《故障分析与处理》PPT课件.ppt

1 信号设备故障分析与处理 龚承汉 2 信号设备对确保行车安全和提高运输效率具有重要作用 一旦设备发生故障 将对铁路运输产生直接影响 因此 设备故障后要积极进行应急处理和组织修复 要力求做到 迅速判断故障范围 处理措施得当 查找方法正确 为此在熟悉电路原理和电路动作程序的基础上 应掌握故障分析与处理的基本方法 第一节故障分类与处理方法一 信号故障分类信号联锁设备是故障 安全电路 虽然在设计中采取了许多安全措施 但并不能做到万无一失 设备在长时间使用中 由于连接导线 元件 器材的材质性能 产品质量的差异 焊接 安装质量及使用条件 维修水平和自然界客观因素影响等 都有可能产生故障或影响正常工作 故障的原因和故障现象虽然繁杂 但可以按照一定的方法对其进行分类 以利于对设备故障分析和处理 找出规律 1 按故障的表现分为非潜伏性故障和潜伏性故障 1 非潜伏性故障是工作发生后能及时被发现的故障 即设备在运用中通过电路本身的自诊断技术直观表现出来的故障 如道岔失表示 灯泡主灯丝断丝等故障 3 非潜伏性故障发生后 必须迫使系统或设备不能正常工作 修复后才准许恢复正常工作 否则 就不能称其为非潜伏性故障 非潜伏性故障一般不考虑与其他非潜伏性故障的组合 因为故障是偶然发生的 若发生后及时发现并修复它 那么同时存在两个非潜伏性故障的可能性就小 2 潜伏性故障是故障发生后不能及时表现出来 只有在与另一个故障构成组合时才可显示出故障 如电源接地等故障 潜伏性故障发生后可能会出现短暂的不正常工作状态 然后设备系统又能正常工作 也有可能不发生故障 潜伏性故障应该考虑与其他潜伏性故障或非潜伏性故障的组合 2 按故障的责任原因分为责任故障和非责任故障 1 责任故障是由于对设备维修不良或违章作业造成的影响设备正常使用的故障 如设备超期使用发生故障 设备维修不当影响正常使用 人为作业影响设备正常使用等属责任故障 2 非责任故障是因突发因素或因无法抗拒和防止的外界干扰 自然灾害等造成的故障 如 环境和气候不良 雷击 冰雪 高温 有害物质侵蚀 设备被盗 其他部门管理的设备不良直接反映在信号设备上 3 按故障性质分为断线故障和混线故障 4 1 断线故障 闭合电路某处线路断开 电路转为开路状态 导致设备不能正常工作 2 混线故障 闭合电路某处线路相混或混入其他电源 使电源短路或接地 造成设备不能正常工作 或联锁条件和控制条件短接 导致设备错误动作 二 信号事故和信号障碍信号故障分为信号事故和信号障碍 1 信号事故 1 信号事故及事故等级 根据 铁路交通事故调查处理规则 规定 铁路机车车辆在运行过程中发生冲突 脱轨 火灾 爆炸等影响铁路正常行车的事故 包括运行铁路正常行车的相关作业过程中发生的事故 或者铁路机车车辆在运行过程中与行人 机动车 非机动车 牲畜及其他障碍物相撞的事故 均为铁路交通事故 以下简称事故 凡因信号设备故障而造成的事故为信号事故 根据事故造成的人员伤亡 直接经济损失 列车脱轨辆数 中断铁路行车时间等情形 事故等级分为特别重大事故 重大事故 5 较大事故和一般事故 其中一般事故又分为一般A类事故 一般B类事故 一般C类事故 一般D类事故 各类事故的区分界限是根据事故后果 即事故造成的人员伤亡数目 机车 车辆破坏数目 中断行车时间及造成的经济损失数额等来确定 2 常见的信号事故 信号设备发生故障 构成行车事故时 一般常见的以延误列车运行 挤道岔 列车冲突 列车车辆脱轨等较为多见 常见的信号事故有以下几个方面 信号设备维修不良 信号维修人员违章作业 车站人员发现信号设备不良危及行车安全时 应立即停止使用 来不及采取措施而耽误列车 信号设备中安装的集成元件 分立电子元件及组成的整机 未经测试或超周期使用 运行列车运行时 工厂生产的产品 自安装使用时起 在工厂保修期内 发生重量故障耽误列车行车时 列为生产厂责任事故 超过保修期的列为信号部门责任事故 6 信号工作人员发现信号设备不良危及行车安全时 应积极设法修复 如不能立即修复时 应在 行车设备检查登记簿 内登记 停止使用 停止使用的设备 发生强行使用而造成事故时 列为使用单位责任事故 2 信号障碍未达到信号事故等级的信号设备故障均为信号障碍 包括信号责任障碍和信号非责任障碍 1 信号责任障碍指信号设备维修不良及人为作业影响造成设备故障 影响了正常使用 2 信号非责任障碍指无法防止雷害和自然灾害及无法检查 发现的器材材质不良及外界影响所造成设备故障 影响正常使用时 外界影响属信号非责任障碍 包括电力 电网影响 列车车载体刮 砸及外部人员砸 拆 毁坏设备 道岔尖轨卡物 外界施工影响等 其他不可抗拒的 不可预见的和设备不能承受的外部原因 三 处理故障的程序 7 处理故障不能盲目乱动 要按一定的程序进行 这是缩短处理时间 防止将故障扩大化 复杂化的关键所在 处理设备故障一般应按以下的程序进行 1 故障发生赶赴现场当接到行车人员信号故障通知时或自己发现信号设备故障时 信号维修人员应立即赶赴运转室和现场 2 询问了解信号维修人员到达现场后 应向行车人员询问当时操作情况和故障状态 可通过控制台观察故障现象 必要时可会同车务人员共同试验进一步了解故障状态 3 初步判断在观察了解情况的基础上 初步判断故障的性质和地点是室内还是室外 4 登记停用了解当时列车运行情况 