S700K提速道岔电路分析

提速道岔电路分析与故障处理

目前我国铁路提速区段上安装的基本上是钩锁型分动外锁闭道岔，且多机牵引。根据提速区段的等级、速度的高低，安装的提速道岔可分为固定辙岔心和可动辙岔心两种，尖轨和心轨分别安装了多点牵引转辙设备。一般采用S700K型电动转辙机或者ZYJ7型电动液压转辙机作为牵引转辙设备。两种牵引设备除ZYJ7型室外控制电路主、副机的启动接点采用并联使用（目的是要保证只有主、副机全部转换到位，用接点切断转辙机的电机电源）和转辙机的动力传动方式不同外，其室内控制电路完全一致。所以无论采用S700K转辙机牵引，还是ZYJ7型转辙机牵引，控制电路的原理，故障的分析判断和处理方式基本上相同。现取S700K钩锁型分动外锁闭提速道岔来分析举例。

一、分动外锁闭道岔控制电路的组成和特点

（一）道岔启动电路（动作电路）

1、1DQJ继电器电路（采用JWJXC—H125/80型继电器）（如图一）

Z Z

图1

⑴、用3-4线圈来检查道岔启动前的联锁条件是否符合要求（SJ↑，

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DGJ↑道岔处在空闲解锁状态）和道岔需要转换的方向（定位DCJ或反位FCJ），这一点同电气集中道岔工作原理相同。

⑵、在1DQJ1-2线圈自闭电路中串联了BHJ↑接点，是用来监督检查道岔的转换。道岔转换到位后，用转辙机内启动接点断开三相电机的控制电路使BHJ↓切断1DQJ的自闭电路。

⑶、在1DQJ1-2线圈自闭电路中还检查了QDJ↑接点，用来检查尖轨（或心轨）几个牵引点转辙设备是否动作一致。如果其中有一台电机不动作，那么QDJ↓将切断其它几台电机的动作电路，保证尖轨（或心轨）几个牵引点的转辙设备动作的一致性。

⑷、为保证2DQJ转极以后，1DQJ继电器从励磁电路可靠转到自闭电路上，1DQJ采用了缓放型继电器，即1DQJ励磁吸起↑→1DQJF↑→2DQJ 转极（1DQJ3-4线断电）→控制电路通过DBQ线圈往外送电→BHJ↑→1DQJ1-2线圈自闭电路构通。

2、1DQJF继电器电路（采用JWXC-480）

⑴、完全复示1DQJ继电器的动作。

⑵、控制2DQJ转极。

⑶、用加强接点给室外转辙机送动作电源。

3、2DQJ继电器电路（采用JYJXC-135/200）

⑴、用1DQJ和操作控制条件（DCJ或FCJ）进行转极。

⑵、用2DQJ的前接点区分定反位动作方向。

⑶、在动作电路中对B、C相电源进行换相，使三相电机实现正转或反转。

4、切断继电器QDJ电路（如图二）

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KF

图2

⑴、同一尖轨（或心轨）几个牵引点的BHJ↓都在落下时，QDJ励磁吸起，表示道岔处在静态位置。

⑵、道岔转换时，第一个吸起的BHJ↑切断QDJ继电器第一条励磁电路。

⑶、用ZBHJ↑构通QDJ第二条自闭电路。

⑷、RC回路在QDJ第一条励磁电路被BHJ↑切断后，保持2-3秒的缓放时间，能可靠地转接到第二条励磁电路上，保证道岔可靠转换。

⑸、由于QDJ1-2线圈有第二条励磁电路，而3-4线圈上的自闭电路意义就不大了。

5、总保护继电器ZBHJ电路（如图二）

⑴、对于采用多机牵引的提速道岔，尖轨和心轨各独立设置一套ZBHJ 和QDJ电路。

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⑵、同一尖轨（或心轨）几个牵引点的BHJ 都吸起后，ZBHJ 才能励磁吸起。如果其中有一个牵引点的BHJ 不能吸起，那么ZBHJ 将不能励磁→QDJ 的第二条励磁电路不能构通，QDJ 经2-3秒缓放后落下后，将切断其它几个牵引点的1DQJ1-2线圈自闭电路，保证同一尖轨（或心轨）各牵引点间动作的一致性（不动都不动）。

