任建新 賴洪濤 田麗娟 鐘志強

摘要：非聯鎖監(jiān)控模式作為道岔的一種可選模式被諸多鐵路運營單位和高等職業(yè)院校釆納，該模式能展示道岔控制的邏輯過程，方便各類職工培訓、技能比武等，但由于動力電源對表示支路的沖擊，非聯鎖監(jiān)控模式可用性不高。本研究設計了一套滿足非聯鎖監(jiān)控模式需求的動力電源防護電路，能夠全面防護動力電源沖擊，保障聯鎖系統工作正常，能用于單機、多機等各類交流道岔轉轍系統，可靠性及可用性高，電氣參數標準、定型生產、施工安裝，應用前景廣闊。

關鍵詞：非聯鎖;道岔轉轍機;防護電路

中圖分類號：U284.72文獻標志碼：A

0引言

被譽為信號三大件之一的道岔轉轍機是信號專業(yè)的關鍵基礎設備[1]，是計算機聯鎖系統重點監(jiān)控的室外設備⑵，隨著軌道交通事業(yè)的持續(xù)向好發(fā)展，更多的交流轉轍機被應用于高速鐵路、城市軌道交通等。對交流道岔轉轍機的標準化檢修已經成為當前運營企業(yè)信號職工的一項必備核心技能，但由于交流轉轍機采用三相交流電源控制電路復雜、動作力大、轉換時間快、室內外距離過長等不利因素，針對交流轉轍機的單項技能培訓效果不盡如人意。

非聯鎖監(jiān)控的單獨操縱型道岔控制系統已由本團隊研制成功，且投入使用，其系統結構如圖1所示（QHA意為切換按鈕：是一組非自復式切換裝置）。

圖1中，此時道岔受計算機聯鎖系統監(jiān)控，道岔開通列車運行直向運行方向，道岔位置狀態(tài)處于定位，計算機聯鎖系統界面上，該組道岔處于定位表示燈點亮，室內室外一致，運用良好，處于聯鎖監(jiān)控模式;與此同時，可操縱單獨控制系統一直處于擠岔報警狀態(tài)，擠岔表示燈一致點亮，故障提示。若在聯鎖監(jiān)控模式下，將道岔位置做出“假表示”給可操縱單獨控制系統，對動力電源無法進行有效防護，將會造成道岔位置表示二極管反向擊穿，計算機聯鎖系統將丟失道岔位置信息，室內聯鎖界面將再次出現擠岔報警故障現象。

按照上述分析，需要有一套動力電源防護電路，解決非聯鎖單獨操縱模式下的聯鎖系統采集道岔位置狀態(tài)的技術問題;解決非聯鎖單獨操縱模式下的道岔控制電路二極管擊穿的技術問題。

1電路設計

1.1技術要求

電源防護電路必須要滿足以下幾項技術要求，一是功能需求，防護電路不能影響道岔轉轍機控制電路正常功能，能起到可靠性很高的動力電源防護作用;二是安全需求，防護電路不能改變道岔轉轍機控制電路電氣指標，對控制電路表示部分的非線性器件起到有效的保護作用;三是通用需求，防護電路不能僅適用于某種單一的道岔轉轍型號，要對所有三相交流電源的道岔轉轍機適用，既可面向地下鐵道信號技術培訓單位，也可面向國家鐵路信號技術的培訓單位。

1.2鐵標電路模型分析

1.2.1在用電路

在鐵路運營現場，計算機聯鎖系統對交流轉轍機進行實時監(jiān)控⑶，進而決定鐵路道岔開通方向，獲取鐵路道岔位置狀態(tài)，因此，道岔轉轍機的良好運用工況是保障鐵路運輸的最關鍵因素，直接保障著鐵路運輸的安全叫

對于道岔轉轍機的控制電路，必須要設計為安全型電路，要滿足鐵路信號專業(yè)的“故障導向安全”要求。圖2是在用交流道岔轉轍機控制電路，控制電路主要有兩部分構成，一部分為道岔轉轍機啟動電路，即動力電路，動力電路采用了三相電源，圖2中的左側A、B、 C即為三相電源;另一部分是道岔轉轍機位置狀態(tài)電路，簡稱表示電路，表示電路采用的是經過隔離變壓之后的AC110V電源，黑色實線表示的是道岔的一種位置狀態(tài)（定位）。