根据故障繁简和所处位置及故障处理所需时间 如果不能马上排除时 应采取果断措施 在车站 行车设备检查登记簿 上登记停用 登记故障发生与设备停用的时间 停用设备的名称 签上登记者姓名 并经车站值班员同意签 8 认 当发生与信号设备有关联的机车车辆脱轨 冲突 颠覆事故时 信号维修人员应会同车站值班员记录设备状态 派人监视 保护事故现场 不得擅自触动设备 并立即报告电务段调度 应注意 发生故障不能忙于处理 应先登记后处理 不能使事故性质升级 5 汇报发生故障 应立即向电务段调度和车间汇报 汇报内容包括故障设备名称 故障现象及影响范围 并说明已采取的措施 以得到指导和帮助 6 处理在不影响行车安全 人身安全和不破坏事故现场的前提下 迅速组织处理 设备停用后 应按故障现象 状态进行分析查找 查找中应采取一定的措施与方法 使用合适的工具仪表 必要时应征得车站值班员同意后方可进行试验 以确定故障的性质和范围 做到沉着 细心 耐心 又快又准地把故障地点和原因找出来 9 应注意 没有弄清原因之前不得擅自乱动设备 故障原因查清后 在修复中不准采用拆甩联锁条件 不合理的人工解锁等不正当的处理故障方法 严禁臆测行事 盲目乱干 防止故障升级 在处理修复中 自始自终应执行 三不动 三不离和七禁止 的安全措施 迅速使设备恢复正常使用 7 试验消记故障修复后 应按所停用范围 认真进行试验 经试验确认故障已排除 无其他异常现象后方可消记 在 行车设备检查登记簿 上进行登记 写明恢复停用设备的名称 时间与故障原因 并经车站值班员签字 至此设备恢复正常使用 8 事故障碍登记对设备发生的故障 信号维修人员应将故障现象以及确认的故障原因 处理情况登记在 信号事故 障碍登记簿 内 作为原始记录备查 9 处理汇报故障处理完后 应把故障的发生状况 处理经过 故障原因及修复措施 恢复使用时间 影响行车情况及故障责任人从中吸取的教训 今后的改进措施等 如实地向电务段调度和车间教训汇报 10 四 处理故障的方法1 应急处理方法信号设备发生故障 一时无法修复 有可能发生事故时 应采取应急措施 尽可能采取有效措施 把损失减少到最低限度 如列车有可能脱轨或相撞 要想尽办法避免 若尚未构成事故 要在规章制度允许的范围内采取措施 争取不构成事故 但应特别注意 决不能使故障升级 为避免发生一般事故而违章作业 以致造成重大事故 现场采取的应急处理方法有以下几种 供参考 1 危及行车安全有可能发生重大事故时采取的应急处理方法首先应关闭防护进路的信号机 可采用取消进路或人工解锁方式或特殊情况关闭信号 在室外可采取短路有关轨道电路区段关闭信号 当机车已越过信号机 司机看不见停车信号时 应向列车发出停车手信号 2 进站信号机不能开放中断行车时应急处理方法办理基本进路信号机不能开放时 应改排变通进路 变通进路不能开放时 改变接车股道 改变接车股道仍不能开放信号 改用引导接车开放引导信号 引导信号不能开放时 利用手信号引导接车 3 出站信号机不能开放影响发车时应急处理方法 11 当办理发车进路 出站信号机不能开放时 应改排变通进路 变通进路不能开放出站信号或无变通进路时 单线区段改用电话闭塞 签发路票发车 双线区段双向运行的可改变运行方向向另一线发车 单向运行的向另一反方向发车 采用电话闭塞 签发绿色许可证 4 进路不能解锁影响其他作业时的应急处理方法确认列车或调车车列通过进路后 进路不能解锁时 首先考虑应进行取消进路方式解锁 其次按人工解锁方式解锁 最后按故障解锁方式解锁 上述方式仍不能解锁 可考虑停电后重新送电再办理解锁 应当注意 信号控制台是由车站值班员 车务人员 操纵使用的 应急处理的操作由车务人员负责 但信号人员应与操作值班人员积极配合 2 处理故障的常规方法铁路现场的信号维修人员 从实践中总结出处理故障的常规方法 即 一看 二试 三查 四测 五处理 掌握和灵活运用这些方法 对于稳 准 快地处理故障是很有帮助的 12 1 看 就是认真观察控制台现象 控制台各种表示灯 电流表 报警及非自复式按钮等获取信息 进行综合分析 初步判断故障的性质和故障范围 2 试 就是办理与试验 不同办理 其一指同一控制对象的不同操作方法 如道岔的单操和进路操纵 进路的取消进路解锁和人工解锁等 其二指路径重叠或部分重叠的进路办理 以此确定具体的故障部位 3 查 就是核实与复查 继电器状态 联锁条件及动作情况等 4 测 就是测试 要充分利用微机监测和其他监测设备的功能检查判断故障 5 处理 查出故障原因后 对症下药 采取相应的措施 需更换元器件的立即更换 能修复的尽快修复 一时不能修复的 应采取应急处理措施 确不能修复时 应将设备停用 第二节道岔控制电路故障分析与处理一 ZD6型电动转辙机道岔控制电路故障分析与道岔有关的故障 从结构上可分为电路故障和机械故障 从电路动作程序上可分为启动电路故障和表示电路故障 从设备位 13 置上可分为室内设备故障和室外设备故障 从故障现象上还可分为道岔不启动 空转和无表示三种故障 1 区分室内外故障 1 道岔启动电路的区分道岔不能启动 先看清控制台现象 必要时还应在分线盘处测回路动作 以确切区分故障在室内还是在室外 当道岔启动电路故障时 可单独操纵道岔 道岔原来位置表示灯不灭 说明1DQJ未励磁 道岔原来位置表示灯熄灭 但是松开单操按钮时 道岔原来位置表示灯又点亮 说明2DQJ不转极 上述两种故障现象 