⑶、用同一尖轨（或心轨）几个牵引点的BHJ ↑前接点并联构成ZBHJ 的自闭电路，保证各牵引点要动就动到底，否则13秒（或30秒）切断。

6、断相保护器DBQ 和保护继电器BHJ 电路（如图三）

1121314151BHJ

图3

当三相电源缺相或三相负载断相时，为了保护三相电机不被烧坏，在道岔动作电路中设计了断相保护器电路，由断相保护器DBQ 和保护继电器BHJ 来实现。

⑴、由于道岔平时不动作，故断相保护器的3个变压器输入线圈中无电流通过，桥式整流堆也无直流输出，因此BHJ 平时处于落下状态。

⑵、当道岔动作时，如果三相负载工作正常则3个变压器的输入线圈

中有电流通过，在变压器Ⅱ次侧得到感应电压后，串联叠加送至桥式整流的交流输入端，经桥式整流后，得到直流电源，使BHJ励磁吸起。

⑶、当发生断相时，这一相的变压器Ⅰ次侧相当于开路，其阻抗为无穷大，而另两相电源由于三相中缺少一相，故负载电流值也将变小，相位也了生变化，与其对应的变压器Ⅱ次侧的感应电压的幅值及相位也发生变化，使3个变压器Ⅱ次侧串联叠加输出的电压很低，基本趋于零，故桥式整流堆的直流输出电压也基本为零，使BHJ落下，切断1DQJ的自闭电路，起断相保护作用。

⑷、新型的DBQ内部设有智能检测装置，能检测到三相负载变压器Ⅰ次侧输入线圈中是否有电压，道岔正常转换时有光电指示，并通过记时电路开关控制DBQ的直流电源输出，如果道岔转换中途受阻13秒（或30秒）后使BHJ↓，保护三相电机不被烧坏，起到限时作用（相当于TJ的功能）。

7、道岔启动电路的特点

⑴、采用三相五线制控制电路，定位、反位分别用三条线控制道岔转换。

①、定位用X1、X2、X5三线控制。

②、反位用X1、X3、X4三线控制。

⑵、在电路中增加了断相保护器DBQ

①、保证控制电源其中一相断相后不烧毁电机。

②、用延时电路控制转换时间，防止道岔转换受阻后，长时间转动而烧毁电机。

⑶、用2DQJ接点改变交流三相电动机的旋转方向，通过改变B、C 相的相位来实现的。

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⑷、在每相动作电源的输入端接入熔丝器，其容量为5A，起过载保护作用。

⑸、在三相电机的U相电路中串入遮断开关K，起人身作业安全防护作用。

⑹、道岔转换到位后，靠室外转辙机内的启动接点断开三相负载电路，使BHJ落下切断1DQJ的自闭电路，恢复电路。

（二）道岔表示电路（以TS-1接点为例）（如图四）

1、BD1-7变压器作用：降压隔离，提供110伏的独立电源，供表示电路使用，提高表示电路的稳定性。

2、R1电阻的作用：防止负载短路烧毁BD1-7变压器，一般情况使用1000Ω/25W的电阻。

3、R2电阻的作用：在1DQJ↑→1DQJF↑，而2DQJ尚没转极前，或者当道岔转换到位时，表示接点已接通，而1DQJ在缓放状态下，室内送—6—

出去的380伏动作电源将直接加在整流堆的两端（定位通过X1、X2线，反位为X1、X3线），如果不串入R2电阻，则有可能会使二极管击穿。R2电阻不能选择太大，否则影响二极管的整流效果，即R2越大，表示继电器两端的直流成份就越低，R2一般选择300Ω/50-75W的电阻。

