转辙机接点组使用稳定性简析

魏海军

中铁二十一局集团电务电化工程有限公司   甘肃省兰州市    730000

摘要：文章以道岔电路之中转辙机的电气特性作为研究的出发点，针对转辙机的静态使用以及动态过程两种不同工作状态对于节点组在稳定性层面上所造成的影响展开系统性的研究分析，并且根据最终的分析结果来为节点组进一步优化提供相应建议，并且归纳了必要的日常维护要点，以期为更好的开展现场维护工作提供必要参考。

关键词：转辙机；节点组；稳定性；日常维护

目前，在铁路上最为常见的转辙机主要包括：直流以及交流两种，而当前最为常用的直流转辙机以ZD6系列为主，而交流转辙机则主要包括：ZDJ9、S700K-C等。在整个转辙机内部，节点组是其中十分重要的组成部分，其不仅是能够接通岔表示电路，还能够接通岔动作电路。因道岔动动作本身所产生的电弧，会在节点表面产生金属络合物，进而导致节点片在电腐蚀的影响之下损伤；而对于节点寿命造成影响的因素主要包括：由于静接片与节点环在运转过程当中所产生的电腐损伤以及机械性磨损。另外，由于过车过程当中的震动以及频繁的使用岔频都会对于接点组造成冲击，从而使得机械磨损进一步加剧，基于此，本文主要针对不同工作状态对于节点组使用稳定性层面上所造成的影响展开分析，并且为相关设备的改进以及现场的维修提供相应的参考意见。

1.转辙机在动态过程之中对于接点所造成的影响

1.1在转辙机动作时所产生接点电弧的影响

在整个道岔电路当中，节点组所起到的作用与机械式开关相类似，通过借助触头来将整电路的电流进行通断。在正常大气压下，开断路的电流一旦高于12～20V，被开端的电流一旦超过0.25～1A，就可能会在触头的间隙部位出现电弧；而一旦产生电弧则可能会导致节点片的老化以及损伤情况，最终导致节点片本身的化学特性以及材料特性受到重大影响，例如：在现场使用时ZD6型转辙机，由于使用的为直流电，在工作过程当中，随着负载部分的提升，其工作的电流也随之而提升。通常其工作电流大约为2A，此时电弧会对于接点的表面造成灼伤，并且会在接点的表面产生导电性能相对较差的络合物。而由于S700K-C在节点组设计上与之存在诸多不同，因此本研究不对其进行重点分析。

转辙机在实际转换过程中，由于电弧本身会在动静节点过程中产生高温，而高温则会导致节点表面出现表面膜。另外，接点片之间所产生的电弧，在某种特定条件之下，会将此表面膜穿破，而且节点之间的温度也会随之不断的下降，在此过程当中金属与气体因各种反应所产生的化合物都会处于相对稳定的区域之内，而如果稳定区域出现相互融合的情况，随后就会在动静接点的表面生产某种混合物或者是具备较强绝缘性的络合物，基于此，动静接点表面因烧蚀以及接点之上所产生的某一种表面膜，对于转辙机表示电路的接通会产生间接性的影响，而在整个表示系统当中其所产生的影响则会更大。

1.2过车时的振动对于转辙机的节点组在使用稳定性层面上的影响

ZD6型转辙机本身属于片弹簧结构，在静态环境下，接点本身也会在静载荷载状态之下来进行工作，通常不会发生由于静接点片出现断裂失效的状况。生产厂家在节点的热处理、强压试验、成型加工等试验过程当中，都会通过提前加入预应力的方式来达到确保预应力的之目的，但是如果在后期的日常维护过程中，针对接点调整存在不当的情况，导致不同残余应力的加入，最终使得由于频繁过车震动影响，片弹簧本身也会受到冲击荷载的影响，最终导致其出现变形或者弹力不足等相关问题。通过针对动静节点的整体结构展开研究，并且结合材料力学层面的分析，来针对节点系统内部变化的性质来进行更好的掌握，由此，为日常维护工作的开展提供更加科学的指导。

