铁路信号联锁设备故障诊断方法及具体应用

发表时间:2021/5/20   来源:《建筑实践》2021年40卷第4期   作者:韩冰
[导读] 随着我国铁路信号技术的发展和应用,铁路信号已成为传递信息、提高运输效率、改善铁路管理人员劳动条件的重要设施

         韩冰
         中铁电气化局集团第一工程有限公司  北京  100070

         摘要:随着我国铁路信号技术的发展和应用,铁路信号已成为传递信息、提高运输效率、改善铁路管理人员劳动条件的重要设施,车站信号联锁设备更是成为了铁路安全运行的重要保障。本文首先对铁路信号联锁设备进行简单的介绍,然后对有着故障诊断方面的问题进行研究,以供参考。
         关键词:信号;联锁设备;技术;故障
在铁路信号现代化、信息化的进程中,相关联锁设备也在不断地更新、改造,由于铁路信号联锁设备与列车运行安全及运输效率息息相关,因此结合目前铁路信号联锁设备维护与管理现状,进一步研究铁路信号联锁设备维护与故障处理则显得尤为必要。
1铁路信号联锁设备概述
         在列车的运行控制中,铁路信号系统实现了信号控制、调度指挥等目标,发挥了很好的车辆运行指令和安全维护效果。铁路信号系统大致分为车站信号联锁系统、区间信号控制系统、铁路调度指挥系统、列车运行控制系统等,该系统是由联锁设备、机车信号、超速信号、防护设备、集中调度、监督等相关信号设备组成。铁路信号联锁设备是组织指挥列车运行的重要技术装备,其质量和可靠性直接影响信号系统指挥效能的发挥。在目前的铁路运行系统中,常见的铁路信号基础设备主要有信号继电器、信号机、轨道电路、转辙机等。随着计算机技术在铁路行业的发展和应用,尤其是对其可靠性和先进性深入研究,出现了计算机联锁系统,计算机联锁系统设备一般使用双套联锁软件完成相关操作,同时借助双重数据的比较,在数据统一的情况下,生成相关的命令。在为相关命令下达双重保险后,计算机联锁设备还可以实现自检,这样在相关系统设备中一旦出现故障和问题,就能够及时预警,及时应对,这对于提升系统安全性和有效性具有重要作用。
2铁路信号联锁设备故障分析
2.1轨道电路故障分析
2.1.1常见问题
         1)97型25Hz相敏轨道电路在调整状态时,轨道继电器轨道线圈上的有效电压应不小于18V,即高于轨道继电器工作值(15V)的20%,以保证继电器的可靠吸起。用0.06Ω标准分路电阻线在轨道电路送、受电端轨面任一处分路时,轨道继电器端电压(分路残压)应不大于7.4V,而轨道继电器的释放值是8.6V,留有一定余量,以保证前接点可靠断开。
         2)轨道电路要注意工务、电务联合检查,重点检查钢轨与钢轨连接处的绝缘情况,夏季因热胀会导致轨缩缝缩小将工字绝缘垫挤死,冬季因冷缩会导致钢轨头部形状变形将绝缘套管挤烂,最好在春秋两季电务与工务联合对钢轨绝缘夹板做分解检查,除了对鱼尾板和绝缘拉杆进行绝缘检查,还要对钢丝绳和接续线断股进行检查。另外,重点检查未设接收端、有电流检查的连接铜线,避免因跳线或接续线断开造成区段“压不死”而带来行车安全隐患。
2.1.2简单故障诊断
         轨道电路故障主要有“绿光带”和“红光带”。“绿光带”主要是因不解锁而造成,一般是因轨面生锈造成分路不良或进路不完整,“红光带”一般是短路或断路。短路时在送电端限流电阻上测试电压比平时要高,断路时在送电端电阻上测试电压比平时要低。可采用轨道电路故障测试仪或万用表在轨面上推动,当万用表电流档有电流感应时,说明正常;当整个轨道电路在某个点万用表电流档测量没有电流感应,可以判断故障点在此;当发生短路时要重点怀疑轨距拉杆(尤其是使用夹板式拉杆,其内部绝缘套经过长期磨损极易短路);当发生断路时重点怀疑接续线和钢丝绳腐蚀虚接。
2.1.3案例分析
         故障分析:某车站在机车经过后发生“绿光带”故障,而机车压入下一区段在后不显“红光带”故障。

