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南京地铁运营有限责任公司 江苏 南京 210012
【摘 要】转辙机是地铁信号系统的重要基础设备，本文对信号系统转辙机的选型进行了一定的研究与分析。
【关键词】地铁信号；转辙机；选型
1 引言
城市地铁具有着车站配线复杂、行车密度大以及运行间隔短等特征，信号系统设备是保证地铁行车安全、提高运营效率的主要技术装备。转辙机是信号系统的重要基础设备，是实现道岔转换改变列车进路方向完成线路两端折返的关键设备。转辙机工作状态的好坏直接影响道岔能否正常转换，影响地铁行车的安全和效率。为了能够在确保行车安全的同时提高运营效率提升服务质量，就需要我们能够做好转辙机的选择。
2 转辙机的分类
2.1按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机。
电动转辙机由电动机提供动力，采取机械传动的方式，是我国铁路及城市地铁普遍采用的机型，包括ZD6系列、ZD（J）9（包含ZD9和ZDJ9两种型号）系列和S700K型电动转辙机。
电动液压转辙机简称电液转辙机，由电动机提供动力，采用液力传动的方式，ZY（J）系列转辙机即为电液转辙机。
电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制，ZK系列转辙机即为电空转辙机，主要用于铁路驼峰调车场。
2.2按供电电源种类，转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机
直流转辙机采用直流电动机，工作电源是直流电。ZD6、ZD9系列电动机转辙机就是直流转辙机，由直流220V供电。
交流转辙机采用三相交流电源或单相交流电源，由三相异步电动机或单相异步电动机（现大多采用三相异步电动机）作为动力。ZDJ9和S700K型电动转辙机为交流转辙机。
2.3按锁闭道岔的方式，转辙机可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机
内锁闭转辙机依靠转辙机内部的锁闭装置锁闭道岔尖轨，是间接锁闭的方式。ZD6系列等大多数转辙机均采用内锁闭方式。
外锁闭转辙机虽然内部也有锁闭装置，但主要依靠转辙机外的外锁闭装置锁闭道岔，将密贴尖轨直接锁于基本轨，斥离尖轨锁于固定位置，是直接锁闭的方式。S700K型电动转辙机采用外锁闭方式。
3 不同类型转辙机的对比分析
3.1电动转辙机与电液转辙机
电动转辙机以电能为介质，电机驱动齿轮组经减速装置变旋转运动为直线运动带动传动装置实现道岔的转换。电动转辙机的机械传动结构较电液转辙机复杂，但具有工作稳定，受温度、环境影响较小的优点。
电液转辙机采用电机驱动、液压传动的方式来转换道岔。液压式转辙机取消了齿轮组和减速装置，简化了机械结构，将机械磨损减至最低程度，减少了维修工作量，适用于提速道岔。它具有无极调速、表面自行润滑以及调速范围大等特点。但以油为介质，存在空气渗透、液压油泄漏、受温度变化影响大、油质易受污染等缺点，而且电液转辙机尺寸较电动转辙机大。
3.2直流转辙机与交流转辙机
直流转辙机驱动电源为220V直流电，交流转辙机驱动电源主要为380V三相交流电。
直流转辙机采用直流电机，使用广泛，主要用于普速铁路，成本较低。但由于直流电机存在换向器和碳刷，电机工作产生金属碳粉如清理不及时会造成碳刷短路烧坏电机转子导致电机断相无法正常转换，因此电机故障率较高，使用寿命短，维修工作量大。
交流转辙机采用感应式交流电动机，不存在换向器和电刷，因此故障率低。特别是三相交流电动机，从根本上解决了原直流电动转辙机必须设置整流子而引起的故障率高、使用寿命短、维修工作量大的不足，而且相比较直流电而言，交流电传输过程中衰耗较小，单芯电缆控制距离远，可达2.5公里。
3.3内锁闭转辙机与外锁闭转辙机
