驼峰电空道岔中途转换分析与预防

驼峰电空道岔中途转换分析与预防

杨国金

武汉铁路局武汉电务段湖北武汉430040

摘要：驼峰ZK4电空道岔在运用中，当出现动作活塞杆卡阻、尖轨被冰雪冻住等没有启动时，存在道岔中途转换的安全风险。本文重点分析了ZK4道岔中途转换的原因，并提出了预防ZK4道岔中途转换的安全措施。

关键词：驼峰；电空道岔；中途转换；原因分析；安全预防

1引言

在机械化驼峰中，一般采用ZD7电动转辙机作为转辙设备，当溜放车组刚占用道岔区段时，电动转辙机受到某种拉力的限制（如尖轨被冰雪冻住）而道岔尖轨没有启动，此时利用辅助继电器监督道岔的机械锁闭装置是否解锁，如果道岔已机械解锁则继续转换到底，否则利用辅助继电器落下接点切断该道岔转辙机的启动电路，有效地防止了由于震动可能造成的道岔中途转换。

在自动化驼峰中，一般采用ZK4电空转辙机作为转辙设备，当溜放车组刚占用道岔区段时，电空转辙机动作杆受到某种卡阻而道岔未机械解锁，利用DGJ的落下接点与当前道岔位置表示继电器前接点使道岔操纵继电器（DCJ）再次转极，保持了DCJ的状态与室外道岔实际位置（表示）一致性，意图通过这种方式防止由于震动可能造成的道岔中途转换。但这种方式只是防止了室外的电磁换向阀因某种原因(例如室外启动电缆端子接触不良等)没有励磁可能造成的道岔中途转换，而更多情况或者更大概率的动作杆卡阻、尖轨被冰雪冻住等原因造成的道岔中途转换，ZK4电空道岔控制电路却没有进行预防，于是在当前自动化驼峰中发生了脱线事故，造成了重大损失。

究其原因，ZK4电空道岔控制电路沿用了ZD7电动道岔控制电路的设计理念，即只要保证了道岔的操作意图与道岔实际位置的一致性，并及时切断道岔启动电源就可以有效杜绝ZK4电空道岔中途转换的可能性。然而事与愿违的是，ZK4电空道岔相对于ZD7电动道岔而言，ZK4电空转辙机的动力为风能，多了由电能转换风能之环节，故不是保证道岔的操作意图与道岔实际位置的两者一致性，而是要保证道岔的操作意图（DCJ的状态）、电磁换向阀阀芯的位置、道岔实际位置的三者一致性，才能彻底避免ZK4电空道岔因道岔尖轨没有机械解锁造成的中途转换。

2存在问题分析

2.1溜放进路下自动集中分路道岔中途转换分析（见图1）

设道岔原在定位，当该道岔接收到反位命令时FJ↑→DCJ转极落下→切断DBJ励磁电路→DBJ因自闭电路保持吸起→室外FK电磁先导阀↑→换向阀阀芯移动换向至反位→因动作杆卡阻或者尖轨被冰雪冻住而道岔保持在定位→DBJ自闭电路继续接通保持吸起。在这种情况下：

首先看继电电路处理过程：当车压上该道岔区段时→DGJ↓→DBJ31-32→DCJ1-2线圈→DCJ再次转极吸起，这样DCJ↑与道岔位置（DBJ↑）保持一致性，但是换向阀阀芯的位置保持在反位，这就埋下道岔中途转换的隐患。如果意欲消除这种隐患只有定位电磁先导阀再次励磁，但定位电磁先导阀的励磁必须检查DBJ的落下接点,此时DBJ却在吸起。所以这种隐患因电路设计的问题而无法消除，因为过车的震动造成卡阻因素消失时，道岔的中途转换将不可避免地发生。

图1自动集中ZK4电空分路道岔控制电路图其次再看计算机系统的处理过程：目前在国内普遍使用的TW系列、TBZK系列驼峰自动化控制系统，因为采用继电电路这种隐患也无法消除。下面以TW-2驼峰控制系统为例进行分析:

某分路道岔原在定位，当该道岔接收到反位命令时FJ↑→DCJ转极落下→室外FK电磁先导阀↑→换向阀阀芯移动换向至反位→因动作杆卡阻或者尖轨被冰雪冻住而道岔保持在定位→1.0秒之后系统使DJ↑（按照“道岔恢复”原则进行处理，即在勾车没压上该道岔区段前就进行处理）→DCJ再次转极吸起，这样DCJ与道岔位置（DBJ）也保持一致性，但是此时换向阀阀芯的位置仍然在反位，同样因为定位电磁先导阀的励磁必须检查DBJ的落下接点而不能使室外定位电磁阀吸起，也无法防止道岔因此而发生的中途转换。

当过车的震动造成卡阻因素消失→该道岔发生中途转换→DBJ↓→室外定位电磁先导阀↑→换向阀阀芯移动换向归置定位→道岔将再次回到定位（时间应该在0.1秒以内），也就是说发生中途转换之后，才使DCJ、道岔位置、换向阀阀芯位置三者保持了一致性。

而TYWK型驼峰信号计算机一体化控制系统的解决思路是：设某分路道岔原在定位，当室外卡阻，道岔不能转到反位时，因采用无触点电路不需要检查DBJ的落下接点，可以再次定位启动送电到室外使定位电磁先导阀再次励磁，使得道岔的位置与换向阀阀芯的位置保持一致，基本可以消除这种隐患。

2.2调车进路下电空道岔中途转换分析

2005年4月21日北京通号院《关于发送ZK4型电空转辙机控制电路修改图的函》（通设编组发【2005】172号）、2013年9月5日中国铁路总公司运输局电报（运电信号电【2013】2081号）要求：