在鐵路運營現場，道岔轉轍機控制電路不需做動力電源防護，表示電路中的R（300Q）已經起到了良好的防護作用[5]。但在教學培訓單位，必須要設計獨立的位置狀態(tài)防護電路，這樣才能實現對道岔轉轍機在非聯鎖控制模式下的有效監(jiān)控，才能在技術層面嚴格保障實踐教學與設備安全、人身安全的多重需要。

1.2.2模擬仿真電路

通過對圖2的分析，可以設計一種僅用作道岔位置狀態(tài)模擬仿真的電路，省去室外道岔轉轍機自動開閉器接點的邏輯檢查，只保留表示電路中起到半波整流的非線性原件二極管，模擬仿真電路如圖3所示，模擬仿真電路在道岔位置狀態(tài)正常（定位或反位）、故障狀態(tài)時（擠岔）均能正確工作。

由圖3可以看出，五線制交流道岔轉轍機在定位時，溝通道岔位置狀態(tài)表示的電源線路有X1、X2和 X4，同時根據《高速鐵路信號維護規(guī)則》，道岔在定位時，XI、X2之間有AC 65V左右的電壓，有DC30V左右的電壓，確保了位置表示繼電器正常工作'可。

1.3動力電源防護電路原理

五線制交流道岔轉轍機在定位時（本設計中自閉器為1/3閉合），表示電路線路為：X1、X2和X4，定位向反位啟動的線路為：XI、X3、X4;在反位時，反位表示電路線路為：X1、X3和X5，反位向定位啟動的線路為： X1、X2、X5;定位向反位啟動與反位表示時的共用線路為XI和X4;反位向定位啟動與定位表示時的共用線路為XI和X5。據此，需要在XI和X4;XI和X5之間安裝動力電源防護器件，已設計好的電路原理如圖4所示。

1.4動力電源防護電路解析

道岔轉轍機動力電源防護電路主要基于非線性電氣元件和電阻設計，該電路利用了道岔控制電路中二極管續(xù)流原理。當在聯鎖系統監(jiān)控模式下，若對道岔進行操縱，該電路使得動力電源不對稱地加載在異步三相電機繞組，使得保護裝置不工作，溝通不了第一道岔啟動繼電器的自保電路，瞬間動力電源有供出，R4電阻有效防護動力電源，保護了表示電路中核心器件二極管;若不對道岔進行操縱，此動力電源仍可靠地工作，給出道岔正確的位置狀態(tài)。

2試驗數據

道岔轉轍機動力防護電源設計好之后，利用本設計研究依托單位新建的9號道岔，9號道岔是一組有5臺三相交流轉轍機控制的高速鐵路道岔，分別組裝了5套道岔轉轍機動力電源防護電路，采用跟鐵路運營現場一樣的生產組織模式，利用師生不在教學的時間（天窗），進行了道岔轉轍機動力電源防護電路安裝、調試、試驗、總結等項目。以9號道岔第5臺（心2）轉轍機為例，試驗數據見表1所列。

3結論

動力電源防護電路適用于教學培訓單位有兩種道岔控制模式的教學、實驗場景中，在列車運行速度等級持續(xù)提高，培訓需求日趨旺盛的未來有較廣闊的應用前景，通過本研究，有如下結論：

（1）動力電源防護電路能有效防護表示電路中二極管被擊穿;

（2）動力電源防護電路完全可以充當鐵路運營場景的室外部分;

（3）動力電源防護電路能有效防護計算機聯鎖組合架零層跳閘;

（4）動力電源防護電路能有效防止道岔轉轍機保護系統工作，防止電源持續(xù)輸出;

（5）動力電源防護電路有良好的定型工程設計潛質，可以全部封裝在鐵路信號繼電器組匣中。

參考文獻：

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