内锁闭是在转辙机内部进行锁闭，由转辙机动作杆经外部杆件对道岔实现位置固定。内锁闭具有以下特点：（1）结构简单，便于日常维护保养，且转换比较平稳，属定力锁闭；（2）道岔尖轨为框架结构，反弹和抗劲较大，外部连接杆件受外力冲击如发生弯曲变形会使密贴尖轨与基本轨分离，严重威胁行车安全；（3）列车通过时，转辙机部件直接面对外力冲击易于受损，使用寿命短。
外锁闭不依靠转辙机内部的锁闭装置，而是依靠转辙机外部的锁闭装置直接把尖轨与基本轨夹紧并固定。外锁闭具有以下特点：（1）改变了传统的框架式结构，尖轨的反弹和抗劲大幅下降，转换阻力减小；（2）由于两根尖轨间无连接杆，密贴尖轨很难在外力作用下与基本轨分离，可靠保证了行车安全。（3）列车过岔时所产生的冲击力基本传不到转辙机内部部件，有利于延长转辙机的使用寿命。
4 地铁转辙机的选型分析
通过对比，不难发现各种类型转辙机的优缺点。对于地铁信号系统来说，转辙机的选型应根据不同线路、环境以及投资成本而综合考虑确定。
由于受环境及温度影响较大，电液转辙机不适用于地铁高架、地面线路；而因外形尺寸偏大，电液转辙机同样不适于温度环境较好但空间有限的地下线路，因此电液转辙机很少应用于地铁线路。
地铁车辆基地及停车场的道岔为7号直尖轨道岔，只需单机牵引就可以实现道岔正常转换，而且列车进出库及调车作业的运行速度远远低于正线，从节约投资成本考虑，可采用ZD6直流电动转辙机或ZDJ9三相交流内锁闭转辙机。
地铁正线道岔为9号弹性可弯曲尖轨道岔，尖轨较7号道岔长、重，需双机牵引，且列车正向、侧向过岔速度较高对转辙机冲击力较大。从行车安全和设备维护角度考虑，宜采用S700K或ZDJ9三相交流外锁闭电动转辙机。
5 结束语
在上文中，我们对地铁信号系统转辙机的选型进行了一定的研究，需要在实际工程建设中能够联系实际需求，做好转辙机类型的选择。
参考文献：
[1]林瑜筠.城市轨道交通信号设备.北京：中国铁道出版社，2006.
[2]何宗华，汪松滋，何其光.城市轨道交通通信信号系统运行与维修.北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3]林瑜筠.铁路信号基础.北京：中国铁道出版社，2006.
作者简介：梁明治：南京地铁运营有限责任公司通号中心
【摘 要】转辙机是地铁信号系统的重要基础设备，本文对信号系统转辙机的选型进行了一定的研究与分析。
【关键词】地铁信号；转辙机；选型
1 引言
城市地铁具有着车站配线复杂、行车密度大以及运行间隔短等特征，信号系统设备是保证地铁行车安全、提高运营效率的主要技术装备。转辙机是信号系统的重要基础设备，是实现道岔转换改变列车进路方向完成线路两端折返的关键设备。转辙机工作状态的好坏直接影响道岔能否正常转换，影响地铁行车的安全和效率。为了能够在确保行车安全的同时提高运营效率提升服务质量，就需要我们能够做好转辙机的选择。
2 转辙机的分类
2.1按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机。
电动转辙机由电动机提供动力，采取机械传动的方式，是我国铁路及城市地铁普遍采用的机型，包括ZD6系列、ZD（J）9（包含ZD9和ZDJ9两种型号）系列和S700K型电动转辙机。
电动液压转辙机简称电液转辙机，由电动机提供动力，采用液力传动的方式，ZY（J）系列转辙机即为电液转辙机。
电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制，ZK系列转辙机即为电空转辙机，主要用于铁路驼峰调车场。
2.2按供电电源种类，转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机
直流转辙机采用直流电动机，工作电源是直流电。ZD6、ZD9系列电动机转辙机就是直流转辙机，由直流220V供电。
交流转辙机采用三相交流电源或单相交流电源，由三相异步电动机或单相异步电动机（现大多采用三相异步电动机）作为动力。ZDJ9和S700K型电动转辙机为交流转辙机。
2.3按锁闭道岔的方式，转辙机可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机
