāo)注方向一致。

1DQJ狀態(tài)采集：使用開關(guān)量采集模塊采集1DQJ繼電器的41和43接點。

道岔分表示狀態(tài)采集：采集DBJ和FBJ的一組空接點的前接點。

監(jiān)測內(nèi)容：道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)轍機(jī)動作電流、動作時間、轉(zhuǎn)換方向。

監(jiān)測量程：電流量程0～10A（單機(jī)）。

動作時間：0～40s（單機(jī)）。

測量精度：電流±3%；時間≤0.1s。

測試方式：根據(jù)1DQJ條件進(jìn)行連續(xù)測試。

采樣周期：40ms。

2.2交流轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測原理和規(guī)則

電壓采集：斷相保護(hù)器前級端子11，31，51。

電流采集：將斷相保護(hù)器21，41，61輸出至后續(xù)電路的線纜在電流傳感器穿芯采集。

1DQJ狀態(tài)采集：使用開關(guān)量采集模塊采集1DQJ/1DQJF繼電器的41和43接點。

道岔分表示狀態(tài)采集：采集DBJ和FBJ的一組空接點的前接點。如沒有空接點，應(yīng)采用半組接點采集方式或增加復(fù)示繼電器方式進(jìn)行采集。

提速道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)類型：ZYJ系列液壓道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)，S700K系列、ZDJ-9系列交流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)。

監(jiān)測內(nèi)容：道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)轍機(jī)動作功率、電流、動作時間、轉(zhuǎn)換方向。

監(jiān)測量程：動作電流0～10A（單機(jī)）；動作時間0～40s（單機(jī)）；功率

0～5KW（單機(jī)）。

測量精度：電流±2%；功率±2%；時間≤0.1s。

測量方式：根據(jù)1DQJ條件進(jìn)行連續(xù)測試。

采樣周期：40ms。

道岔動作電流曲線整個過程由微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的實時采集完成，1DQJ的接點狀態(tài)作為記錄道岔轉(zhuǎn)換起止時間，即1DQJ吸起、2DQJ轉(zhuǎn)極，道岔開始轉(zhuǎn)換，微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)開始釆集相應(yīng)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換完畢，1DQJ落下，微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)停止采集并將記錄的數(shù)據(jù)作為該次轉(zhuǎn)換的電流數(shù)據(jù)集，將電流數(shù)據(jù)集（離散數(shù)據(jù)集）按照時間先后繪制成道岔動作電流曲線（數(shù)據(jù)集），由于采集間隔較短為0.04s，動作電流曲線可以視為連續(xù)性曲線。道岔轉(zhuǎn)換（動作電流曲線）的歷史數(shù)據(jù)，可以通過微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)回放道岔轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)（動作電流曲線），也可直接從微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)中拷貝歷史數(shù)據(jù)（動作電流曲線）。道岔動作電流曲線是一條以電流為縱軸、時間為橫軸，并以一定采集時間間隔的電流值逐點連接繪制而成的曲線。道岔動作電流曲線是反映當(dāng)時道岔狀態(tài)的一個重要指標(biāo)，它可以為電務(wù)部門信號工作人員提供每組道岔詳細(xì)的動作電流曲線，以便隨時掌握道岔的運行情況，發(fā)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換過程中存在的不良反映，有效利用“天窗點”進(jìn)行設(shè)備檢修、養(yǎng)護(hù)及故障處理。

3 ZDJ9系列電動轉(zhuǎn)轍機(jī)正常動作電流曲線分析

ZDJ9型道岔動作電流曲線可以分為如下四個時段。

T1（解鎖區(qū)）：第一階段是道岔解鎖階段，電機(jī)剛啟動時，具有很大的啟動電流，動作電流曲線急劇上升，這時道岔進(jìn)入解鎖狀態(tài)，隨著設(shè)備的運行，道岔解鎖完成后動作桿在桿件內(nèi)有5mm以上空動距離，負(fù)載變小，電流迅速回落。T2（轉(zhuǎn)換區(qū)）：第二階段是道岔的轉(zhuǎn)換階段，電機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)過減速器減速后，以勻速作用于動作桿帶動道岔平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，此階段動作電流曲線應(yīng)為一條平穩(wěn)曲線。受外界阻力作用以及直流電機(jī)的特性，動作電流值會隨著阻力的大小而改變，阻力越大電流越大。

T3（鎖閉區(qū)）：第三階段是道岔的鎖閉階段，這一過程為道岔尖軌被帶動到另一側(cè)，尖軌與基本軌密貼，動作齒輪鎖閉圓弧在動作齒條削尖齒中滑動鎖閉道岔，自動開閉器動接點轉(zhuǎn)換，切斷動作電路。其動作電流曲線為尾部平滑迅速回零，或尾部略有上翹回零.如果道岔尖軌與基本軌剛好密貼.則尾部平滑；如果道岔尖軌與基本軌密貼力較大則尾部上翹。

T4（鎖閉區(qū)）：第四階段是1DQJ繼電器緩放階段。此階段動作電流曲線為零值曲線，曲線長短由1DQJ繼電器緩放時間所決定。

動作電流曲線開始和結(jié)束：微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的采集時刻在1DQJ繼電器吸起時刻開始，在1DQJ繼電器落下時刻結(jié)束。

結(jié)束語

由于ZDJ9型道岔是裝備的直流電動機(jī)，根據(jù)直流電動機(jī)的特性以及ZDJ9型道岔電路特性，道岔的實時狀態(tài)完全可以由道岔動作電流曲線反映出來。ZDJ9型道岔的正常動作過程可分為：解鎖一轉(zhuǎn)換-鎖閉-緩放。由于直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)為串激電機(jī)，特點是電流越大，轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速變慢；反之，電流越小，轉(zhuǎn)矩越小，而轉(zhuǎn)速加快。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：成都地鐵運營有限公司）