4、在表示电路中检查室外转辙机的接点，目的是在道岔机械联锁正常的情况下，确认道岔的位置。

5、用DBJ和2DQJ的前接点，或者用FBJ和2DQJ落下接点来检查启动电路和表示电路动作的一致性。

6、电路的特点

⑴、定位表示和反位表示电路分别使用三条线来控制

①、定位用X1、X2、X4三线控制。

②、反位用X1、X3、X5三线控制。

⑵、定反位表示电路都必须检查三相电机的线圈是否良好。

⑶、表示继电器与整流二极管两者在表示电路中是并联关系，这与以前所学过的表示电路大不相同。

⑷、道岔在四开状态下，由于定反位启动电路都在接通状态，表示电路呈现短路状态，这与以往所学过的表示电路也不相同。

⑸、道岔在定位时，X5（反位位置时X4）两端都是断开的（空闲），可以作临时应急使用。

⑹、室外TS-1接点的的使用规律

①、第一排、第四排的1-2接点即11-12、41-42影响道岔启动和对应的另一个位置的表示。

②、第一排、第四排的3-4接点13-14、43-44只影响道岔启动。

③、第一排、第四排的5-6接点和第二排、第三排的接点只影响道岔

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表示。

7、电路工作原理

⑴、当正弦交流电源正半波到来时，假设变压器Ⅱ次侧4正3负，电流的流向为：

Ⅱ4→1DQJ11↓→X1线→电机W→电机V→接点(12-11)→X4线→DBJ(1-4

线圈)→2DQJ131↑→1DQJ21↓→R1→

Ⅱ3

→电机U→接点(33-34)→R2接点(16-15)→接点(32-31)→X2线→2DQJ111↑→1DQJF↓此时二极管反向截止，正半波电流全部从表示继电器正方向流过。

⑵、当正弦交流电源负半波到来时，变压器Ⅱ次侧3正4负，在DBJ 和整流堆两知支路中，流过的电流方向与上述⑴回路中均相反，二极管呈正向导通状态，大部分负半波电流都从整流堆支路流过，由于DBJ线圈的感抗很大，且具有一定的电流迟缓作用，因而能使DBJ保持在吸起状态。

二、分动外锁闭道岔控制电路特性分析（以S700K1:3闭合道岔为例）

任何一个电路都有它特定的参数和特性，就像人的生命特征一样，有体温、脉搏等。这些特征是否正常，可以通过它所表现出来的现象，对它的各种参数进行测试、分析来判断。所以我们掌握了电路的特性和参数，是准确处理和判断设备故障的依据。下面我们就来分析道岔控制电路存在哪些特定的参数和特性。

（一）电压特性参数（参考值）

1、正常情况下的电压行性参数

⑴、动作电路

①、控制电源相与相之间的电压为交流380V。

②、其中一相缺少时，该相与其它两相间交流电压220V左右。

③、由于线与线、线与地之间都存在电容，所以交流380V的控制电

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压与道岔表示电路之间用交流500V档测量时存在10-20V电压，这对判断1DQJ和1DQJF的前接点是否良好，很有帮助。