可判断故障在室内 当定 反位表示灯均无表示 且发生挤岔报警时 不能单独操纵道岔 应在分线盘有关端子上测启动电路回路电阻 以区分室内 室外故障 对于四线制道岔来说 X1为定位的启动和表示公用线 X2为反位的启动和表示公用线 X3为定 反位表示公用线 X4为定 反位启动公用线 因此 道岔在定位 X2与X4之间应该是通的 道岔在反位 X1与X4之间应该是通的 以道岔在定位为例 X2与X4之间不通 说明故障在室外 如果X2与X4之间有电阻 一般可确定为室内电路开路 为可靠起见 可单独操纵道岔 14 用万用表直流250V电压档在分线盘处测X2和X4有无直流电压 如果无直流电压 肯定故障在室内 如果有电压 故障在室外 当判断故障在室内 先查看室内道岔启动电路的熔断器 如果熔丝熔断 应换上熔丝后试验一次 再熔断 则为混线故障 区分混线故障在室内还是在室外 应再次在分线盘处测试 拆下分线盘处故障道岔的X2或X4的电缆芯线 测启动电路室内侧的电阻 如果电阻 开路 则为室外故障 如果有电阻 则为室内故障 对于双动道岔 单独操纵后电流表表针摆动一次为室外故障 2 道岔表示电路的区分对于四线制道岔控制电路 定位无表示 在分线盘处测X1与X3的交流电压 反位无表示 在分线盘处测X2与X3的交流电压 若测得交流电压有110V左右 说明室外开路 若测得电压为0V 应断开X3电缆芯线再测电压 有110V左右为室外短路 仍为0V则室内开路 室外短路时 在室内侧750 电阻上应有交流电压 但无直流电压 不必断X3 2 混线故障分析四线制道岔发生混线的故障较为常见 下面对可能发生的混线故障进行分析 15 1 X1与X2相混道岔原在定位 向反位操纵时 道岔启动后熔断反位熔断器 不能转换到底 无位置表示 当道岔向反位驱动后 接通了自动开闭器第2 4排接点 由于X1与X2相混 使反位启动的DZ电源从室内经X2送出后又串到X1 经自动开闭器41 42接点送到定子线圈的1端子上 使道岔又有往回转的趋势 这样 两定子线圈的自感电势相互抵消 导致回路电流过大 熔断反位的熔断器 使道岔停止转换 道岔原在反位 向定位操纵时 道岔启动后熔断定位的熔断器 使道岔不能转换到底 无位置表示 原因分析同上 2 X1与X3相混道岔原在定位 无位置表示 向反位操纵后 道岔能转换到底 但在反位密贴处来回窜动 控制台上电流表表针往返摆动 一直无位置表示 由于X1与X3相混 当道岔向反位转换完毕后 断开自动开闭器第1排接点 接通第2排接点 虽然反位启动电路被断开但因1DQJ有缓放作用 在接点转换过程中能一直保持吸起 启动电源没有断开 于是经过X3 X1等接通定位启动电路 使道岔向定位转换 但只要道岔向定位启动 自动开闭器接点立即变位 16 断开第2排接点又接通第1排接点 反位刚转换完毕 自动开闭器动接点又迅速打向第2排静接点 于是定位启动电路又被接通 就这样循环往复出现道岔在定位密贴处来回窜动的现象 道岔原在反位 有反位表示 操纵至定位 能转换完毕 但无定位表示 再操反位出现道岔在反位密贴处来回窜动的现象 原因同上 3 X2与X3相混道岔原在定位 有定位表示 操纵至反位 道岔能转换到底 无反位表示 因为X2与X3混线 将反位表示电源短路造成道岔无反位表示 道岔原在反位 反位无表示 操纵至定位后 有定位表示 系X1与X3混线所致 4 X1与X4相混道岔原在定位 有定位表示 操纵至反位时 先后熔断定位 反位的熔断器 道岔不能转换到底 一直无位置表示 由于X1与X4混线 道岔由定位操至反位时 在1DQJ刚一吸起 2DQJ未转极的瞬间 直接将DZ DF电源短路 熔断定位熔断器 当2DQJ转极后 DZ和反位DF可正常供出 使道岔启动 但当自动开闭器动接点变位接通第4排静接点时 X4的DF 17 经X1和自动开闭器41 42接点 直接接到定子绕组1端子上 将转子线圈短路 导致熔断反位熔断器 道岔停止转换 定位和反位均无表示 同理可分析道岔从定位操向反位时的故障现象 5 X2与X4相混道岔原在定位 操向反位时 只要2DQJ转极 直接熔断反位的熔断器 道岔不能启动 无道岔位置表示 道岔原在反位 操向定位时 1DQJ吸起 直接熔断反位熔断器 2DQJ转极后 道岔刚一启动 熔断定位熔断器 无道岔位置表示 6 X3与X4混线道岔原在定位 操向反位时 道岔能转换到底 且有反位表示 但反位的熔断器熔断 由于X3与X4混线 当道岔向反位转换完毕 虽然反位启动电路被断开 但1DQJ有缓放作用 缓放过程还可能送出DZ DF电源 于是X2上的DZ经X4 从而将DZ与DF短路 熔断反位熔断器 道岔原在反位 能正常转换至定位 当再次向反位操纵时 也 18 会出现上述现象 操至定位时 不会熔断定位熔断器 这是因为DZ与DF被二极管方向阻隔了 以上分析的混线是在两条电缆芯线完全相混的情况下出现的 当不完全混线或因电缆芯线较长混线点距信号楼较远 回路中有一定线路电阻时 可能不会熔断室内熔断器 但控制台电流表的读数比较大 3 道岔表示电路二极管故障分析道岔表示电路中 二极管Z设在室外转辙机处 它一方面给道岔表示继电器供直流电 另一方面起到混线防护作用 二极管发生故障会造成道岔无位置表示或错误表示 对道岔的安全可靠动作危害很大 二极管故障主要有 断路 击穿和接反三种情况 二极管断路时 道岔表示电路室外为开路状态 使道岔表示继电器DBJ和FBJ落下 