繼電器底座特性不良案例分析及處理

朱 偉 時曉汀 中國鐵路上海局集團有限公司合肥電務段

鐵路信號繼電器是鐵路各類信號設備或系統中專用的電磁開關器件，有足夠的閉合和斷開電路的功能，其接點系統必須動作一致；繼電器組合底座作為信號繼電器安裝的接口器材，其各項特性是否符合要求同樣決定了鐵路信號繼電器是否能正常工作。因此，在實際施工與維修中，對繼電器組合底座進行合理選配并檢測，才能保證信號設備運用穩定，確保行車安全。

1 故障現象

2020年2月24日，雷麻店站6/8#道岔反位無表示。查看微機監測曲線，6/8號道岔定位往反位操縱道岔功率曲線異常，6#道岔第二牽引點未動作，功率曲線0.56s后切斷電路，在6#J1，8#J1、J2道岔到反位后，J2無表示；將6/8#向定位操縱時，6#J1，J2到位有定位表示，8#J1，J2未動作，且8#-J2未斷反位表示，10:44再次向反位操縱后，6/8#反位表示正常；故障發生后，在天窗點內試驗時，偶發性出現6/8#道岔定反位均無表示。

2 故障原因分析

2.1 微機監測數據分析

（1）通過微機監測對故障時曲線進行調閱分析，6/8號道岔定位往反位操縱時道岔功率曲線異常，6#-J2未動作，功率曲線0.56 s后切斷電路，6#-J2無表示；結合故障時6/8#道岔在操縱過程中發生瞬間啟動后即停轉現象，并且偶然發生6#-J1能夠轉到底現象，說明6#-J2室外已解鎖，6#-J1能轉到底也說明ZBHJ能勵磁，間接證明了6#-J2的BHJ曾勵磁吸起，現場跨接BHJ第3組前接點時，該牽引點能正常轉換，懷疑為1DQJ自閉電路存在問題，現場更換了DBQ和BHJ繼電器以及底座，但故障現象依舊存在。

（2）故障時轉轍機三相電源曲線。見圖1所示，從曲線上可以看出，三相電流齊全，轉換過程中不存在斷線問題，但曲線時長僅約0.7 s，與正常動作的1.2 s～1.5 s相比，短了約0.5 s。

圖1 轉轍機三相電源曲線

（3）通過回放6#道岔J2故障時監測動作電路曲線，發現道岔三相電源正常送出，說明6#道岔J2動作電路正常，無斷線故障點存在，初步分析，故障原因是室內啟動電路問題。又因為6#道岔J2動作故障現象不穩定，為偶發情況，判斷為6#道岔J2室內啟動電路接點存在接觸不良的情況，從而導致故障現象不穩定。

2.2 6#道岔故障時繼電器動作順序分析

為了研究道岔組合繼電器的動作順序，來回操縱6#道岔時，對該道岔組合進行錄像，通過現場錄像，回放6#道岔J2故障時的室內繼電器動作順序進一步分析。觀察發現6#道岔故障時繼電器動作狀態，6#-J2繼電器動作現象為1DQJ先落下，然后BHJ再落下，與繼電器動作順序不符。下面以6#道岔J2故障時，定位操向反位為例進行說明，存在以下5種狀態：

狀態1：1DQJ正常吸起，1DQJF未吸起，2DQJ未轉極；

狀態2：1DQJ正常吸起，1DQJF未吸起，2DQJ已提前轉極；

狀態3：1DQJ正常吸起，2DQJ已提前轉極，1DQJF吸起；

狀態4：1DQJF吸起，2DQJ已轉極，BHJ吸起，1DQJ落下；

狀態5：1DQJF落下，2DQJ已轉極，BHJ吸起，1DQJ落下。

6#-J2定位操向反位時繼電器的動作狀態（1DQJ吸起-2DQJ轉極-1DQJF吸起-BHJ吸起-1DQJ落下-1DQJF落下），不符合道岔正常操作時繼電器動作順序和邏輯。

2.3 ZYJ7道岔正常動作電路分析

ZYJ7道岔在正常情況下，其動作順序如下：

（1）1DQJ（1DQJF）勵磁。由1DQJ檢查聯鎖條件，當轉換道岔的要求均滿足時，1DQJ勵磁吸起。因1DQJ接點不夠用，增加了復示繼電器1DQJF，在1DQJ吸起后1DQJF也勵磁吸起。

圖2 1DQJ勵磁電路圖

（2）2DQJ轉極。2DQJ為極性保持繼電器，在1DQJ及1DQJF勵磁吸起后，即接通2DQJ動作電路，使其轉極。2DQJ狀態可控制三相交流電源向電機送電的相序，用于控制室外轉轍機電機旋轉方向。如圖3所示。

圖3 2DQJ轉極電路圖

（3）室外道岔轉換。2DQJ轉極后，將室內380V交流電源經斷相保護器（DBQ）后送至室外構通啟動電路。2DQJ定位吸起時，A、B、C三相分別通過X1、X2、X5向交流電機U、V、W三相送電，使三相交流電機道岔正轉；2DQJ反位打落時，A、B、C三相分別通過X1、X4、X3向交流電機U、W、V三相送電，使三相交流電機道岔反轉。通過電機帶動道岔解鎖、轉換到位、鎖閉。如圖4所示。

