動作電流

動作電流是指由於產生動作電位的結果而流動的微弱電流。

生物學名詞：自義大利的C．Matteucci和德國的E．H．Du Bois-Reymond在1842年分別獨立發現以來，曾進行了廣泛的研究。動作電流十分迅速（在神經中為毫秒水平）。它在細胞外側由靜止部位流向興奮部位，在細胞內側則由興奮部流向靜止部。即在細胞外記錄的動作電位表現為興奮部與非興奮部相反，呈負的方向。動作電流之所以按這種方向通過局部迴路流動，是由於膜的內部在興奮部位是向正方向極化，而在非興奮部位則是向負方向極化所致。所以如將膜視為具有各種極性的電池便能很好地理解。在與興奮部位毗連的靜止部位由於受到這種電流的刺激而興奮，進而再刺激下一個相鄰部位，從而使興奮傳導下去。

物理學名詞：流過PTC熱敏電阻的電流，足以使PTC熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度，這樣的電流稱為動作電流。動作電流的最小值稱為最小動作電流。

基本介紹

• 中文名：動作電流
• 外文名：action  current
• 解釋：產生動作電位而流動的微弱電流
• 發現者：C．Matteucci

基於小波分析的電動轉轍機動作電流的分析

採用人工方法來分析電動轉轍機動作電流曲線、進而判斷其相應故障，存在著故障診斷效率低、漏判等問題，提出將小波分析套用到電動轉轍機動作電流曲線的自動分析，結果作為故障診斷的基礎，實現快速、準確、自動的故障診斷。首先對採集的動作電流曲線進行A/D轉換，然後對數據做小波包特徵向量提取，把提取的特 征向量輸入故障分類器進行分析，以確定各種特徵向量對應的故障類型，實驗結果證明了該方法的合理性和有效 性及在故障診斷理論上的可行性。

電動轉轍機動作電流曲線分析

電動轉轍機動作電流曲線各種各樣，不同的動作電流曲線預示著不同的故障類型，下面以ZD6型電動轉轍 機正常狀態下動作電流曲線為例分析原理。電動轉轍機牽引道岔正常動作的過程可分為：解鎖———轉換———鎖閉。可以把電動轉轍機動作電流曲線分為4個時段來分析；第一時段為道岔解鎖的過程，第二時段為道岔的轉換過程，第三時段為道岔進入鎖閉過程，第四個時段為曲線尾部電流為0的階段。正常情況下道岔電流曲線的采 集是從1DQJ吸起開始，落下停止。在道岔轉換完畢後，切斷動作電流，1DQJ緩放（緩放時間不小於0.4s）落下，從尾部曲線可觀察1DQJ的緩放時間符合要求。

道岔在轉換過程中，動作電流存在較大的波動，曲線表現為鋸齒波狀。道岔在轉換的過程中阻力逐漸加大，這就很容易造成道岔轉換不到位；道岔反彈、道岔的尖軌與基本軌密貼不好、滑床板吊板嚴重造成尖軌下沉都有可能是這種情況發生的原因。動作電流值固定在一個不同於正常值的狀態，造成轉換過程逾時且道岔不能鎖閉。動作電流一直保持在一個很大的值，減速器故障或電機定子線圈絕緣不良都可能造成這種情況的發生。

小波包特徵向量提取方法

小波包分析能夠將頻帶進行多層次劃分，不僅對低頻部分進行分解，同時對高頻部分進一步分解，並能夠根據被分析信號的特徵自適應地選擇相應頻帶，使之與信號頻譜相適應，從而提高了時頻解析度，使故障特徵提取 能在更加細化的頻帶內進行。S表示原始信號，A表示低頻輪廓信號分解，D表示高頻細節信號分解，後面的數字表示小波包分解的層數，分解具有如下關係：