控制台道岔位置表示灯无表示 超过13s后挤岔铃响 挤岔表示灯亮红灯 在分线盘X1与X3或X2与X3端子上测试 无直流电压 测得交流电压近似道岔表示变压器的次级电压值 当二极管击穿时 表示电路中为交流电 DBJ和FBJ均不会动作 控制台观察到现象与断路时相同 在表示继电器线圈与分线盘处测试 会测得交流电压值 19 二极管接反时 直流电源反向接至道岔表示继电器 因为道岔表示继电器采用偏极继电器并在电路中接有2DQJ的第3组接点 能防止表示继电器称为吸起 但是 当2DQJ称为转极时 将会使道岔表示继电器称为吸起 这是很危险的 此时在分线盘上测试会测得直流反向电压 4 道岔空转故障分析ZD6电动转辙机对道岔尖轨的锁闭采用内锁闭 当道岔转换完成后 为防止车通过道岔时 将尖轨震开缝隙 在电动转辙机内由带有锁闭圆弧的锁闭齿轮和齿条块 将尖轨锁闭在密贴的位置上 ZD6电动转辙机在转换道岔过程中其主轴共旋转324 其中解锁用32 9 转换尖轨用258 2 锁闭用32 9 电动转辙机的转换锁闭装置 在将电动机的旋转运动变为尖轨的直线往复运动过程中 在尖轨动作前必须先解锁 尖轨动作后 对它进行锁闭 在这个动作过程中 电动转辙机会发生空转故障 电动转辙机转换道岔的空转故障基本是机械故障 常见现象有三种 不解锁空转 解锁空转和密贴空转 1 不解锁空转不解锁空转最明显的特点是齿条块不动 道岔有32 9 的锁闭量 即锁闭齿轮要转动32 9 才能带动齿条块动作 锁闭齿轮转 20 动小于这个数值而发生的空转称为不解锁空转 不解锁空转的原因有 摩擦电流偏小 动接点轴锈蚀 检查柱与表示杆缺口卡阻 锁闭圆弧与齿条块缺油等 2 解锁空转解锁空转指锁闭齿轮转动32 9 后发生的空转 解锁空转有以下几种现象 齿条块不动 原因可能是锁闭齿轮与齿条块不啮合 或它们之间有异物卡阻 齿条块能动 但密贴杆空动距离小于5mm 其原因是道岔不方正 密贴杆轴套的中心线与挡架中心线不在一条直线上而被卡住 或是异物卡阻 齿条块带动密贴杆能完成空动距离 但尖轨不动 原因一般为密贴压力过大或基本轨有 肥边 道岔在四开位置空转 即尖轨能动 道岔转换不到底 主要原因 一是摩擦电流小 二是摩擦阻力大 三是有异物卡阻 其中摩擦阻力过大一般为滑床板不干净 尖轨尾部轨端无缝及接头螺栓过紧等 21 技术空转原因一般都存在异物卡阻 当不能直观发现存在卡阻物时 要区分电动转辙机内部还是外部卡阻 方法是 手摇道岔至空转 突然松开手摇把 如果手摇把有明显的反转 外部卡阻的可能性大 因为尖轨卡阻后受力变形 松开摇把 尖轨有复原的过程而带动摇把反转 如果摇把无明显反转 则尖轨尖端部位或转辙机内卡阻可能性大 而尖轨尖端部位卡阻比较容易发现 多数原因是尖轨与基本轨之间有异物 转辙机内卡阻原因主要有齿条块上部有异物 或挤切销盖松动后顶锁闭齿轮 或表示杆调整不当与后盖相抵住等 3 密贴空转密贴空转有锁闭空转与不锁闭空转两种情况 锁闭空转说明道岔能锁闭 而是道岔驱动电路未断开 一般是启动电路混线造成 不锁闭空转是因为道岔密贴杆带动道岔的动程大于尖轨走行的动程而造成 经重新调整后即可恢复正常 二 S700K型电动转辙机道岔控制电路故障分析与处理S700K型电动转辙机是列车提速后采用的一种新型道岔转换设备 其结构与控制电路同ZD6型电动转辙机有较大差别 所以故障分析与处理方法也有所差异 1 启动电路故障分析与处理 22 S700K型电动转辙机启动电路由1DQJ 2DQJ 1DQJF TJ BHJ DBQ电路和三相交流电动机电路组成 1DQJ和2DQJ励磁电路与ZD6型电动转辙机道岔启动电路基本相同 为防止道岔转换不到底时电动机长时间空转 在1DQJ的1 2线圈自闭电路中串接有BHJ前接点和TJ后接点 当1DQJ吸起 13s后TJ吸起 切断1DQJ自闭电路 为防止三相交流电源缺相 增加了DBQ和BHJ 只要缺一相就使BHJ落下 切断1DQJ电路 转辙机采用三相交流电动机 通过改变交流电源的相序 达到改变电动机旋转方向的目的 当道岔由定位向反位转换时 分线盘X1 X3 X4送出380V电源 由反位向定位转换时 X1 X2 X5送出380V电源 当启动电路发生故障时 必须先区分故障在室内还是在室外 观察控制台上的提速道岔启动表示灯是否亮灯来判断是否启动 如果亮灯说明道岔已经启动 灯亮后13s才灭灯 说明道岔尖轨未转换到底 道岔有故障 如果操纵道岔后 启动表示灯不亮 说明道岔未转动 此种情况下先在室内检查 判断1DQJ是否吸起 2DQJ是否转极 在DBQ的11 13 51端子上测量是否有三相电源 23 为区分故障在室内还是室外 应拔掉表示熔断器后在分线盘处测室外电缆回路电阻 三相交流电动机一相线圈绕组电阻约为7 5 一个回路为两相线圈绕组再加上电缆回路电阻 一般为50 左右 如果三相间都是50 左右 则说明室外设备正常 如果在分线盘处测得三相电缆回路电阻 其中有一个回路电阻值 则说明室外设备有故障 可能有电缆断线 转辙机接点开路或电动机绕组断线等 如果道岔已经启动 尖轨与基本轨不密贴 一般为室外机械故障 故障原因主要有 锁闭铁安装螺栓松动 造成锁块不平衡以致卡阻 锁块有泥沙 摩擦卡阻不灵活或缺油 尖轨有异物卡阻 滑床板严重缺油或吊板 2 表示电缆故障分析与处理S700K型电动转辙机表示电路由BD1 7变压器 DBJ和FBJ及转辙机接点及密贴检查器接点 