圖4 ZYJ7單機道岔啟動電路圖

每一牽引點道岔啟動電路中均設置了一個道岔保護繼電器（BHJ），DBQ檢查流過的三相電流值正常且平衡后，輸出直流24 V電壓使BHJ吸起，因此BHJ狀態直接反映出道岔啟動電路狀態：BHJ吸起說明道岔啟動電路正常，道岔正在轉換中；BHJ落下說明三相控制電路斷相，電機停轉。

在道岔正常轉換過程中，BHJ吸起為1DQJ提供了自閉電路，使1DQJ、1DQJF保持在吸起狀態，不間斷的向室外送電。若啟動電路因故障造成三相電流斷電或缺相時，BHJ落下切斷1DQJ自閉電路，停止向室外電機送電，起到保護電機的作用。

（4）道岔轉換完畢。道岔轉換到位后，自動開閉器接點轉換切斷了道岔啟動電路，此時BHJ落下，使1DQJ進入緩放狀態。《維規》中規定：24 V條件下，JWJXC-H125/80型繼電器在失磁時緩放時間不小于0.5 s。1DQJ落下后，監測系統停止對道岔動作電流的記錄。

3 故障原因分析

現場6#道岔J2動作故障現象不穩定，為偶發情況，結合道岔組合繼電器正常動作順序以及故障時動作順序分析，判斷為6#道岔J2室內啟動電路接點存在接觸不良的情況，從而導致故障現象不穩定。

故障時6#-J2的繼電器動作順序是1DQJ吸起-2DQJ轉極-1DQJF吸起-BHJ吸起-1DQJ落下-1DQJF落下，可以分析得出：由于6#道岔J2故障時，在1DQJF未吸起前，2DQJ已提前轉轉極，導致BHJ前接點未接通時，1DQJ已處于緩放狀態并且1DQJ前接點已斷開，即使BHJ后續已吸起，但已經無法保持1DQJ自閉，造成道岔動作電路中斷。

而1DQJ之所以緩放時間變短，可能與1DQJ3-4線圈在動作過程與其他三個牽引點構成了并聯電路，其他牽引點因時間特性，構成了正常的自閉電路，但6#-J2自閉電路未能構通，如圖5所示。

圖5 多余的并聯支路

從圖5中的紅線即是構成多余的三個并聯支路，該分支改變了6#-J2牽引點1DQJ的緩放時間特性，等不到BHJ前接點構通，即斷開了1DQJ的前接點。

經排查6#道岔J2動作電路，發現為2DQJ底座不良導致串電，2DQJ底座1、3端子間存在短接現象，使得6#道岔J2動作時，1DQJ正常吸起后，KZ、KF電源提前通過故障點接通2DQJ繼電器，使得6#道岔J2的2DQJ繼電器提前轉極，提前切斷了6#道岔J2的自閉電路，縮短了1DQJ緩放時間，1DQJ在BHJ接點接通前就已落下，從而使得道岔不能正常動作。

圖6 繼電器底座的測試情況

當更換底座后再次試驗，道岔表示恢復正常，未出現故障時繼電器錯誤動作情況，根據原理圖將6#道岔J2故障時的2DQJ等效短路分析如圖7如所示。

圖7 2DQJ的等效電路

將更換下來的繼電器底座送國家鐵路產品質量監督檢驗中心進行鑒定，鑒定結果為不合格，進一步證明本次故障原因是因為繼電器底座不良導致。

4 整改措施

通過鑒定該批次繼電器底座不合格后，立即組織對該站繼電器底座進行全面更換，目前已全部整改完成，更換后未發生因繼電器底座不良導致的故障。為進一步規范施工管理，對不具備入所檢測的器材，要求施工單位必須提供相關設備的第三方鑒定報告；同時對廠家提供到現場的設備，段按比例進行抽檢，送相關鑒定機構進行專業的測試；要求施工單位提供集成產品中各部零配件的上道資質，并建立具有發熱、絕緣要求的器材清單，按清單提供廠家的質量鑒定報告，會同竣工資料上報電務段存檔。

5 結束語

本文詳細闡述了該道岔啟動故障的原因，從故障現象、處理經過以及電路的動作原理進行分析，最終確認為繼電器底座不良導致的道岔啟動電路繼電器動作時序錯誤，導致道岔偶發性發生故障。通過對此次道岔故障的分析，可以發現信號繼電器組合底座不良導致的故障，故障現象較為復雜，故障點確認也比較困難，繼電器動作時間比較快，肉眼很難同時兼顧一組繼電器動作時序，在遇到該類問題時，可通過錄制繼電器動作視頻，慢速回放，判斷繼電器動作是否符合聯鎖邏輯，從而進一步縮小故障點。

目前對信號組合設備不具備入所檢測條件，如組合架、電源屏、電子設備等，內部元器件是否符合標準，電特性參數是否合格，沒有技術依據，要求施工單位或者集成廠家提供檢測報告以及零部件的上道資質，同時作為設備接管單位，在工程建設初期，可通過第三方對器材進行抽測，鑒定合格后方可上道使用，從而減少因器材不良導致設備故障的可能。