2.转辙机在静态使用过程当中对于节点组所造成的影响

2.1接点接触电阻

作为电接点材料自身最基础的一项性能指标，接触电阻如果在设计或者使用层面上存在不合理的情况，就可能导致接点接触电阻设计达不到电路的相关要求，而不能使用。在实际开展转辙机接点系统设计过程当中，必须要尽可能的讲解点接触电阻进行缩减，并且尽可能长期的保持稳定。另外，针对接点的接触电阻除了与接点在压力层面上存在直接的关联，而且与构成形状、接点材料、接通电流自身的强度以及性能、使用节点的使用频率等类型具备直接的关联。

2.2接点压力在奥正上存在不当的情况

在实际使用过程当中，导致接点接触不良的情况主要包括以下几种：动节点组的旷动过大、设备安装位置的气候相对潮湿、接点接触的压力相对较小、设备安装位置由于频繁过车而出现频繁震动、静接点的磨耗相对较大。此外，最为常见的接触不良情况则主要包括：静接点片两侧存在压力不均与的情况、由于长期食用所导致的单边静接片出现较为严重的磨损、因长期应用而导致的单边静接片出现相对严重的磨耗。

2.3因转辙机内部环境因素而导致的接触电阻变化

由于转辙机安装于室外，受到安装的位置、安装区域的客观环境以及天气等因素的影响，这其中受外界气温低影响最大，尤其是在我国的北方地区，因为低温结冰，夏天高温等因素的影响，势必会对于转辙机的接点系统在耐候性上造成巨大影响。除此之外，转辙机的节点系统由于机内进潮气或者机内的气温影响最终导致静接点出现氧化的情况。除此之外，如果转辙机操作的次数相对较少，或者长期静态贴合沟通表示电路，在机内环境以及电流的影响之下而产生“电蚀”现象，导致接触电阻出现变化的情况。

电流流过金属导体之后，导体会出现发热的情况，并且有可能导致材料表面出现相应的氧化反应。另外，如果转辙机内部有水汽，则更会使得反应的速度加快，程度加深。金属氧化的基本过程包括吸附、扩散以及化合。而这些化合物主要包括以下几类：氢氧化合物、卤化物、碳化物、硫化物以及氮化物等。一旦形成氧化物就会直接对于接点的电阻造成影响。与此同时，金属材料本身会在点接触面的表面形成表面膜，其本身对于点接触电阻会产生巨大的影响，因此，日常需要进行定期的清除。目前，最为常见的表面膜主要包括：有机膜、无机膜、吸附膜以及尘埃膜四种。

3.优化转辙机接点的相关建议

3.1针对金属材质进行有效的改进

依照不同的节点机械寿命以及接触压力两个层面的要求，已经在使用的转辙机节点组之中，接点的主要材质通产工艺单一金属为主，另外还可以针对单一金属表面进行镀金，除此之外还可以使用材料性能更高的合金金属来进行替代。

3.2降低电弧对于转辙机在接点层面的影响

这很对转辙机的节点可以尽可能的选择那些耐高温、具备较强的抗氧化能力、导电性能号而且熔点相对较高的金属来作为接点材料。

3.3针对节点组的机械结构进行必要的优化

在实际进行转辙机节点组的改进过程当中，通过针对节点组的相关机械结构进行必要的优化，能够在很大程度上提升静接点与动节点分离的整体速度，最终达到抑制节点电弧形成环境之目的。

结语

随着中国铁路里程的不断增加，越来越多转辙设备在现场运用，对现场转辙机接点组使用稳定性及可靠性要求很高，现场维修精准性也有更高的要求。本文结合现场工作经验，以及日常转辙机接点组在动态过程以及静态使用中的影响因素分别做出定性分析，为相关研究单位和厂家在转辙机接点组 优化方面提供相关建议。同时结合现场维护经验，归纳出转辙机接点组日常维护要点，以供现场人员 参考使用。

参考文献：

[1]陆彦彬.铁路信号集中监测故障案例分析[M].北京:中国铁道出版社，2018.

[2]梅积刚.转辙机接点电弧的产生及影响[J].铁路通信信号工程技术，2020，17(7):11-14.

[3]段桂梅.转辙机内部电镀零件快速腐蚀问题的初探[J].铁路通信信号工程技术，2019，16(6):96-100.

作者简介：

魏海军（1992-9-27），男，甘肃省皋兰县人，毕业于西安交通大学电力系统自动化技术专业，大专，高级信号工，研究方向：铁道信号。