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安全快速处理提速道岔故障方法的探讨尹凤举

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：尹凤举

[导读] 摘要：我国铁路提速区段上安装的基本上是多机牵引钩锁型分动外锁闭道岔：根据提速区段的等级、速度的高低，安装的提速道岔可分为同定辙岔心和可动辙岔心两种。

        内蒙古集通铁路（集团）公司大板综合维修段内蒙古赤峰市 024000
        摘要：我国铁路提速区段上安装的基本上是多机牵引钩锁型分动外锁闭道岔：根据提速区段的等级、速度的高低，安装的提速道岔可分为同定辙岔心和可动辙岔心两种。尖轨和心轨分别安装了多点牵引转辙设备。在与室外转辙机的连接尽量在能给转辙机提供380V交流电情况下以最方便的方式进行测试。市场上目前存在着交流220V转交流380V的变电箱，只要存在交流220V电压，380V的电压输出便可通过该类变电箱实现。无论是在轨旁转辙机配线箱还是在分线盘处，只要能实现交流转辙机的三相电供应，便可实现故障检测。模块直接连接转辙机的X1-X5上，需可控制所操道岔中转辙机的定操、反操操作，同时采集道岔的定位、反位、四开等状态，通过测量电压、电流的大小以及相位与动作时间，进行智能分析出室外转辙机动作电路的工作状态，如果故障，模块功能需能给出可能的故障原因。故障判断依据在基于现有已定的现场故障数据基础上，并可通过软件程序的编写进行更新。
        关键词：提速；道岔；故障
        一、故障处理的因遵循的基本要求
        根据《铁路交通事故调查处理规则》和《铁路行车设备故障调查处理办法》要求，日常道岔设备维修或故障能够构成铁路交通事故，为了使设备故障得到及时准确的处理，不至构成铁路交通事故，故障处理人员应注意以下几点一是道岔设备发生故障首先应当登记停用，再汇报并处理。二是登记停用范围一定要准确无误，应充分考虑到带动、防护道岔以及超限界绝缘防护等因素，防止登记范围不正确扩大故障影响面。三是故障处理过程中，应坚决杜绝使用非正常手段、封连接点或沟通道岔假表示等方法。四是了解故障现象、按照故障查找流程迅速判断故障位置，采取正确的处理方法缩短故障延时。在现场实际运用中，提速道岔设备故障处理运用的较多的是优选法和逻辑推理法。
        二、优化提速道岔故障处理方法
        道岔故障处理的基本思路控制台分析判断设备登记停用后，应向值班员详细了解设备故障前后的具体情况，可以来回操纵道岔，观察控制台的故障及表示现象，初步确认道岔设备的地点及故障性质。室内继电器室观察检查、测量区分故障性质对于多机牵引的提速道岔，在室内要分清是一哪牵引点设备故障，要观察设备的控制保险、继电器等设备的安装和操纵时的动作情况，如微机监测设备具备每个牵引点表示采集功能的，要充分利用，并通过检查测量来进一步判断确定是室内还是室外、是开路还是短路、是启动电路还是表示电路等故障，进一步缩小故障的范围。室外设备故障区分当值班人员确定设备故障就在室外时，应立即带齐工具、仪表、图纸等奔赴现场，由室内操纵道岔，室外故障处理人员要及时观察道岔机械部分动作是否正常，检查道岔外面是否有异常，测试道岔运用和表示电源是否正常等情况。如果在设备故障处理过程中，确定电务设备良好，工务设备明显有异状或环境和其他原因影响时，要慎重，不要盲目调整处理，应及时会同工务、车站、公安等部门共同检查，确认故障原因，防止故障处理不彻底而重复发生。
        设计选用基于AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，增强的RISC架构，采用先进的指令集及单周期指令执行时间，数据吞吐率高达1MIPS/MHz。AT90CAN128内置符合CAN2.0A和2.0B标准协议的CAN控制器，通过将8位RISCCPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内，可以实现多种类型的嵌入式应用控制设计方案。
        1、通信电路。提速道岔转辙机离线驱动模块针对所需的数据接发功能，设计了RS485通信部分，用于与上位机进行连接。通过RS485通信，可以将MCU中存储的数据，即判断道岔性能所需的A、B、C三相电流、电压的大小及相位、功率值、动作时间等上传至上位机，上位机主要为人机交流界面，可以通过数据模拟将诊断仪采集的信息进行数据曲线绘制，用于人工判断。RS485采用差分信号负逻辑，逻辑“1”以两线间的电压差为+(2-6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(2-6)V表示；其最大的通信距离约为1219m，数据最高传输速率为10Mbps传输速率与传输距离成反比；接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好；总线一般最大支持节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点[3]。
        2、对外接口电路。控制模块设置对外接口电路部分，通过搭建外设，达到功能的实现。能够外接在X1-X5的室外道岔动作电路上，或者在交流转辙机有380V动作电的情况下，直接接在其线上。

        如图所示与道岔转辙机进行连接，实现对室外道岔转辙机的控制。控制模块本身的对外接口电路能够外接控制转辙机所需的A、B、C三相交流电，能够外接220V交流电，该交流电通过的控制模块上的电压转化实现220转24、24转5、+5转-5等一系列变换为模块上各个工作器件提供工作电压。对外接口部分还有着RS485通信接口，该接口的设置用于实现上位机或者显示存储模块与控制模块之间的数据传递。
        3、控制表示电路。提速道岔转辙机控制模块是面向三相五线制道岔控制电路设计。五线制道岔控制电路连线作用为：X1为定反位动作、表示公用线，X2为反位向定位动作及定位表示线，X3为定位向反位动作及表示公用线，X4为定位向反位动作及定位表示线，X5为反位向定位动作及反位表示线。电子电路板控制电路原理图则根据此连接方式进行搭建，模块采用三个继电器模拟室内道岔控制电路：1道岔启动继电器1和2，即1DQJ1和1DQJ2，2道岔启动继电器，即2DQJ。电路设计时使其能够模拟现场表示：2DQJ↓、1DQJ1↑、1DQJ2↑——定操，2DQJ↑、1DQJ1↑、1DQJ2↑——反操，2DQJ↓、1DQJ1↓、1DQJ2↓——定表，2DQJ↑、1DQJ1↓、1DQJ2↓——反表[39-42]。上所举例的为一种设计表示方法，亦可根据其他不同需求，在安全性基础上，作其他设计方式。继电器的吸起落下通过MCU芯片控制，MCU芯片通过控制其引脚的高低电平实现对继电器的控制。
        结语
        诊断仪在分析道岔控制电路工作性能时，其中离线驱动模块需能够模拟实现五线制组合控制电路的基本功能，即对转辙机的操作。并在操作过程中实现对道岔工作性能的数据监测，即在对室外转辙机的操作时对转辙机动作过程中的电流、电压、动作时间、功率等一系列数据进行采集、分析、判断。数据结果正常给出工作性能正常提示，数据结果异常，则发出异常报警信息。这些结果提示信息便是诊断仪对道岔控制电路工作状态做出智能判断。
        参考文献
        [1]刘小溪,旷文珍,何涛.提速道岔控制设备故障诊断仪转辙机模拟模块的设计[J].铁道标准设计,2019(12).
        [2]何涛,刘小溪,李强.道岔控制设备故障诊断仪转辙机离线驱动模块的设计[J].铁道技术监督,2018(5).
        [3]刘朝英,林瑜药,袁成华,铁路道岔控制信号设备故障分析与处理[J].铁道通信信号，2019.