优化应用道岔表示电压辅助分析高速铁路道岔故障

鲁富

摘要：道岔表示电压是分析道岔故障的重要监测数据，但现有采集数据不够全面，量程设置不够合理。通过对道岔表示电压进行优化应用，可以及时发现道岔隐患，快速精确地判断故障类型及范围，为设备问题克缺和故障处理提供可靠依据。

关键词：道岔故障；道岔表示电压；优化应用

1.引言

道岔是高速铁路行车必需的转换设备，道岔故障是列车准点的最常见拦路虎之一，准确预防、判断道岔故障显得尤为关键。近年来，随着我国高速铁路的快速发展，上海局集团公司管内的列车密度越来越大，道岔电路故障一直是阻碍高铁运输效率的主要因素之一，有效地预防、判断、处理隐患和故障显得尤为重要。

目前，利用信号集中监测设备中采集的道岔表示电压区分道岔室内外开路故障效果明显，但是不能确定具体故障范围，更不能满足提前发现道岔表示电压微小波动、判断短路故障等要求，甚至仅有的道岔表示电压数据可能会造成现场人员在应急处理时做出误判。因此，优化应用道岔表示电压势在必行。

2.道岔表示电压采样原理及现状

道岔表示电压监测采集点设在分线盘处，是道岔电路上室内和室外的分界点，实时采集并生成电压曲线；定位采集X2和X4端子，X2为负，X4为正；反位采集X3和X5，X5为负，X3为正。当前信号集中监测对道岔表示电压采集共有4项数据：定位表示交流电压（X4/ X2）、定位表示直流电压（X4/ X2）、反位表示交流电压（X3/ X5）、反位表示直流电压（X3/ X5）。

3.道岔故障实例分析及道岔表示电压优化措施

3.1某站列车通过后进路遗留绿光带

现象描述：某站X信号机至XV信号机进路遗留绿光带，回放显示1#J1定位表示在列车通过时瞬间闪断，1秒后恢复。

分析判断：调阅1#J1定位道岔表示电压曲线，交流电压由正常时62.4V上升至108V，直流电压由正常时20.9V下降至0.5V，判断故障点在室外。

存在问题：道岔故障前，道岔表示电压已发生微小波动，交流电压上升0.8 V，直流电压下降0.3V；由于量程设置较宽且道岔表示电压波动幅度未达到报警上下限，所以监测无报警，调阅人员浏览日曲线时也未能及时发现异常。

优化措施：合理设置量程及报警上下限，统一处置标准。首先把道岔表示电压日曲线纵坐标的宽泛量程进行有效修改，交流设置为55V- 65V，直流设置为18V-25V；然后根据道岔交直流正常表示电压值及波动规律，合理设置报警上下限，交流为日报表平均值±0.5V，直流为日报表平均值±1V；最后规范处置标准，即由道岔表示电压波动的严重程度将问题分为隐患联系单、红色预警、黄色预警、蓝色预警四级，其中隐患联系单为一日内交流两次波动1.8V及以上，需要应急人员现场看守，红色预警为交流波动1.8V及以上一次，需要车间利用当晚天窗组织检查处理，黄色预警为交流波动1.2V-1.8V，需要工班长利用最近天窗现场检查处理，蓝色预警为交流波动0.7 V -1.2V，需要工区结合一周内天窗进行检查处理。监测分析人员通过道岔表示电压超限报警和日常调阅，便能及时地发现道岔表示电压变化情况，根据波动预警级别通知现场工区进行检查处置。

3.2某站1#道岔存在失表隐患

现象描述：某站1#J3反表电压交直流电压异常波动，交直流电压同时下降，交流电压由60.6V下降到44.9V，直流电压由20.3V下降到12.7V。

分析判断：该站道岔表示电压采取了优化设置量程及报警上下限措施，监测人员在电压超限第一时间发现报警，分析道岔表示电压交、直流电压同时下降的原因有以下三种可能：室内电路存在半开路、室内继电器线圈存在半短路、室外电路存在半短路；随着电压曲线逐渐恶化，段调度指挥中心判断道岔存在失表风险，启动隐患处理应急预案。

存在问题：目前道岔表示电压采集的项目有限，提供的数据较少，无法通过电压数值进一步判断故障性质和具体范围，只能安排应急人员赶往现场进行测试，需要室内外两组人员同时出动，处理程序复杂，增加了隐患查找难度和处置时间。

优化措施：增加道岔表示电压、电流监测采集项目。增加X1/X2（X1/ X3）电压、X1- X5线电流监测采集，如图1，可以为分析S700K提速道岔故障提供更详细的数据，节省判断时间，提高判断准确性。由X1线电流和各线间电压可以判断故障是开路还是短路，若为短路故障，通过其他线道岔电流可判断短路范围；若为开路故障，再根据实际线间电压数据进行判断开路点。根据优化后的道岔表示电压数据，可以快速确定故障类型及范围，以道岔定位为例，分析如表1。

图1

S700K短路故障分析
范围	位置	交流电压V		直流电压V		X1电流mA	X2电流mA	X4电流mA
		X1/X2	X2/X4	X1/X2	X2/X4
室内	X1/ X2	0	0	0	0	0	0	0
	X2/ X4（DBJ）	0	0	0	0	90-100	0	90-100
	R1	110	110	0	0	110-120	110-120	0
室外	X2/ X1（X2/ X4）	0	0	0	0	90-100	90-100	0
S700K开路故障分析
范围	位置	交流电压V		直流电压V		X1电流mA	X2电流mA	X4电流mA
		X1/X2	X2/X4	X1/X2	X2/X4
室内	X1室内	10-30	10-30	0	0	0	0	0
	X2室内	0	0	0	0	0	0	0
	X4室内	70	70	35-40	35-40	45-50	45-50	0
室外	X1室外	110	0	0	0	0	0	0
	X2室外	110	110	0	0	0	0	0
	X4室外	70	0	35-40	0	45-50	45-50	0

表1

4.结束语

通过对管内道岔养护维修过程中遇到的两个实际道岔故障进行分析，坚持从发现问题并解决问题的角度出发，不断地对道岔表示电压项目进行优化和完善；目前，已完成管内全部道岔表示电压量程及报警上下限修改的优化，效果良好；增加采集X1/X2与X1/X3交直流电压、X1- X5各线电流的措施，已在个别站进行试验，达到预期推广目标。优化应用道岔表示电压既可以及时发现电压波动，预防隐患升级，又可以有效判断道岔故障类型及范围，提高处置效率，降低故障影响，为高速铁路列车安全准点运行保驾护航。

参考文献

【1】武汉铁路局电务处.《信号集中监测信息分析指南》中国铁道出版社.2015年