簡談降低轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部接點(diǎn)故障率的技術(shù)改造措施

王永清

(蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營一分公司，江蘇蘇州 215000)

1 概述

蘇州軌道交通1、2 號(hào)線信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用西門子的SIACS ECC 電子聯(lián)鎖系統(tǒng)，現(xiàn)場轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備采用S700K 型雙機(jī)牽引，由元件接口模塊通過電纜直接控制轉(zhuǎn)換。該接口模塊控制和表示電路采用四線制道岔控制電路，內(nèi)部速動(dòng)接點(diǎn)組分別采用沙爾特堡接點(diǎn)組和SRT6 接點(diǎn)組，如圖1 所示。

圖1 兩種型號(hào)速動(dòng)接點(diǎn)組Fig.1 Two models of quick-acting contact groups

安全接點(diǎn)均采用德國梅爾微型開關(guān)接點(diǎn)片。作為信號(hào)系統(tǒng)的重要設(shè)備，轉(zhuǎn)轍機(jī)的故障率直接影響著信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而其中又以接點(diǎn)組故障最為常見。

鑒于接點(diǎn)組使用頻率高，易損耗等特點(diǎn)，通過技術(shù)改造降低轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)組故障率將對(duì)信號(hào)設(shè)備維護(hù)及提高行車效率具有重要意義。

2 故障案例及原因分析

2.1 故障案例

蘇州軌道交通1 號(hào)線采用的沙爾特堡接點(diǎn)組，從2012 年4 月上道使用以來發(fā)生接點(diǎn)組故障共計(jì)15 起，蘇州軌道交通2 號(hào)線采用的SRT6 接點(diǎn)組從2013 年12 月上道以來發(fā)生接點(diǎn)組故障共計(jì)19 起，兩種接點(diǎn)故障率都較高。故障造成列車晚點(diǎn)事件增多，對(duì)行車組織影響大，大大降低了運(yùn)營行車效率。現(xiàn)舉例介紹部分故障。

案例1：2013 年6 月3 日1 號(hào)線廣濟(jì)南站2 號(hào)道岔轉(zhuǎn)換到左位后控制臺(tái)無表示，經(jīng)現(xiàn)場故障處理人員測試發(fā)現(xiàn)X1-X3 電纜線間電阻16.3 Ω、X2-X4電纜線間電阻540 Ω 且不穩(wěn)定，經(jīng)逐步查找發(fā)現(xiàn)速動(dòng)接點(diǎn)片A1 到A2 之間電阻在550 Ω 左右擺動(dòng)，如圖2 所示，更換該接點(diǎn)片后故障排除。

圖2 沙爾特堡并聯(lián)接點(diǎn)片及接點(diǎn)積碳Fig.2 Saltburg parallel contact plates and carbon deposition of contact

案例2:2014 年2 月8 日1 號(hào)線鐘南5 號(hào)道岔A 機(jī)室內(nèi)道岔控制POM4 板發(fā)生死板，處理人員更換多塊新板故障依舊存在。測試室外X1-X3 電纜線間電阻20 Ω 正常、X2-X4 電纜線間電阻9 Ω 正常，測試發(fā)現(xiàn)X2 與X1 之間電阻為0，正常應(yīng)為無窮大。趕赴室外發(fā)現(xiàn)速動(dòng)接點(diǎn)組片上有大量冷凝水珠，故障處理人員整組更換后設(shè)備修復(fù)。

案例3:2014 年3 月5 日2 號(hào)線陸慕站6 號(hào)道岔運(yùn)營前檢查轉(zhuǎn)換道岔試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)換至右位控制臺(tái)無表示，為了不影響白天運(yùn)營故將該組道岔轉(zhuǎn)換到左位并鎖定等運(yùn)營結(jié)束后處理。停運(yùn)后處理過程中發(fā)現(xiàn)A 機(jī)轉(zhuǎn)轍機(jī)SRT6 接點(diǎn)組內(nèi)部受阻，造成接點(diǎn)無法接通給出表示，更換SRT6 接點(diǎn)組后，轉(zhuǎn)換試驗(yàn)無卡阻現(xiàn)象發(fā)生，該設(shè)備修復(fù)。