此类故障极为危险,联锁的铁路可靠性和安全性运行得不到保障,发生故障后,应第一时间停止该区段作业,经现场测量发现机车压入后轨面电压过高,2次故障测量都有1.7 V,轨道继电器有残磁吸合不释放,因此,造成车辆“压不死”。
处理措施:①通过分析已确认是室外故障,轨道电路故障一般经过电表测量,根据测量数据判断故障原因,在测量过程中正确掌握万用表测量轨面电压、电流方法,经测量,“绿光带”故障轨面电压明显高于“一送一受”电压值0.8~1.6 V,而“红光带”故障轨面电压也明显高于“一送多受”电压值0.8~1.2 V,两者都会导致轨道继电器有残磁吸合不释放;②“绿光带”故障轨面电压通过送电端变压器选择正确额定电压值,“红光带”故障则先清除轨面锈痕,再调整送电端变压器到额定电压值;③如果经过送电端变压器的端子调节电压范围还不能消除故障,可通过调整电阻器微调轨面电压来消除。
2.2转辙机故障分析
2.2.1常见问题
1)转辙机定反位不转:原因是电机损坏。可检查电机或更换后解决。
2)道岔转换正常,但开闭器接点停在中间位。原因是表示杆的调整杆松动,表示变位;尖轨窜动,使表示变位。可重新调整表示缺口,联系工务解决窜动问题。
3)道岔转换正常,但没表示,尖轨不密贴。原因可能是挤切销断。可更换挤切销;检查并整治道岔,如无备用销,可先拔下副销应急使用。
4)线头、零件腐蚀。原因是盒内湿度大。当雨季来临时加强机内检查,适当涂抹油脂,避免雨淋和水进入机内,在地面低洼区域要加强检查。
2.2.2案例分析
1)电机故障
         某车站双动道岔转辙机电机出现故障,经过分析后确定与电机长期泡水有关。在前一天晚班就已经间歇性的出现几次,通过检查外围线路以及室内继电器的吸合,初步判断为转辙机内部故障,甩除第一动道岔转辙机,第二动道岔故障依旧存在,分析直流电机正反转,是通过同一电机内只有通过不同绕法的定子线圈实现,更换电机故障消除。
处理措施:①先观察室内继电器吸合情况,如果室内定、反位表示及吸合情况检查正常,则可以判断为室外故障;②用电表对外围电路进行测量,对转辙机定操、反操、公共线进行通断与接地检查,如果检查正常应该怀疑转辙机电机故障;③可通过拆除定操、反操、公共线等控制线外挂一新道岔直流电机进行试验,如果电机定、反操转动正常,可更换道岔直流电机排除故障。
2)线路故障
         故障现象:某车站道岔定操正常,反操无作用。
故障分析:之前出现过类似故障,维修人员按同样方法处理,在更换电机后故障仍存在,通过分析,是该道岔反操线路故障。
处理措施:①先观察室内继电器吸合情况,如果室内定、反位表示及吸合情况检查正常,则可以判断为室外故障;②用电表与摇表对外围电路进行测量,对转辙机定位、反位、公共线进行通断与接地检查,结果发现道岔反操线路接地,通过更换反操线路排除故障。
2.3光纤控制系统故障分析
         光电路由器在经过雷击后会出现电源模块烧坏、内部继电器不断出现“嘀哒”响声、电源指示灯指示无或有微弱电源灯、模块指示灯无等故障,无法将电信号转换成光信号。
故障现象:某车站信号联锁系统全面瘫痪,显示器右上角显示“线路出错”。
故障分析:机房内在用单模双纤光纤收发器电源模块被雷击坏造成。
处理措施:①仔细观察故障“线路出错”现象,先理清发生此故障的设备及线路走向,对光纤收发器进行观察,如果光纤收发器的工作灯不正常则更换,要根据信号灯显的异常判断是电源部分还是模块部分出了问题,此次故障明显的现象就是光纤收发器电源信号指示灯指示无或有微弱电源灯;②修复光纤收发器电源模块,恢复光纤收发器电源供电,“线路出错”故障随即排除。
3结束语
铁路交通安全第一,要提升铁路交通安全水平,必须要确保铁路信号联锁设备的安全运行。目前在铁路信号计算机联锁设备的维护和管理中,还存在一定的不足和问题,对此,需要进一步做好铁路信号联锁设备的维护和管理工作,了解联锁设备的常见问题,强化相关人员实践应用水平,为铁路的安全运行提供保障。
参考文献
[1]陈丽.铁道信号联锁设备的故障诊断研究[J].天工.2019(10).
[2]刘富钱.铁路信号设备故障诊断方法探讨[J].电子技术与软件工程.2016(11).
[3]金正忠.浅谈铁路信号联锁设备的故障诊断[J].中国新通信.2020(06)
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