⑵、道岔表示电路

①、BD1-7变压器Ⅰ次（1-2线圈）交流电压220V，为防止变压器过载使用0.5A保险管进行防护；变压器Ⅱ次（3-4线圈）交流电压110V左右。

②、室外道岔电缆盒内：

○a定位X1（或X4）+、X2-直流电压22V左右，交流55-60V左右

○b反位X3+、X1（或X5）-，交直流电压同上。

③、分线盘或表示继电器线圈1-4测的电压极性同②所述，电压的大小，直流21V左右（变低），交流电压60V左右（变高）。

④、室内R1电阻两端的电压，直流20V左右，交流50V左右。

⑤、室外R2电阻两端的电压，直流11V左右，交流12V左右。如R2短路，则二极管两端电压为直流28V左右，交流45V左右。

2、故障情况下的电压特性、参数和现象

⑴、X1开路（这里X1包括1DQJ11至室外电机线圈W2之间开路）

现象：①道岔定反位都不能扳动

②定反位都无表示

测试：定位：X1、X2间开路电压交流110V

X4、X2间无电压

反位：X1、X3间开路电压交流110V

X5、X3间无电压

由室内往室外逐步测试定位X1和X2或者反位X1和X3之间开路电

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压有与没有的分界之处，即为故障点。

⑵、X2开路（这里X2指2DQJ111至TS-1接点43之间开路）

现象：①道岔在反位时不能定位

②道岔在定位时无表示

③不影响反位启动和表示

测试：道岔在定位时，由室内2DQJ111至TS-1接点43逐点对X1进行测试，交流电压105V左右，无直流。测到交流电压有与无的分界点就是故障点。

⑶、X3开路（这里X3包括2DQJ121至TS-1接点13之间开路）

现象：①道岔在定位时不能反位

②道岔在反位时无表示

③道岔在反位位置时能回定位，且有定位表示

测试：测试方法（道岔在反位位置时）和电压参数同X2开路。

⑷、X4开路（X4包括DBJ线圈1至电机V2线圈之间开路）

现象：①道岔在定位时，无表示，且不能扳到反位

②道岔在反位时有表示，反位能扳回定位（TS-1接点12至电机V2线圈之间故障除外）

测试：道岔在定位位置时，测试X2、X1之间电压交流70V左右，直流38V左右，就可以判断为X4开路；然后X2对X4由室内DBJ线圈1至室外电机V2线圈进行逐点测试，测到交直流电压从无到有的分界点即为故障点。

⑸、X5开路（X5包括FBJ线圈4至室外电机V2线圈间之间开路）

现象：①道岔在定位位置时有表示，且定位能扳到反位（TS-1接点42至电机线圈V2之间故障除外）

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②道岔在反位位置时无表示，且不能扳到定位

测试：道岔在反位位置时，测试X3、X1之间交流电压70V左右，直流电压38V左右时，就可以判断为X5开路；然后X3对X5由室内FBJ线圈4往外至电机线圈V2进行逐点测试，测到交直流电压从无到有的分界点，即为故障点。

⑹、定表（或反表）继电器线圈开路时，电压特性同上述⑷、⑸，但道岔不影响定、反位转换。

⑺、TS-1接点的第一排和第四排的5-6接点以及第二排和第三排的接点都使用道岔的表示电路中，当接点开路时不影响道岔的转换，只影响道岔的表示。

测试：①X1对定位X2（或者反位X3）测得的电压特性与定位X2开路，或者反位X3开路是一样的。

②开路的接点两端用M-14型万用表测得的交流电压一般在60-65V左右。

⑻、R2电阻和整流堆开路

现象：①不影响道岔定反位转换

②道岔定反位都没有表示

测试：定位X1、X2或者反位X1、X3线之间交流电压105V左右，无直流；整流堆两端电压交流也是105V左右。

（二）电阻特性参数（参考值）

1、信号传输电缆23.5Ω/km，环阻为47Ω/km

2、R1电阻1000Ω，R2电阻300Ω

3、表示继电器直流阻抗1000Ω

4、BD1-7变压器Ⅱ次60Ω

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5、交流三相电机每相绕组直流电阻8.5Ω左右，每两相绕组之间的直流电阻在17-18Ω左右

6、其它继电器直流阻抗按型号可能查到，这里不再作说明了。

（三）电流特性参数（参考值）

这里所讨论的电流特性主要是道岔表示电路里的电流变化规律，不考虑道岔动作电路。掌握表示电路电流特性的变化对处理混线故障很有帮助。

1、正常情况下各控制线中流过的表示电流大小如下：

⑴、道岔定位：①X1和X2为45mA左右；

②X4为4-5mA左右；

③X3和X5无电流。

⑵、道岔反位：①X1和X3为45mA左右；

②X5为4-5mA左右；

③X2和X4无电流。

2、非正常情况电流特性的变化

下面只研究定位X1和X2或反位X1和X3控制线中电流的变化，其它控制线暂不讨论。

⑴、X1开路时，回路中无电流

⑵、X2（或X3）开路时，X1回路中有4-5mA电流。

⑶、X4（或X5）开路时，X1回线中有45mA左右的电流。

⑷、定位时，X2和X1、X3和X4其中之一混线时，或者反位时X3和X1、X2和X5其中之一混线时，回路中的电流为90mA左右。

⑸、定位时，X2和X5混线时或者反位时X3和X4混线时，不影响表示，回路电流无变化。

⑹、二极管击穿短路，回线电流接近90mA，分线盘定位X1、X2或—12—

反位X1、X3之间可测交流电压27V左右。

⑺、表示电路短路时，短路电流经过三相电机线圈时形成压降，在分线盘可以测到5-10V交流电压左右。

三、故障处理

（一）道岔故障处理的基本思路

1、确认故障现象，登记停用

信号值班人员接车站值班员设备故障的通知后，要沉着冷静，不要慌张，到控制台后要先确认故障现象确实存在，再确认故障的影响范围，然后立即在《行车设备检查登记簿》内登记停用该设备，并向车间值班领导和段调度汇报。