案例4：2015 年8 月3 日2 號(hào)線寶帶橋南站1號(hào)道岔轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)現(xiàn)左右位控制臺(tái)均無表示，處理人員趕赴現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)組受阻不能左右動(dòng)作，后現(xiàn)場更換SRT6 接點(diǎn)組后故障恢復(fù)。

2.2 原因分析

結(jié)合以上4 起故障案例，對(duì)沙爾特堡接點(diǎn)組和SRT6 接點(diǎn)組存在的問題進(jìn)行分析比對(duì)，得到以下結(jié)論。

沙爾特堡接點(diǎn)組存在以下問題。

沙爾特堡接點(diǎn)組在使用中容易產(chǎn)生電弧造成接點(diǎn)氧化積碳，使阻值增大接觸不良，在檢修作業(yè)時(shí)因受空間和環(huán)境影響，很難發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)表面現(xiàn)狀，只能通過測量電阻判斷接點(diǎn)是否正常，但是當(dāng)接點(diǎn)電阻尚未超標(biāo)時(shí)，接點(diǎn)上已經(jīng)氧化并有少量積碳，因此很難通過預(yù)防修方式降低設(shè)備故障發(fā)生的概率。

因軌行區(qū)內(nèi)較潮濕，轉(zhuǎn)轍機(jī)箱內(nèi)易產(chǎn)生水汽，每次檢修作業(yè)時(shí)都發(fā)現(xiàn)機(jī)內(nèi)接點(diǎn)片上有水珠存在，且接點(diǎn)片內(nèi)部有少量積水現(xiàn)象，而沙爾特堡接點(diǎn)組接線柱采用上下接線方式，距離近很容易產(chǎn)生絕緣破損造成短路或產(chǎn)生對(duì)地漏流超標(biāo)，使得POM4 板卡死機(jī)，雖然通過機(jī)內(nèi)存放干燥劑等措施進(jìn)行了預(yù)防，但收效甚微。

SRT6 接點(diǎn)組存在以下問題。

SRT6 接點(diǎn)組驅(qū)動(dòng)板上滾輪采用陶瓷環(huán)和銅環(huán)組合，因滾動(dòng)面材質(zhì)的原因易生銹，且由于位置隱蔽檢修作業(yè)時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)轍機(jī)在轉(zhuǎn)換時(shí)接點(diǎn)組容易造成卡阻。2 號(hào)線試運(yùn)營開通以來此類故障發(fā)生數(shù)量占首位，如圖3 所示。

圖3 SRT6接點(diǎn)組結(jié)構(gòu)及內(nèi)部故障點(diǎn)Fig.3 Structure of SRT6 contact group and diagram of its internal fault points

SRT6 接點(diǎn)組上的拉簧因長期處在潮濕的環(huán)境中，拉簧頭部容易斷裂，斷裂后鎖塊容易頂死造成接點(diǎn)組無法活動(dòng)只能拆卸整組更換。

為降低機(jī)械運(yùn)動(dòng)卡阻，該接點(diǎn)組機(jī)械結(jié)構(gòu)需要定期涂抹黑色潤滑脂，但因轉(zhuǎn)換過程中常將油脂甩到接點(diǎn)片上，易造成接點(diǎn)接觸不良，存在故障隱患。

3 技術(shù)改造措施

為了提高沙爾特堡接點(diǎn)的可靠性，曾采用雙片接點(diǎn)片并聯(lián)方式提高設(shè)備冗余度來降低設(shè)備故障率，但該方法增加了檢修難度和檢修時(shí)間，在進(jìn)行電阻測試時(shí)需要將并聯(lián)接線端子斷開，測試耗時(shí)較長，且每半年測試時(shí)都發(fā)現(xiàn)單片接點(diǎn)電阻值有超標(biāo)，接點(diǎn)上已經(jīng)氧化并有積碳，該情況很難通過月度檢修時(shí)進(jìn)行預(yù)防。而SRT6 接點(diǎn)組也曾做過改進(jìn)，通過將驅(qū)動(dòng)板上的陶瓷環(huán)和銅環(huán)改成304 不銹鋼環(huán)，但依舊未能徹底解決卡阻故障。后來通過分析比對(duì)，決定采用鐵路上常用的TS-1 加強(qiáng)型速動(dòng)接點(diǎn)組進(jìn)行電路改造以提高接點(diǎn)組的穩(wěn)定性。