整流元件等组成 表示电路中检查了三相交流电动机的绕组 由电机绕组的电感特性起到滤波作用 并且整流元件与表示继电器线圈并联 定位表示时 X1与X2交流电压约为65V X2为负 X4为正时直流电压为21V左右 反位表示时 X1与X3交流电压约为65V X3为正 X5为负时直流电压为21V左右 24 当道岔表示电路故障时 一般是应该吸起的DBJ或FBJ落下 控制台道岔位置表示灯不亮 先判断是室内还是室外故障 以道岔定位无表示为例 在分线盘测X1与X2间是否有交流电压 若无交流电压 断开X1端子后再测X1与X2间是否有交流电压 若还是无交流电压 则故障在室内 检查室内熔断器是否良好 或有关配线及接点是否开路 若有交流110V 说明室外有开路故障 查找室外开路故障 从主机电电缆盒开始 测1 2端子无交流电压 说明是电缆断线 有交流110V 说明是转辙机或密贴检查器开路 查找室外转辙机或密贴检查器开路故障 先检查是否卡缺口 如果没有卡缺口 应采用电阻法逐步测量 直至找到故障 并进行相应处理 卡缺口故障一般是连接杆螺母松动和调整不当造成 应紧固螺母并重新调整即可恢复 三 故障实例1 ZD6电动转辙机故障例1 某站20 22号道岔 ZD6 J E型电动转辙机 反位无表示 六线制道岔控制电路 故障分析及处理程序如下 25 1 接故障通知后 信号值班人员立即赶到运转室在 行车设备检查登记簿 上签到登记 2 询问车站值班员并试验设备了解故障情况 20 22号道岔在定位时有表示 当转换到反位时无表示 单操道岔试验 该道岔控制电路为ZD6 J E型电动转辙机六线制双动道岔控制电路 22号道岔的电动转辙机转换完毕且接点到位后 再送给启动电源才能使20号道岔的A B机同时转动 观察电流表摆动及道岔表示灯变化 电流表摆动正常 转动到定位有定位表示 转动到反位无反位表示 可初步判断为表示电路故障 3 登记停用20 22号道岔 请车站按有关行车办法办理接发列车及调车作业 给电务段调度汇报 4 单操20 22号道岔在分线盘确定室内外故障 经过测试 表示X2 X3电压几乎为零 甩开X2 X3 电缆 再测试输出有110V电压 确定故障在室外 且室外有短路情况 正常情况表示交流电压约为70V左右 直流电压约为60V多 5 信号值班人员立即赶到室外20 22号道岔处 有室内电务人员联系转动20 22号道岔 注意观察22号道岔和20号道岔的动作状态 根据测试数据分析和观察道岔转动状态判断22号机的HZ24型电缆盒端子有异物 打开22号道岔的HZ24型短路盒 发现D2 26 X2 D3 X3 间有金属线条短路 之前维修时遗忘 列车震动时偶接 处理完毕 恢复正常 6 会同车站值班人员共同试验良好 消记消点 恢复20 22号道岔正常使用 7 向电务段调度汇报处理的全过程及原因 定责为检修不良 责任心不强 工区分析发生故障原因及吸取教训 2 S700K型电动转辙机故障例2 某站12 14号提速道岔定位无表示 S700K型电动转辙机五线制双动道岔控制电路 故障查找及原因分析 省去处理程序 如下 1 故障现象及查找过程 12 14号提速道岔定位无表示 信号值班人员单操12 14号道岔试验 过程电流表摆动及道岔表示灯变化 注意观察发现电流表有一定的摩擦电流在持续 可初步判断为室外故障 12 14号道岔转动没有转换到底 电流表有持续电流 13s 给不出表示 在分线盘测试电已送出 可确定故障在室外 2 故障原因 信号值班人员在室外现场观察电动转辙机转动时 确定14号锁钩头缺油与锁闭框卡阻 经过注油调整后恢复正常 定责为维修不良 27 转辙机表示缺口监测装置当列车经过轨道尖轨或可动心轨时 由于转向架蛇行 轮缘的冲击力或挤压力必然引起尖轨或可动心轨的横向位移 另外 由于目前可动心轨道岔和一般大于1 2以上的道岔都在尖轨和可动心轨增设牵引点 而牵引点的主要作用是保证尖轨位移与基本轨密贴 但由于尖轨或可动心轨的尖轨与中间部位的动程不同 存在第一 第二牵引点的同步动作问题 因此 对尖轨 可动心轨实行多点转换后 必须对尖轨 可动心轨实行多点检查 使尖轨与基本轨在要求区段内能可靠密贴 以保证提速道岔的动态稳定性 转辙机表示缺口位置的调整一直是电务维修作业的重要内容 当道床变化或轨道位移时 转辙机表示缺口位置将会改变 如不及时调整道岔 则会导致检查柱无法落人缺口 道岔无法给出表示信息 影响行车安全 转辙机表示缺口监测装置 可24h监测缺口位置 当缺口偏移到临界位置时 监测装置将给出预警信号 通知电务工作人员及时维修 此时表示杆尚能落下 信号 28 能正常开放 因此可有效避免因缺口位置变化导致的行车事故 转辙机表示缺口监测装置是实现电务状态修的重要基础设备 经使用后无需定期调整缺口位置 减轻了维修的工作量 转辙机表示缺口监测装置框图如图1所示 其中 传感器用于检测缺口位置 分别在定 反位表示缺口各安装1个 采集器负责采集缺口位置数据 并通过通道传输给监测主控机 监测主控机负责收集各个道岔的数据 集中处理 显示转辙机表示缺口位置信息 并通过CAN总线传输给信号微机监测系统 传感器装置在转辙机内 由于安装空间小 检测精度要求高 环境条件又相对恶劣 因此是值得关注的核心技术 此外 受到通道条件的限制 采集器的供电和数据传输也是需要解决的关键问题 29 1 位置检测传感器位置检测传感器负责检测检查柱在缺口中的位置 