图2电气集中ZK4电空道岔控制电路图

（1）对驼峰非分路电空道岔取消道岔表示继电器的自闭电路；

（2）检查ZK4电空转辙机内的稳压气室是否完好，防止发生电磁阀芯与活塞杆卡阻故障；

（3）天津信号工厂应在ZK4电空转辙机维护说明书中增加稳压气室的维护要求，同时提高机内电气元件接线方式的可靠性；

（4）分路道岔道岔表示电路串加SJ的前接点。

该措施试图从设计上杜绝调车进路因电空道岔中途转换发生的脱线事故，但调车进路无论在自动集中分路道岔还是电气集中道岔上发生道岔中途转换的事故却无法完全杜绝，该措施只能杜绝在调车进路建立时发生卡阻造成换向阀阀芯的位置与道岔实际位置不一致时，调车信号不能开放；而在调车进路建立之前换向阀阀芯的位置与道岔实际位置不一致已经发生，调车进路选路与道岔当前位置一致时，中途转换的事故却仍然可能发生。

2.2.1调车进路下自动集中分路道岔中途转换分析（见图1）

设道岔原在定位，调车进路需要该道岔的定位位置。调车进路建立以前，室内手柄扳反位→DCJ转极落下→切断DBJ励磁电路→DBJ因自闭电路保持吸起→室外FK电磁先导阀↑→换向阀阀芯移动换向至反位→因动作杆卡阻或者尖轨被冰雪冻住而道岔保持在定位→DBJ自闭电路继续接通保持吸起。值班员发现扳不动，控制台手动回自动位。此时调车进路始、终端按钮按下→选路使DJ↑→DCJ转极↑→DCJ↑与DBJ↑保持一致，室外道岔不动。此时DBJ的励磁电路和自闭电路全部成立，调车进路选排一致性后SJ落下断开DBJ的自闭电路，但因励磁电路的存在，DBJ保持吸起，调车信号可以开放。但是无法消除因室外道岔位置与换向阀阀芯位置不一致的隐患，故调机车列在自动集中分路道岔上也会发生道岔中途转换。

2.2.2调车进路下电气集中电空道岔中途转换分析（见图2）

设道岔原在定位，调车进路需要该道岔的定位位置。调车进路建立以前，室外信号工把风压调整至0.25MPa进行低风压试验，电磁锁闭阀锁闭杆伸出，手动扳道岔至反位时卡阻，然后把风压调整至工作风压后，因电磁锁闭阀锁闭杆与活塞杆别劲无法缩回。此时换向阀已经换向至反位、室外保持在定位、室内定位表示。后来，调车进路始、终端按钮按下→选路使DJ↑→DCJ保持↑→DCJ↑与DBJ↑保持一致、室外换向阀阀芯在反位。调车进路可以建立、调车信号可以开放。同样无法消除因室外道岔位置与换向阀阀芯位置不一致的隐患，故调机车列在电气集中ZK4道岔上也会发生道岔中途转换。

综上所诉，对于调车进路而言，无论是自动集中分路道岔或者是电气集中道岔，只要是调车进路在建立之前，道岔的换向阀阀芯的位置与道岔当前的位置相反，道岔当前的位置与调车进路需要的位置一致，即卡阻在调车进路建立之前就已经发生，则调车进路下的电空道岔中途转换的可能性同样存在。

3现场维护应采取的预防措施：

实践证明，因道岔未启动而发生的道岔中途转换的最大因素就是电磁阀锁闭杆故障伸出造成动作活塞杆卡阻。作为驼峰信号设备维护者，只要努力避免ZK4电空道岔电磁锁闭阀锁闭杆故障伸出，就能有效地防止因电空道岔中途转换而发生的脱线事故。

3.1电气因素造成电磁锁闭阀锁闭杆故障伸出：

（1）电空转辙机压力检测开关电气接点接触不良。

（2）电磁锁闭阀励磁电路故障。

（3）电磁锁闭阀线圈不良。

（4）驼峰楼电磁锁闭阀励磁送电电源及其通道不良。

3.2风路风路风压因素造成电磁锁闭阀锁闭杆故障伸出：

（1）系统风压低。

（2）局部风管路漏风，相关道岔风压低。

（4）转辙机稳压风室与压力检测开关之间连接风管堵。

（5）电空转辙机进风管路或者三联件堵。

（6）压力检测开关功能失效。

（7）道岔与减速器进风管路直接连接，减速器动作过程中造成道岔风压低。

3.3人为操作因素造成电磁锁闭阀锁闭杆故障伸出：

（1）电空转辙机来回扳动频繁。

（2）室外维护时三联件注油或者低风压试验后，手动卡阻后没有自动回位试验。

（3）室内手动试验发现道岔扳不动，把手柄放回原位后置之不理。

以上列举了ZK4电空道岔电磁锁闭阀锁闭杆故障伸出造成动作活塞杆卡阻产生的原因，我们要在实践中努力消除这些隐患，才能最大程度确保驼峰安全。

4结束语

毋庸置疑的是，驼峰ZK4电空道岔发生电磁阀锁闭杆故障伸出造成动作活塞杆卡阻是必然的，而且尖轨被冰雪冻住等客观因素，也不是人力所能及。笔者认为，必须对电空道岔控制电路设计进行改进，方能彻底避免类似事故的发生。

参考文献：

[1]《普速铁路信号维护规则》（铁总运【2015】238号）中国铁道出版社

[2]《自动化驼峰技术条件》（中华人民共和国铁道行业标准TB/T2306-2006）

［3］《中等专业学校教材.驼峰信号》中国铁道出版社主编施庆昌