S700K转辙机整流匣支架的设计与应用

张超

【摘要】 道岔是信号系统的核心执行设备，其工作正常与否，将直接影响到运营效率，甚至严重威胁行车安全。电动转辙机作为道岔转换的外动力，是道岔转换的核心元素，可见其地位相当重要。西门子公司的S700K转辙机是铁路提速后采用的主要机型，特别是在高速铁路上得到广泛运用，具备拉力大、可靠性高、免维护的优点。但现场检修作业过程中经常发现由于电缆盒密封不良等原因，在高铁现场运用过程中，出现了电缆盒内整流匣因受潮短路而烧损的问题，导致道岔失去表示，严重影响行车效率。

【关键词】 S700K 电缆盒 整流匣 进潮

一、研究背景

某日济南局京沪高铁线济南西站27/29号道岔发生定、反位无表示。室内通过查看微机监测道岔启动功率曲线，21时18分11秒反位至定位锁闭后出现小尾巴升高曲线，进一步查看故障时微机监测表示电压曲线，27#道岔J1表示电压为交流12V左右（正常为62V左右），直流为0V（正常为21V左右），初步分析判断为室外整流匣短路故障，室内处理人员通过分线盘测量X1、X2交流电压为11V左右，甩开分线盘X1、X2电缆后，测量X1、X2交流电压为110V左右，直流电压为0V，进一步确认为室外整流匣短路故障。

附图1：27道岔J1故障前功率曲线

现场检查发现对27#道岔J1密检器电缆盒进行检查，现场打开箱盒，检查密检器电缆盒各部配线及螺丝固定情况良好，检查发现整流匣固定底板（木质）下方有灼烧痕迹，并有黑色杂质，检查箱盒内部有进潮现象。分析因该整流匣固定在底板上，整流匣电子板上正负极两引线端子直接接触在底板上，且距离较近，近期降雨天气较多，箱盒内部进潮后，易发生正负极导通，在扳动道岔时，有打火现象，烧损电子板，直至整流匣短路，导致道岔失表。

附图2：整流匣（烧坏）电阻

二、研究意义

传统的整流匣安装装置还有所局限，传统的整流匣安装装置将整流匣紧贴着转辙机电缆盒底部横置安装，既浪费空间，又不能保证在箱盒进水的情况下其与盒内积水的隔离性。故容易造成道岔表示电路短路等故障，无法满足“故障—安全”的设计理念，且与安全性、稳定性、可靠性方面的要求背道而驰。

确保高铁和旅客列车安全万无一失作为政治红线和职业底线。因此设计一种整流匣支架，可以将整流匣竖置在电缆盒内，且与电缆盒上下内盒面间悬空都无直接接触，实现在减少整流匣在箱盒内水平面上的投影面积即减少潮气接触面，使整流匣能在箱盒内积水和返潮的情况下都保持相对干燥的功能。

三、设计实现

（一）理论实现与实际要求

1.该新型支架的制造成本应足够低、且质量可靠。

2.电缆盒内有足够宽大的空间支持将整流匣进行竖置，且其振幅适宜，其振动的范围和强度保持在合理范围内，不会接触到电缆盒箱体及其他元器件。

3.通过减少整流匣的水平投影面积既整流匣竖置的方式来减少箱盒进潮对整流匣工作状态的影响。

4.该支架应设计位置适宜的安装固定装置，一方面将该支架稳定地固定在电缆盒内， 一方面将整流匣固定到支架上，并因地制宜，考虑电缆盒内天然的配件放置状态，解决支架面一侧悬空的问题。

5.将整流匣垂直放置，大大提高了维修人员日常检修的便利性。

6.使用该新型支架将整流匣竖置能有效提高道岔的安全性、稳定性、可靠性。

（二）设计过程

附图3：最初设计建模

设计最开始阶段，我们实地调研了电缆盒内元器件安装配布情况，经过多次究讨论，最终决定采用如上图所示的设计方案，并在CAD软件中设计建模，以方便进一步优化。设计采用阻燃、绝缘材料。

附图4

而后我们利用手边的工具材料，简单搭建设计样品模型，以符合现场实际为第一要求，进行设计验证，并查找不足、优化设计。

本设计为S700K转辙机整流匣支架，将整流匣竖置在电缆盒内。图中所见的固定孔为整流匣原有设计，该支架的设计与使用并未对整流匣进行任何修改。该支架的底部固定螺丝没有碰到整流匣背面元件，杜绝因接触、碰撞造成的不良影响。支架顶部设计为梯形结构，可防止尖锐棱角磨到电缆盒内电线。

附图5：实物模型展示

本设计因地制宜，妥善、充分利用了电缆盒内空间和位置关系，利用支架将整流匣竖置，在箱盒内减少整流匣潮气接触面，且保证了支架的结构稳定性与可靠性。同时垂直放置可以大大提高了日常检修的便利性。

四、产品应用

附图6：现场实际应用

1. 现场应用。

经过多次修改设计与实验，目前已在济南西站全面使用。 通过使用整流匣支架一是避免了因电缆盒进水导致整流匣短路的隐患。二是避免了因为电缆盒进潮导致整流匣接地造成电缆绝缘不良的隐患。

（二）产品优势

1.制造成本低，贯彻落实集团公司节支降耗、提质增效的精神，契合集团公司提境界、上标准、强管理、保安全的要求。

2.选用材料阻燃、绝缘、耐高温、耐侵蚀，有更高的安全性，更适宜电缆盒内环境运用使用。

3.充分利用空间，合理规划安排设备位置。该设计振幅适宜，其振动的范围和强度保持在合理范围内，不会在列车高速经过时因振动而接触到电缆盒箱体及其他元器件。

4.改善整流匣工作环境，满足使电缆盒内整流匣在更恶劣潮湿条件下能稳定工作的要求。

5.易于检查整流匣等元器件的性能情况、损耗程度，及时查明和消除设备隐患。

6.大大减少因电缆盒进潮导致的道岔故障的发生，避免了因为电缆盒进潮导致整流匣接地造成电缆绝缘不良的隐患。

7.满足“故障—安全”的设计理念，符合安全性、稳定性、可靠性方面的设计初衷。深刻贯彻了“确保高铁和旅客列车安全万无一失作为政治红线和职业底线”要求。

五、总结

该设计针对现场设备运用过程中，由于电缆盒密封不良等原因导致的电缆盒内整流匣因受潮短路而烧损的问题，使道岔失去表示，影响行车效率的问题，通过现场学习研究，对该类问题进行了深入分析，找到了其出现的原因，并提出关键改进建议和具体措施。