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摘 要：由于道岔动作电流偏高,导致速动开关接点拉弧发黑情况严重,六号线全线进行了道岔动作电压降压改造工作,有效降低了道岔动作电流,缓解了速动开关接点发黑的问题.文章参考了广佛线道岔降压降流的改造经验,对六号线道岔进一步降低动作电流进行了探讨.
关键词：道岔；动作电流
中图分类号：U213 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0109-02
六号线为广州地铁首次使用卡斯柯iLOCK联锁系统及五线制的S700K转辙机的线路,在运营初期,道岔的动作电流偏高,造成速动开关接点容易发黑,已多次出现速动开关接点电阻不良造成的故障,这极大影响了设备稳定及列车运营.为此,六号线进行了道岔动作电压降压改造工作,降低了经过速动开关接点的电流,接点发黑的问题得到了一定地改善.
在六号线降压改造之前,广佛线就采用了降低电源电压和串接电阻两种方法解决道岔启动电流过大导致POM4板三相开关跳闸的问题.借鉴广佛线的经验,六号线也存在进一步降低动作电流的可能性.
1 改造的方法
1.1 降低电源电压
国家小功率电动机通用技术条件规定,当电源电压（如为交流电源时,频率为额定）和额定值不超过±5%时,电动机应能连续运行,其输出转矩仍能维持额定值.同时西门子要求的S700K转辙机电机的工作电压范围为交流380±5% V,在这个范围内电机可以保证额定转矩的输出.根据欧姆定律,在负载不变的情况下,降低电压可以降低电流.六号线电源屏的道岔三相交流变压器的输出侧有370 V、390 V、410 V、430 V档,改造前三相交流变压器输出侧接390 V档,要实现降压可以将输出侧调整至370 V或进行输入输出反接操作.由于输入电源屏的外电网三相交流电压在400 V上线波动,即使道岔三相交流变压器输出侧接370 V档,降压效果不理想,因此反接操作的降压空间更大.目前六号线通过将电源屏三相交流变压器输入侧接原输出档位390 V,输出侧接原变压器输入端.改造后转辙机的动作电压均能满足西门子要求的转辙机电机的工作电压范围,动作电流由约3.0 A降至约2.1 A,转辙机测力数据满足广州地铁信号维修规程要求.
1.2 串联电阻
广佛线采用ZYJ7型电动液压转辙机,转辙机的室内控制模块则采用德国西门子公司提供的POM4板.开通初期,频繁出现西门子道岔控制模块POM4板跳闸故障,导致道岔失去供电无法动作.原因是ZYJ7转辙机启动时存在一个较高的瞬间启动电流,造成了POM4板三相开关跳闸.广佛线先通过变压器降压的方法将电压输出降至最低,跳闸现象有所好转,但没有完全解决,因此广佛线在此基础上进行了串联电阻改造,基本解决了板块跳闸问题.
广佛线ZYJ7道岔实施串联电阻降压改造的示意图,如图1所示.在X1至X5串接10 ?赘50 W的电阻,串接的电阻接在终端架处,代替原来的短接片,如图2所示.
2 进一步降低电流的分析
2.1 继续降低电源电压
目前六号线三相变压器输入侧接390 V档,根据变比,可以将输入侧接410 V和430 V进行进一步降压.培训基地的测试数据,见表1.
从上表数据分析,输入侧接410 V档时转辙机动作电压降到348 V,已经超出了西门子要求的转辙机电机工作范围.另外,因为转辙机动作电源没有经过稳压器和UPS稳压,所以外电网电压波动对动作电压有直接影响.微机监测的外电网电压记录,如图3所示,微机监测的转辙机电压记录,如图4所示.受电压波动影响,转辙机动作电压最低358.5 V,说明在交流380±5%伏电机工作范围内,变压器输入侧接390 V档已经达到降压的极限.
但根据表1的测试结果,转辙机在348 V工作电压下电流随电压降低而降低,摩擦力基本没有变化,夹4 mm密贴试验时的电压和电流没有异常,说明虽然转辙机工作电压下降,但转辙机输出的最大力和转速都没有发生变化,即S700K转辙机电机在超过额定电压范围10%的情况下仍可以保证输出额定转矩.因此若要继续通过降低电源电压的方法实现降流,需要考虑放宽S700K转辙机电机额定电压范围的可行性.
2.2 串接电阻
六号线联锁系统的道岔控制是通过继电器接口实现,联锁机驱动定反操继电器和锁闭继电器控制道岔的动作,采集表示继电器的接点获得道岔位置.道岔的动作电压通过电源屏三相交流变压器输出,经过断相保护器和继电器接点,由X1、X2、X5或X1、X3、X4电缆送到室外转辙机.根据技术标准,在动作电压交流380±5%伏的前提下,当单线电阻为54 Ω时,工作电流要求不大于2 A.目前六号线道岔单线最大电阻约20 Ω,所以六号线理论上最大可以串接30 Ω的电阻.
在三相变压器输入侧接390 V档的前提下,在动作回路上串入10 Ω75 W电阻,如图5红框所示.
培训基地测试数据见表2.
从上表数据分析,在串接电阻后道岔动作电压和电流均有下降,摩擦力变化不大,仅从降低电流方面考虑是可以达到改造目的.但在试验过程中发现这种改造方式存在以下问题：
①从改造工艺方面考虑,六号线加装电阻的难度比较高.由于电阻尺寸大,加上每组转辙机需要串接5个电阻,在现有组合架侧面和分线架处都没有足够的位置能够很好地固定电阻.如果需要加装电阻,要对组合架或分线架进行改造,工作量大,风险高.
②通过红外线测温仪对电阻表面进行测温后发现,道岔在动作40次后电阻表面温度由初始的19 ℃上升到了81 ℃,发热量较大,所以这种改造方法对电阻质量、散热和安装工艺的要求较高.
2.3 小 结
降低电源电压的方法工作量小,改造简单,但受限于转辙机电机电压范围交流380±5% V的要求,无法进一步降压.串接电阻的方法虽然在广佛线经过实践验证,但受限于六号线采用的组合架和分线架的设计,改造工作量大、难度高、风险高、工艺要求高.
3 结 语
六号线进一步降低动作电流,目的在于延长速动开关的使用寿命,确保道岔运行稳定.目前六号线速动开关组在道岔每转换3万次更换,以折返站交替折返计算,每四个月速动开关组需要更换.相比线网内同样使用S700K的线路,六号线速动开关的更换频率比较频繁,道岔的维护成本和机内线缆、线耳故障的风险也高.
在降低电源电压和串接电阻都受到一定限制条件的情况下,本文认为：
①研究S700K转辙机电机额定电压范围放宽的可行性,考虑继续降低电源电压的方法.
②对定期更换下来的速动开关组的状态进行评估,研究速动开关组更换周期延长的可行性.
③研究速动开关并联改造的可行性,考虑通过接点并联来实现接点冗余和电流分流.
总之,道岔作为关键行车安全设备,减少设备故障率一方面可以通过技术改造实现,另一方面也需要维修人员精简细修,从“人”的角度发现和消除隐患,保障设备的稳定运行.
参考文献：
[1] GB/T 5171.1-2014,小功率电动机第一部分：通用技术条件[S].
[2] TB/T 3069-2002,S700K-C型电动转辙机[S].
道岔论文参考资料：
结论：关于六号线道岔进一步降低动作电流为关于对写作道岔论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文单开道岔论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