传感器按测量方式有直接测量和间接测量之分 按安装位置有内置式和外置式 按输出变量类型有模拟式和开关式 按原理划分有机械式 光电式 电感式 图像式等 每种传感器都有自已的特点 直接测量方式的传感器为内置式 安装在缺口间隙 其输出可直接反映被测间隙的大小 测试精度高 但安装稍复杂 外置式和间接测量方式通常容易安装 但需要仔细调整基准位置 模拟式传感器可反映道岔缺口的变化趋势 但不仅本身成本高而且采集器也较复杂 缺口位置 检测传感器 采集器 道岔1 缺口位置 检测传感器 采集器 道岔2 缺口位置 检测传感器 采集器 道岔n 缺口监测主机 信号微机监测系统 室外 室内 CAN 传输通道 图1转辙机表示缺口监测装置框图 30 机械式传感器无需电源 但易受机械振动和磨损的影响 光电式传感器为非接触测量 寿命长 但易受灰尘影响 电感式传感器在油腻和污浊环境中能正常工作 但温度影响较大 综合考虑成本 安装难易程度 可靠性等因素 并经现场大量试验证明 采用直接安装在检查柱上的机械式开关量传感器效果较好 其原理结构图如图2所示 传感器为2个微动开关 检查柱在正常位置时 表示杆缺口边缘与检查柱上的传感器未接触 开关不动作 为断开状态 当检查柱的一侧与表示杆缺口边缘相距0 6mm时 缺口偏移到临界位置 开关闭合 给出报警信号 2 数据传输 检查柱 传感器 1 5mm 1 5mm 表示杆 图2转辙机表示位置检测传感器原理结构图 31 在转辙机表示缺口监测装置 重点解决2个问题 一是采集数据到微机监测系统的传输问题 二是采集器的供电问题 目前 机械室到各道岔可用的备用电缆非常有限 因此 只能采用1对电缆连接各道岔 通过共线方式 解决车站所有道岔的数据传输 方案1 采用电力线载波通信技术 一对线把每个道岔的采集器连在一起 连至机械室的缺口监测主控机 由监测主控机给采集器供电 采集器采集到的缺口位置数据经电力线传至监测主控机 监测主控机也通过电力线把测试命令传给采集器 实现监测主控机和采集器的双向数据通信 电力线载波通信使用频分技术 实现电源和数据的共线传输 现场使用证明 采用电力线载波通信技术工作稳定 通信可靠 但所要求的采集器较为复杂 成本较高 方案2 采用现场总线技术 利用共线方式实现节点间的双向通信 部分总线提供总线供电方式 如FF H1总线 Hart总线 AS i Dupline等 现场总线的供电采用直流方式 用电压调制实现监测主控机到采集器的数据传输 而采集器到监测主控机的数据传输 则通过负载调制来实现 现场总线技术成熟 通信可靠 节点体积小 集成度高 但节点的允许功耗小 所要求的传感器受到一定的限制 32 根据车站的道岔数据和通道状况 可选择相应的数据传输方案 实现采集数据的可靠传输 3 监测主控机与微机监测系统的通信转辙机表示缺口监测装置是信号微机监测系统的组成部分 缺口监测主控机通过CAN总线和信号微机监测系统的站机连接 采用信号微机监测系统的CAN总线通信协议 数据格式依照铁道部道岔缺口数据规范 监测主控机自主完成采集数据的滤波处理和逻辑判断等工作 并具有独立的显示和人机操作界面 可独立工作 当有缺口报警时 通过CAN总线向信号微机监测系统的站机发送报警信息 为进一步处理过车和其他动态情况下的误报信息 也可在站机程序中增加报警信息的过滤功能 室外数据采集也可用数据采集 KE 和新型的道岔转换锁闭检查装置 DNC 构成 这种装置把原来装在道岔尖轨旁的转辙机分为多个小单元 KE 它对每组道岔实行转换后密贴 锁闭缺口杆检查 数据采集 在每组道岔附近另装一套集中检查逻辑单元 DMC 装置 通过一对共线 将该组道岔动态信息传输到控制中心 信号楼 实现集中监督 事故预防及综合评析的目的 每根尖轨构成一个功能区 可动心轨辙岔尖构成另一个功能区 33 ZD6道岔表示电路理论分析在四线制道岔中 表示电路在正常及故障情况下有不同的数据与之对应 而有些数据由于采用不同的测试方式可能得到不同的数值 如 用半波型与全波型万用表对于输出为110V的表示电压 分别在分线盘和室外的X1 X3或X2 X3上测量 数值就分别为130V和70V左右 因此 弄清这些测试数据的含义 一是可以提高现场信号工处理ZD6道岔表示电路故障的应变能力 二是对电工知识在信号电路的应用有一定的启发 可以起到举一反三 触类旁通的作用 下面通过1组用MF 14型万用表 全波整流测试的数据 见表1 对电路的情况进行分析 并假设下列因素成立 电源功率无限大 供电正弦波无畸变 变压器为理想变压器 漏抗和内阻均为零 表lMF 14型万用表测试不同情况下ZD6道岔交直流电压数值表 34 1 ZD6表示电路的特点如图1所示 正常情况下 ZD6表示电路是单相半波整流电路 且半波整流电路的输出是在负载上 而平时测量的ZD6表示电路电压是在二极管二端 特别需注意的是 继电器线圈除直流电阻外 还有电感 属于电阻 电感性负载 ZD6表示电路采用BD1 7型变压器 变比为2 1 一次侧输入电压U1为220V 二次侧U2为110V 通过二极管半波整流 电容C滤波 在负载表示继电器上输出半波整流直流电压 正常情况下 在分线盘X1 X3或X2 X3间有交流电压70V 直流电压60V 工作继电器 35 器保持吸起 ZD6表示电路在故障及正常状态下都有非常典型的电压数值 如 当继电器线圈开路时 交 直流电压很高 