2、控制台分析判断

设备登记停用后，应向值班员详细了解设备故障前后的具体情况，可以来回操纵道岔，观察控制台的故障及表示现象，初步确认道岔设备的地点及故障性质。

3、室内继电器室观察检查、测量区分故障性质

对于多机牵引的提速道岔，在室内要分清是一哪牵引点设备故障，要观察设备的控制保险、继电器等设备的安装和操纵时的动作情况，并通过检查测量来进一步判断确定是室内还是室外、是开路还是短路、是启动电路还是表示电路等故障，进一步缩小故障的范围。

4、室外设备故障区分

当值班人员确定设备故障就在室外时，应立即带齐工具、仪表、图纸等奔赴现场，由室内操纵道岔，室外故障处理人员要及时观察道岔机械部分动作是否正常，检查道岔外面是否有异常，测试道岔运用和表示电源是否正常等情况，进一步缩小故障范围，有针对性地处理道岔故障。

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如果在设备故障处理过程中，确定电务设备良好，工务设备明显有异状或环境和其他原因影响时，要慎重，不要盲目调整处理，应及时会同工务、车站、公安等部门共同检查，确认故障原因，防止故障处理不彻底而重复发生。

5、坚持正线优先的原则

设备故障查找明确后，一时难以恢复，在不影响行车安全的前提下，力争先恢复正线行车，例如使用备用的器材设备、贯通电缆、用侧线设备先恢复正线设备、将道岔人工转换到定位等应急处理手段，先恢复正线行车，缩小故障影响。

（二）道岔设备动作的逻辑关系

1、控制电路（以道岔定位往反位转换为例）

接通公式如下：

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2、转辙机的传动（以道岔定位往反位转换为例）

接通公式如下：

1、电压法

电压法：在控制电路中带有一个或者二个极性的控制电源，借用一个极性去查找另一个极性的电源在电路中传输的方法。此种方法一般使用查找设备的开路故障是最方便的。

⑴、单极性电压法：电路的一端平时常有电，而另一端的极性电源靠开关控制。如调车信号机的白灯点灯电路，XJF常有，而XJZ靠DX↑控制。

⑵、双极性电压法：电路的两端分别接上两个极性相反的电源给负载送电。如调车信号机的红灯点灯电路。

2、电流法

通过测试电路回路中电流去查找判断设备故障的方法。一般使用查找短路故障比较方便。如查找钢轨绝缘破损的方法。

3、电阻法

用电阻档去测量不带电的回路或者带有相同极性的等电位电路的通断、直流负载的大小去判断电路是否正常的方法。这种方法可以用在开路

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故障的查找，测量通断，也可以用在短路故障的查找测量负载的大小来判断。