S=AAA3+DAA3+ADA3+DDA3+AAD3+DAD3+ADD3+DDD3

同理，小波包重構過程是小波包分解過程的逆．由於電動轉轍機故障時機體振動會受到脈衝力的作用，在靠近脈衝 力作用的時刻振動信號的能量比較大，而在遠離脈衝力作用的時刻振動信號的主要成分是平穩振動信號和 噪聲以及低頻干擾，信號能量相對較小。因此可以利用各個頻帶能量的變化來提取故障特徵，具體步驟如下：

1）信號消噪。利用在時域和頻域都有良好的局部化特性的db4小波，選用軟閾值（軟閾值方法克服了硬閾值方法不連續的缺點），對信號進行消噪。

2）小波包分解。採用db4對動作電流曲線進行3層小波包分解，取小波包分解後信號第三層各節點係數進行後續分析。

3）重構第三層節點係數S_3i（i=0，1，2，…，7）．利用 Wprcoef命令對小波包分解後第三層各節點係數進行重構。

4）計算重構係數的頻帶總能量，以頻譜總能量為元素構造特徵向量，並進行歸一化處理。特徵向量構造如下：

R=[E'₀，E'₁，E'₂，E'₃，E'₄，E'₅，E'₆，E'₇]

當頻譜能量較大 時，E'_j通常是一個比較大的數值，在數據分析時計算量會很大。歸一化的特徵向量為：

T=[E0，E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7]

利用小波包分析方法能有效的提取動作電流的特徵向量，電流曲線的頻譜能量比較集中，主要分布在分解電流曲線的第一個頻帶範圍內，其他各頻帶範圍內的頻譜能量相對較小。從特徵向量並不能直接辨別電動轉轍機的故障類型，需要將特徵向量作為故障分類器的輸入，定義故障代碼作為輸出，進行學習、分類，從直觀的看出電動轉轍機故障屬於哪一類故障。

動作電流曲線分析及處理方法

針對許多道岔故障在處理過程中由於電氣特性測試繁雜，出現測試不及時、分析不清、判斷不準等，造成故障延時或故障影響範圍擴大的問題，提出了利用TDCS/信號集中監測分析道岔動作電流曲線，快速判斷出故障處所及原因，以便及時採取對策縮短故障處理時間。

各故障動作曲線分析及處理方法

1、延時形動作電流曲線：道岔在轉換過程中，動作電流曲線長時間在一個固定值範圍內，道岔不能鎖閉，轉換過程逾時，摩擦連線器空轉。

2、動作電流過小曲線：動作電流過小曲線，表明道岔在轉換過程中突然轉轍機本身停轉，控制台無表示，實際道岔在四開狀態。

3、鎖閉電流增大曲線：當道岔轉動時，能正常轉換，當轉轍機鎖閉時，動作電流增大，電流曲線上翹。

1） 原因分析： 在鎖閉齒輪與齒條塊削尖齒圓弧轉動 32.9°時，動作電流增大，是鎖閉齒輪、齒條塊及齒條塊的氈墊缺油造成。

2 ）處理方法： 對鎖閉齒輪、齒條塊及齒條塊的氈墊進行注油，另外氈墊不能過低，注意檢查轉動時氈墊是否貼到鎖閉齒輪圓弧。

4、鋸齒形動作電流曲線：鋸齒波即動作電流存在較大波動的動作電流曲線。

其他道岔動作電流曲線

1、 雙動及多動道岔動作電流曲線：雙動、三動及四動道岔，其動作過程是串連的，第一動轉換完畢其自動開閉器接點自動切斷其動作電流，同時接通第二動作電流，以此類推，因此其動作電流曲線是單動的組合。

2、 雙機多動道岔曲線 ：雙機多動道岔曲線是2個單動曲線的疊加，特點是由於B動阻力比較小、轉的快就形成了下台階曲線，這種曲線屬於正常曲線。有時雙機鎖閉電流稍大一些，也就是同時鎖閉時，鎖閉電流應該小於0.6A。最後一動為雙機牽引，形成下台階曲線。

3、 提速道岔曲線：提速道岔曲線由黑線、紅線、綠線3條曲線組成，其中綠色為A相，黑色為B相，紅色為C相，也可以單相顯示。