内锁闭转辙机依靠转辙机内部的锁闭装置锁闭道岔尖轨，是间接锁闭的方式。ZD6系列等大多数转辙机均采用内锁闭方式。
外锁闭转辙机虽然内部也有锁闭装置，但主要依靠转辙机外的外锁闭装置锁闭道岔，将密贴尖轨直接锁于基本轨，斥离尖轨锁于固定位置，是直接锁闭的方式。S700K型电动转辙机采用外锁闭方式。
3 不同类型转辙机的对比分析
3.1电动转辙机与电液转辙机
电动转辙机以电能为介质，电机驱动齿轮组经减速装置变旋转运动为直线运动带动传动装置实现道岔的转换。电动转辙机的机械传动结构较电液转辙机复杂，但具有工作稳定，受温度、环境影响较小的优点。
电液转辙机采用电机驱动、液压传动的方式来转换道岔。液压式转辙机取消了齿轮组和减速装置，简化了机械结构，将机械磨损减至最低程度，减少了维修工作量，适用于提速道岔。它具有无极调速、表面自行润滑以及调速范围大等特点。但以油为介质，存在空气渗透、液压油泄漏、受温度变化影响大、油质易受污染等缺点，而且电液转辙机尺寸较电动转辙机大。
3.2直流转辙机与交流转辙机
直流转辙机驱动电源为220V直流电，交流转辙机驱动电源主要为380V三相交流电。
直流转辙机采用直流电机，使用广泛，主要用于普速铁路，成本较低。但由于直流电机存在换向器和碳刷，电机工作产生金属碳粉如清理不及时会造成碳刷短路烧坏电机转子导致电机断相无法正常转换，因此电机故障率较高，使用寿命短，维修工作量大。
交流转辙机采用感应式交流电动机，不存在换向器和电刷，因此故障率低。特别是三相交流电动机，从根本上解决了原直流电动转辙机必须设置整流子而引起的故障率高、使用寿命短、维修工作量大的不足，而且相比较直流电而言，交流电传输过程中衰耗较小，单芯电缆控制距离远，可达2.5公里。
3.3内锁闭转辙机与外锁闭转辙机
内锁闭是在转辙机内部进行锁闭，由转辙机动作杆经外部杆件对道岔实现位置固定。内锁闭具有以下特点：（1）结构简单，便于日常维护保养，且转换比较平稳，属定力锁闭；（2）道岔尖轨为框架结构，反弹和抗劲较大，外部连接杆件受外力冲击如发生弯曲变形会使密贴尖轨与基本轨分离，严重威胁行车安全；（3）列车通过时，转辙机部件直接面对外力冲击易于受损，使用寿命短。
外锁闭不依靠转辙机内部的锁闭装置，而是依靠转辙机外部的锁闭装置直接把尖轨与基本轨夹紧并固定。外锁闭具有以下特点：（1）改变了传统的框架式结构，尖轨的反弹和抗劲大幅下降，转换阻力减小；（2）由于两根尖轨间无连接杆，密贴尖轨很难在外力作用下与基本轨分离，可靠保证了行车安全。（3）列车过岔时所产生的冲击力基本传不到转辙机内部部件，有利于延长转辙机的使用寿命。
4 地铁转辙机的选型分析
通过对比，不难发现各种类型转辙机的优缺点。对于地铁信号系统来说，转辙机的选型应根据不同线路、环境以及投资成本而综合考虑确定。
由于受环境及温度影响较大，电液转辙机不适用于地铁高架、地面线路；而因外形尺寸偏大，电液转辙机同样不适于温度环境较好但空间有限的地下线路，因此电液转辙机很少应用于地铁线路。
地铁车辆基地及停车场的道岔为7号直尖轨道岔，只需单机牵引就可以实现道岔正常转换，而且列车进出库及调车作业的运行速度远远低于正线，从节约投资成本考虑，可采用ZD6直流电动转辙机或ZDJ9三相交流内锁闭转辙机。
地铁正线道岔为9号弹性可弯曲尖轨道岔，尖轨较7号道岔长、重，需双机牵引，且列车正向、侧向过岔速度较高对转辙机冲击力较大。从行车安全和设备维护角度考虑，宜采用S700K或ZDJ9三相交流外锁闭电动转辙机。
5 结束语
在上文中，我们对地铁信号系统转辙机的选型进行了一定的研究，需要在实际工程建设中能够联系实际需求，做好转辙机类型的选择。
参考文献：
[1]林瑜筠.城市轨道交通信号设备.北京：中国铁道出版社，2006.
[2]何宗华，汪松滋，何其光.城市轨道交通通信信号系统运行与维修.北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3]林瑜筠.铁路信号基础.北京：中国铁道出版社，2006.
作者简介：梁明治：南京地铁运营有限责任公司通号中心