TS-1 接點(diǎn)采用進(jìn)口耐磨抗氧化滅弧1 mm 厚度銀片，其表面積為28.26 mm2，接點(diǎn)組拉桿上使用高性能彈簧，使得接點(diǎn)的壓力大于3.5 N，增強(qiáng)了接點(diǎn)的導(dǎo)電穩(wěn)定性能和使用壽命。該接點(diǎn)組內(nèi)部機(jī)械動(dòng)作似沙爾特堡接點(diǎn)組，且更換安裝時(shí)只需增加一個(gè)塊轉(zhuǎn)換托板，方便現(xiàn)場改造更換。當(dāng)接點(diǎn)產(chǎn)生積碳時(shí)，檢修人員易觀察并能及時(shí)處理。接點(diǎn)上方采用易拆卸尼龍材質(zhì)蓋板，降低了冷凝水滴入接點(diǎn)的發(fā)生概率，且各相鄰接線柱距離較遠(yuǎn)并采用隔板隔開，可以有效降低絕緣柱因水滴而造成絕緣破損的故障發(fā)生概率。如圖4 所示。

圖4 TS-1加強(qiáng)型接點(diǎn)組Fig.4 TS-1 reinforced contact group

TS-1 加強(qiáng)型接點(diǎn)組采用四線制接線方式在地鐵內(nèi)首次使用，已獲得實(shí)用型新型專利證書。經(jīng)2015年10 月以來逐步在培訓(xùn)基地和軌行區(qū)側(cè)線上有計(jì)劃的推進(jìn)試驗(yàn)，在試驗(yàn)期內(nèi)未發(fā)生速動(dòng)接點(diǎn)組故障，經(jīng)專業(yè)技術(shù)組成員討論一致通過并于2016 年11 月上道更換了24 臺(tái)TS-1 接點(diǎn)組，到目前為止沒有發(fā)生速動(dòng)接點(diǎn)故障。

4 總結(jié)與展望

相比沙爾特堡接點(diǎn)組和SRT6 接點(diǎn)組，TS-1 加強(qiáng)型速動(dòng)接點(diǎn)組在檢修過程中目測方便，當(dāng)發(fā)生接點(diǎn)積碳時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，具有優(yōu)良的接點(diǎn)導(dǎo)電性能及良好的防潮措施等優(yōu)點(diǎn)。通過現(xiàn)場測試驗(yàn)證，將接點(diǎn)組更換為TS-1 加強(qiáng)型速動(dòng)接點(diǎn)組并進(jìn)行四線制電路改造可以有效降低接點(diǎn)組故障發(fā)生概率。蘇州軌道交通1 號(hào)線和2 號(hào)線將在后續(xù)大修時(shí)，將現(xiàn)有的S700K 型轉(zhuǎn)轍機(jī)速動(dòng)接點(diǎn)組均更換為TS-1加強(qiáng)型接點(diǎn)組，以提高設(shè)備穩(wěn)定性。

同時(shí)考慮到每年除速動(dòng)接點(diǎn)組故障外，安全接點(diǎn)片故障也是轉(zhuǎn)轍機(jī)故障發(fā)生的高點(diǎn)位，故障原因多為接點(diǎn)內(nèi)部容易氧化炭黑造成接點(diǎn)接觸不良。鑒于KA 型安全接點(diǎn)組接點(diǎn)方便觀察和檢修（如圖5 所示），且通過更換速動(dòng)接點(diǎn)的同時(shí)也驗(yàn)證了KA 型安全接點(diǎn)組的可靠性，下一階段考慮采用KA 型安全接點(diǎn)組進(jìn)行替換，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性。

圖5 梅爾安全接點(diǎn)與KA型安全接點(diǎn)對(duì)比Fig.5 Comparison between Maier safety contact and KA safety contact