当电容器开路时 交直流电压则很低 而在正常状态下 使用半波整流型万用表测出的交流电压 却高于电源变压器二次输出电压值 达130V左右 现对这些数据进行如下分析和研究 2 故障状态下的数据分析 1 表示电路电容器短路电容器C短路时 表示电路等效电路如图2所示 36 当U2上 一 下 时 二极管D截止 Ud U2 110V 当D上 下 一 时 二极管D导通 忽略二极管D管压降 则Ud 0 因二极管两端只有在D截止时有电压 输出Ud交流电压即为U2的一半 Ud 55V 根据正弦交流电交流与直流电之间的关系 得出Ud的直流电压为0 9Ud 0 9 55V 49 5V 2 继电器线圈断线当继电器线圈断线后 等效电路如图3所示 图3ZD6表示电路继电器线圈断线时简化电路图 37 在U2的正半周 U2上 下 一 二极管D导通 电容器C开始充电 由于电容C 电阻R值较小 电容充电速度较快 可以近似看作U2达到最大值时 电容C充满 Uc极性如图3所示 当C充到最大值后 U2的负半周到来 二极管D截止 电容C无放电回路 几乎保持最大值不变 Uc最大时为UCM 2U2 1 414 110 154V 此时Uc反向加在二极管D两端 因为Uc无放电回路 所以没有放电电流 故R不分压 又由于Uc的不变化 U2线圈相当于短路线 直流电压Vd UCM 154V 这就是在继电器线包断线时 在外线ab间测出高压的原因 直流电压挡测出的是有效值的平均值Vd 即Va UCM 154V 根据全波整流输出直流电压与交流电有效值之间的关系 Vd 0 9Ud有Ud 1 1Vd 1 1 154 170V 因为加在二极管两端的直流电是连续的全波波形 而非半波波形 故需用全波整流公式 即测出的交流电有效值为170V 3 电容器开路当4 F电容断线或失效时 其等效电路如图4所示 由于表示继电器是用漆包铜线绕制而成的 不但具有阻抗 而且具有感抗 但由于不清楚电感值大小 只有采用倒退法求出表示继电器的感抗 因测出的Uab为交流10V左右 而Uab即是半波电压 故加在D两端的全波电压应为2 10 20v 二极管截止时 Ud为20V 38 设继电器的感抗为XL 电阻为r 则继电器阻抗Z r jXL 设r上的压降为Ur XL上的压降为UL 继电器压降为UJ 则UJ Ur UL 当二极管截止时 电阻上无电流通过 故电阻R和r上都无电压降 此时UJ UL Ud 20V 当变压器 次侧1为 2为 一 时 二极管导通 在电流增大期间 L上的电压为左 右 一 在电流开始下降到二极管截止期间 L上的电压为左 一 右 此时电压极性如图4所示电压有如下关系 Ud UJ U2 39 即Ud UL U2 从而UL U2 Ud 110 20 11700UL UJ 108V在U2正半周时 二极管导通 设电路中的电流为i 则在继电器电阻r及限流电阻R上的压降分别为Ur i r UR i R因为U2 Ur UR UL 所以有 Ur UR U2 UL 20 i r R 20i 20 1750又因UL i XL所以XL UL i 108 2 175 9450 继电器两端电压 UJ i Z 2 175 1000 9450 108V当U2为正半周时 即上 下 一 二极管D导通 输出无电压 此时表示继电器产生反电动势 极性为左 右 一 由于750 电阻的限流作用 表示继电器的反电动势小于110V 大约108V左右 40 在二次侧电压U2的负半周 二极管D因反向电压而截止 表示继电器线圈电流从正半周下降到突变为零 电感线圈L产生左 一 右 方向的反向电动势 大小仍然约为108V 此电动势与U2抵消后大约有20V左右的电压加在二极管D上 使二极管反向截止 这正是二极管两端电压的来源 3 正常状态下的数据分析继电器相当于1个电阻r和1个电感线圈L相串联的元件 可以用电阻r和电感线圈L串联等效ZD6道岔表示继电器 如图5所示 41 在U2的正半周 二极管D导通 继电器依靠U2提供的电流保持吸起 同时 U2对电容C进行充电 同样电容C很快充满 在U2的负半周 二极管接反向电压而截止 此时继电器依靠电容C放电维持吸起 ZD6道岔表示模拟电路如图5所示 设L r C回路阻抗为Z 电容阻抗为Xc 则Z Xc r XL Xc XL r 其中Xc 1 j C 1 j2 50 4 0 00001 j796 XL j L j9450 r 1k 所以Z Xc r XL Xc X r 8 35 j868Z相当于1个电阻r1 8 35 和1个容抗为 j868 的电容C1串联 如图6所示 设电容C两端电压为UC1 当U2在正半周时 二极管D导通 电阻r R上有压降 设分别为Ur1 UR 设电流为i则有Uc1 i Zc1 UR1 i r1 UR i R 42 因为 UR Ur1 Uc1 U2 即i R r1 i Zc1 U2 所以i U2 R r1 Zc1 110 750 8 35 868 0 095AUc1 i Zc1 82 4V在U2的负半周 二极管D截止 此时电容器C1上电压Uc1与U2叠加到二极管两端 即Ud U2 Uc1 从而得出 Ud 137V因是半波值为137V 这就是用半波型万用表测试表示电压值为130V左右的原因 全波整流型表实测值是在一个完整周期内计量 因另外半周二极管导通时二极管两端电压为零 所以全波整流型表实测值应为Ud的二分之一 