（四）道岔故障处理案例

1、动作电路故障分析和判断

通过分析道岔控制电路的逻辑关系和控制台盘面的现象，我们把提速道岔动作电路按三级去分析、判断，具体如下所述：

⑴、人工操纵道岔时，道岔不能启动，控制台道岔原表示灯不灭（第一级动作电路故障）。

故障原因：1DQJ3-4线圈不励磁。应检查控制电源KZ、KF、联锁条件DGJ↑、SJ↑、FCJ（或DCJ）↑以及控制条件与器材之间的连线是否良好。

⑵、人工操纵道岔时，道岔不启动，控制台上的道岔表示灯熄灭，待停止操纵后，该位置的表示灯又重新点亮（第二级动作电路故障）。

故障原因：2DQJ不能转换。应检查1DQJF是否吸起过、控制电源KZ 是否正常、器材及连接线是否完好。

⑶、人工操纵道岔时，道岔不启动或者不能正常转换，控制台道岔表示灯熄灭，13S以后挤岔报警（第三能动作电路故障）。

故障原因：1DQJ励磁不能正常自闭。造成1DQJ不能自闭的原因很多，也很复杂，是道岔动作电路中最难掌握的一部分，下面我们就逐条去分析。

①、BHJ不吸起造成1DQJ不能自闭

原因：a、缺三相控制电源。

b、三相负载电路不通造成电机无法受电。

c、DBQ断相保护器故障，不能输出稳定可靠的直流电源。

d、BHJ保护继电器回路有故障或者BHJ本身不良。

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②、1DQJ先于BHJ落下（BHJ前接点没有可靠接通，而1DQJ自闭接点已经断开）造成1DQJ不能可靠自闭。

原因：a、1DQJ3-4线圈缓放时间短。

b、QDJ切断继电器RC回路故障。

c、ZBHJ不能励磁，造成QDJ第二条励磁电路不能构通，QDJ 经RC缓放3S左右后落下切断1DQJ1-2自闭电路。

d、BHJ31-33接点不良。

e、控制条件和器材之间的连接线断开。

③、BHJ工作不可靠落下后切断1DQJ1-2自闭电路。

原因：a、负载配线虚接，控制接点接触不良。

b、DBQ输出直流电源低，不稳定。

c、X2（或X3）转辙机内A2和A7（或A3和A8）两端的配线颠倒。

2、表示电路故障分析和判断

道岔在定位或者反位构通的一种能反映道岔位置，且传输信号比较稳定的电路。该电路含有电源的两个不同极性，平时可以通过测量X1与X2（或者X1与X3）端子间的交直流特性来判断表示电路的故障和范围。下面以定位表示为例进行分析。

⑴、表示电路正常工作时，在分线盘端子X1与X2之间可以测到交流60V左右，直流22V左右的电压，X1中电流45mA左右。

⑵、当表示电路故障时，X与X2之间无电压，可以通过测量室内R1电阻有无电压来判断故障的性质。

①、R1上电压105V左右，且发热（或有电流）可以判断为室外混线。

②、R1上无电压，室内电源或电路开路。

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⑶、X4室外开路，分线盘X1与X2之间交流70V左右，直流38V左右。

⑷、X1室外开路，分线盘X1与X2之间交流110V左右。

⑸、X2室外开路，分线盘X1与X2之间交流105V左右，无直流。

⑹、室外表示接点、二极管、R2电阻开路同⑸。

⑺、X2与X1、X3、X4其中之一混线，X2中的电流90mA左右。

3、案例分析

故障现象一：1DQJ不能自闭

分析判断：扳动道岔时，控制台表示灯熄灭，挤岔表示灯点亮、铃响，道岔不能到位。经来回扳动该道岔发现QDJ在吸起状态，1DQJ先于BHJ 落下，经进一步检查发现1DQJ自闭线圈（1-2线圈）开路。（1DQJF已吸起，故障在1DQJF线圈4至KZ电源之间，可以借KF查KZ）故障现象二：ZBHJ在道岔操纵过程中不能励磁造成1DQJ不自闭

分析判断：扳动道岔时，控制台表示灯熄灭，挤岔表示灯点亮、铃响，道岔不能到位。经来回扳动该道岔试验，发现QDJ在道岔转换2-3S后落下，1DQJ、BHJ也跟随落下，进一步检查发现该道岔ZBHJ在道岔操纵过程中不能励磁吸起，经查找发现1BHJ61-62接点不良。（电压法：借KZ、KF都能查到故障点）

故障现象三：DBQ无直流电压输出或输出直流电压低造成1DQJ不能自闭

分析判断：某站扳动11#道岔时，控制台定位表示灯熄灭，电流表闪了一下就恢复到零，13S后挤岔表示灯点亮、铃响，道岔不能反位。经反复扳动该道岔试验，发现DBQ上指示灯闪了二下（表示控制电源380V已送至三相电机，回路中有电流流过）后就熄灭了，但BHJ不能励磁。—20—