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轨道交通交流道岔表示电路分析
摘要:道岔表示电路分为道岔在定位时接通DBJ砺磁的电路(简称定位表示电路),和道岔在反位时接通FBJ砺磁的电路(简称反位表示电路)。转辙机内部的自动开闭器接点的接通状态与道岔的位置相对应,因此表示电路借助自动开闭器的接点,勾通DBJ或FBJ的砺磁电路,达到对道岔位置进行监督的目的。而且,联锁机构在进行联锁运算时,也是通过采集表示继电器(DBJ、FBJ)的状态,作为联锁数据加入计算的变量条件的,因此道岔表示电路必须是安全电路,因为它的工作能否正常将直接关系到行车安全,故须满足“故障—安全”要求。表示电路的构成中,具体是如何保证“故障—安全”要求的,这里不再细述。
其实道岔的位置,并不是我们一直习惯上认为的定位或反位两种状态,还有一种既不在定位也不在反位的第三种状态,叫“四开位”或称“挤岔”状态。所以,道岔位置状态作为联锁数据,是这样来表达的:DBJ↑和FBJ↓表示定位;DBJ↓和FBJ↑表示反位;DBJ↓和FBJ↓表示四开位。
关键词:关键词:道岔 交流 表示 轨道交通
一、表示电路特点、原理
表示电路用道岔表示继电器线圈与半波整流二极管并联的方式构成。交流道岔的表示电路与三线制、四线制直流道岔的表示电路有较大区别。
1、表示电路特点
它与直流道岔(ZD6)相比,其相同点:(1)都有独立的电源;(2)都是半波整流电路;(3)表示继电器都使用偏极继电器。不同点主要表现在如下几点:
(1)交流道岔表示继电器线圈与整流堆属并联关系,改变了以前的串联结构,并取消了电容。它是运用交流电正半周励磁负半周感抗原理,普通道岔是正半波二极管整流,负半波靠电容缓放。
(2)交流道岔表示继电器励磁电路经电机绕组,起到监督电动机线圈的作用,以便及时发现电机问题。
(3)提速道岔每台电机一个分表示,多台再构成总表示(普通直流道岔是室外串联构通总表示)。
(4)提速道岔(S700K、ZDJ-9等)表示电路整流二极管耐压500V,比(ZD-6)的表示电路整流二极管耐压300V要求高。
2、表示电路工作原理
表示继电器工作原理如图1所示。
当正弦交流电源正半波时(假设变压器二次侧4正3负),与其线圈并联的另一条整流支路因二极管反向截止,故其支路中的电流为零,全部电流正向经BJ(表示继电器,偏极型)的1-4线圈通过(图中红色线所示),使之励磁吸起;当正弦交流电源为负半波时(变压器二次侧3正4负),由于此时整流堆呈正向导通状态,且该支路的阻抗要比BJ支路阻抗小得多(BJ线圈相当于被其短路),故电路中绝大部分电流流过整流堆支路(图中兰色线所示)。这期间,由于BJ线圈的感抗足够大(还包括电机线圈的感抗),使之具有一定的电流迟缓作用(由于电感的电流不会突变,其储存的能量通过整流支路释放),因而DBJ能保持在吸起状态。
在下一个正半周电流来到后,电能重又得到补充。所以,在整个电路接通期间BJ一直会保持在吸起状态。
电路设计中为使BJ(表示继电器)可靠吸起,其线圈两端的电压应能达到可靠励磁值,电路中的R1的阻值取与线圈电阻相同,即1KΩ。半波整流后,用微积分计算出的BD1型表示变压器二次侧电压的平均值(输出直流分量)为0.45U,即0.45*110=49.5V。被R1分压BJ线圈的电压约24V左右(因现场实际还有线圈电阻和电缆电阻,故实际的电压值会小一些)。电路中的R1和R2电阻还有保护电路的作用。
二、表示电路的结构及故障分析
表示电路的结构如图2所示。表示电源的供电及表示继电器所用类型与ZD6相同,表示变压器变压比为2︰1(II侧输出为交流110V),主要也是通过自动开闭器接点的接通与断开来确定道岔位置从而使对应的DBJ或FBJ吸起,实现的。电路中主要元件的作用如下。
(1)R1的作用:主要是防止室外负载短路时保护电源不被损坏。同时其阻值的大小也影响加在表示继电器线圈两的电压值。
(2)R(整流支路上的电阻)的作用主要有两点。
①由于1DQJ具有缓放作用,在道岔转换到位时,转辙机接点接通瞬间,380V电源将会送至整流堆上(反位→定位:X1、X2线;定位→反位:X1、X3线),接入R可保护二极管不被击穿。
②若X4、X5线发生短路,当道岔转换到位后电机会发生反转(1DQJ缓放时间内),易使道岔解锁。串入R后,使电机U绕组电流减小,即使三相电流不平衡,也不能使电机转动,从而起到保护作用,也可使BHJ及时失磁落下。
(3)2DQJ接点的作用:
在电路中DBJ检查了2DQJ的前接点;FBJ则检查了2DQJ的后接点,这样是为了检查启动电路与表示电路动作的一致性,防止发生道岔实际位置与表示信息不致的错误。
(4)BJ采用偏极继电器:当外线混线时,整流二极管失去作用,偏极继电器中流过交流电不会吸起,可防止DBJ或FBJ的错误励磁。
(4)采用BB变压器隔离电源:当外线上混入外界电源时,由于采用BB变压器隔离,混入的电源不能构成闭合回路,可防止道岔表示继电器误动。
(5)表示电路经过电机线圈,可以随时检查其完好。
(6)若整流堆故障开路,因渡过BJ的电流是交流电,而不会错误砺磁吸起。
(7)保证挤岔能实现报警:当道岔尖轨有障碍物使电动机空转时,1DQJ不能落下,使表示电路不能接通;或道岔被挤,自动开闭器两组接点被表示杆移位将检查柱抬起处于中间状态而断开表示电路,使DBJ或FBJ均处于落下状态,表示道岔发生故障,挤岔报警电路被接通发出挤岔报警。
总而言之,道岔表示电路完全符合了现场对其电路提出的技术要求,在轨道交通行业已经普遍得到使用。
参 考 文 献
林瑜筠《车站信号自动控制系统维护》中国铁道出版社 2015年8月
兰天明《铁路车站自动控制系统维护》西南交通大学出版社 2015年4月