即用全波整流型表来测试 实测电压Ud测 1 2Ud 68 5V 直流Vd 0 9Ud测 61 7V 通过对ZD6表示电路在电容器短路 开路 继电器线圈断线3种故障状态及正常工作状态下表示电路输出交直流电压的分析 计算 说明了长期困扰现场信号工看似异常的测试数据问题 同时也为从事信号维修工作人员提供了用电工知识来研究实际信号电路的方法 对学习和掌握类似电路 提高分析电路能力都有积极作用 43 44 第三节信号机点灯电路故障分析与处理信号机点灯电路涉及室外 先要区分故障点在室内还是室外 一 区分室内外故障当信号机未开放 控制台信号复示器闪光 且方式灯丝断丝报警 说明禁止信号点灯电路故障 在分线盘处测试禁止信号点灯电压 如果有交流220V电压 可断定故障点在室外 如果电压较小或为0V 可初步确定为室内故障 再观察组合侧面的熔丝是否熔断 换上熔丝后又熔断 说明有混线故障 区分混线故障在室内还是室外 再次在分线盘处进行测试 方法是 在分线盘上拆下一根故障回路的电缆线 测室内部分的回路电阻 如果有电阻值 则室内混线 如果电阻值 则故障在室外 信号开放后自动关闭 信号复示器一直闪光或复示器闪光后自动灭灯 说明允许灯光点灯电路故障 如果开放的允许信号同时点亮两个灯 先要区分那个灯位故障 允许灯光点灯电路故障 区分故障在室内还是室外的方法与上述禁止信号点灯电路方法相同 45 为了方便起见 制作了模拟灯泡试验装置 这套装置用一台BX1 34变压器和一个信号点灯用的灯泡灯座 将灯座点亮主灯丝的两个端子分别引出一个线接在变压器的次级上 再从变压器的初级引出两根线分别焊上线夹 发生故障后 将线夹接在故障回路上 灯泡能点亮或开放信号时能点亮 说明室外故障 灯泡不能点亮则为室内故障 按照此法很容易区分信号机点灯电路是室内还是室外故障 二 信号点灯电路故障分析铁路信号机均采用双灯丝灯泡 并设有主 副灯丝自动转换装置 对应每个灯泡各设一台信号点灯变压器起到变压 隔离防护作用 信号点灯电路具有主灯丝断丝后自动转换副灯丝和自动报警的功能 可以根据控制台信号复示器亮灯状态以及报警及时发现点灯电路故障 当信号点灯电路出现故障时 根据控制台显示先装置分线盘处测试 区分故障在室内还是室外 经测试判断确定为室内故障时 先在室内查看熔断器 检查是否电源有电 再检查测试控制条件是否满足 室内电路故障要根据控制条件逐段发现查找 46 确定为室外故障时 按下述方法进行处理 首先根据信号机故障现象 观察室内控制台上信号复示器亮灯状态及主灯丝断丝是否报警 在分线盘处对故障回路电缆接线端子进行测试 确认故障是否在室外 经确认故障在室外后 在信号变压器箱货信号机内电路端子处测试 无电压则为电缆故障 有220V交流电压 一般为信号变压器故障或灯泡接触不良 或灯泡主 副灯丝均断丝或灯丝转换继电器故障等 电缆故障时 在该故障回路电缆经过的电缆盒端子处测试 找出故障断线点进行相应处理或换上备用电缆芯线 信号机内元器件故障时进行相应处理或更换元器件即可 三 故障实例分析例 某站D2调车信号机在办理调车进路时 无法开放信号 不亮灯故障查找及原因分析 省去处理程序 如下 故障现象及查找 D2调车信号机在办理调车进路开放信号时 复示器闪一下 随之熄灭 在室内处理D2 A和D2 BAH线间的交流电压 无电压 说明故障在室内 检查发现D2的熔断器熔断 更换后D2点蓝灯 再次开放调车信号 熔断器再次熔断 说明白灯回路有混线故障 在分线盘甩开D2 BAH电缆线 将万用表调至电阻档 分别测量对内对外电阻 对内测 排除 47 室内短路可能 对外测量电阻约为BX1 34型变压器I次侧电阻 电缆芯线电阻 排除变压器I次侧短路可能 因此断定混线点在白灯BX1 34型变压器 次侧 测试白灯BX1 34型变压器 次侧电阻值接近于零 更换BX1 34型变压器后D2能正常开放信号 恢复使用 原因分析 白灯BX1 34型变压器 次侧线圈内部短路 定责为材质不良 第四节轨道电路故障分析轨道电路用来检查进路是否空闲 反映区段或进路的锁闭和解锁状态 监督列车和调车车列的运行情况 当轨道电路故障时会出现两种现象 一是有车占用无红光带 二是无车占用亮红光带 一 有车占用无红光带显示的故障分析当有车占用时控制台无红光带的故障是非常危险的 发生这类故障后先通知车站值班员停用设备 然后进行处理 这类故障发生的原因一般在室外设备 可先检查控制台光带表示灯是否故障 以及轨道继电器是否落下或接点卡阻或粘连等 48 这类故障发生在室外设备的主要原因有 1 在道岔区段轨道电路 设有轨端绝缘但没有设在受电端的双动道岔渡线或侧线上 因轨端接续线或岔后跳线断开 脱落 而造成死区段 2 轨面电压调整过高或送电端可调电阻的阻值过小造成轨道电路不能正常分路 3 一送多受轨道区段 因各受电端距离较远 轨面电压调整不平衡 有个别受电端轨面电压过高而造成分路不良 4 因钢轨轨面生锈 车辆自重较轻或轮对电阻过大 使车辆轮对分路不良 5 室外发生混线 有其他电源混入 或牵引电流干扰等使轨道继电器误动 二 无车占用点亮红光带的故障分析发生这种故障时 先在控制台观察故障现象 作出初步判断 如果几个轨道电路区段同时出现红光带 应重点在分线盘检查轨道电源熔断器断丝和送电电缆芯线 若相邻两个轨道区段同时出现红光带 一般是相邻两轨道电路轨端绝缘双破损 只有一个轨 49 道区段亮红光带