韶山3型電力機(jī)車使用緊急制動(dòng)仍能使用電阻制動(dòng)改造方案的弊病及補(bǔ)救措施

李亞可，劉 利

（成都鐵路局 西昌機(jī)務(wù)段西昌運(yùn)用車間，四川西昌615000）

改造方案的目的是使電力機(jī)車（韶山3型4000系列）在使用緊急制動(dòng)后，仍然能夠使用電阻制動(dòng)，從而達(dá)到增加列車制動(dòng)力，縮短制動(dòng)距離，防止事故的發(fā)生。

在實(shí)際的工作中，尤其是在長大下坡道的運(yùn)行中，往往光靠電力機(jī)車的動(dòng)力制動(dòng)（韶山3型為電阻制動(dòng)）是不能滿足在下坡道制動(dòng)力的需要的，所以就要依靠空氣制動(dòng)來輔助電阻制動(dòng)。但是也就出現(xiàn)一個(gè)問題，當(dāng)使用空氣制動(dòng)輔助后，需要對(duì)列車進(jìn)行緩解，但是剛剛緩解了，全列車的壓力還沒充滿，這個(gè)時(shí)候出現(xiàn)緊急情況，比如行人阻道；山體滑坡等。此時(shí)作為司機(jī)的第一反應(yīng)就是使用緊急制動(dòng)（不使用的話，電阻制動(dòng)也不能滿足列車制動(dòng)需要）。但是在機(jī)車原來的邏輯關(guān)系控制下，就會(huì)斷開主斷路器，切斷電阻制動(dòng)。由于全列車的列車管的壓力沒有充滿。勢必要延長制動(dòng)距離，甚至造成制動(dòng)力過小，列車放揚(yáng)。對(duì)行車造成很大的安全隱患。因此，有必要改變韶山3型的控制邏輯，使其在使用緊急制動(dòng)后，仍然能使用電阻制動(dòng)。確保列車的運(yùn)行安全。

1 原有的改造方案及邏輯說明

1.1 增加一個(gè)中間繼電器

首先，要滿足機(jī)車在緊急制動(dòng)時(shí)，不能斷開主斷路器，改造以前的邏輯控制是230號(hào)線—12zk—L WZJ常閉連鎖—920號(hào)線，給出斷開主斷路器的指令?，F(xiàn)在取消L WZJ的常閉連鎖。無論使用緊急制動(dòng)的時(shí)候，調(diào)速手柄是不是在零位，都可以使804號(hào)線的電到不了920號(hào)線，達(dá)到不斷開主斷路器的目的。

增加一個(gè)中間繼電器。暫時(shí)命名為804 KA（如圖1）。

804 KA接在804號(hào)線上，保證804號(hào)線得電，804 KA就動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)其他的控制邏輯。

圖1 增加中間繼電器原理圖

1.2 在LCZJ的得電電路上1FYJ支路上加裝804 KA的常閉連鎖

804號(hào)線得電后，804 KA動(dòng)作制動(dòng)缸壓力大于150 k Pa不再切斷制動(dòng)力（如圖2）。

其原理是改造前，電阻制動(dòng)時(shí)，由于制動(dòng)缸壓力大于150 k Pa，1FYJ就會(huì)作用，使得LCZJ動(dòng)作，從而切斷LC的得電電路，達(dá)到切除制動(dòng)力的作用。加裝804 KA后，在制動(dòng)工況的時(shí)候使用緊急制動(dòng)，804號(hào)線得電，804 KA動(dòng)作，804 KA的常閉連鎖斷開，此時(shí)，制動(dòng)缸的壓力達(dá)到150 k Pa以上，1FYJ動(dòng)作，但是，LCZJ還是不會(huì)得電自持，達(dá)到不切除制動(dòng)力的目的。

圖2 改造后常閉連鎖加裝804 KA原理圖

1.3 對(duì)監(jiān)控裝置發(fā)出的卸載指令，只卸載牽引力，不能卸載電阻制動(dòng)的制動(dòng)力

改造前如圖3，960號(hào)線的電經(jīng)過監(jiān)控裝置的卸載連鎖JK—3常閉連鎖，再到684號(hào)線進(jìn)入電子柜，電子柜才實(shí)現(xiàn)機(jī)車的牽引力和制動(dòng)力的給定。如果監(jiān)控裝置得到卸載指令，JK—3動(dòng)作，切斷684號(hào)線的電源，電子柜卸載機(jī)車的牽引力和制動(dòng)力。

改造的方案是在960到684號(hào)線之間直接加一個(gè)1 WHz或者2 WHz的常開連鎖，電阻制動(dòng)的時(shí)候，兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到制動(dòng)位，就直接短接監(jiān)控的卸載功能，從而達(dá)到不卸載制動(dòng)力的目的。牽引工況1 WHz或2 WHz斷開960至684號(hào)線的通路，監(jiān)控的卸載指令JK—3連鎖作用不變。

此外還需要在JK—3的支路上，串聯(lián)一個(gè)804 KA的常閉連鎖，在牽引工況使用緊急制動(dòng)的時(shí)候，804 KA動(dòng)作，切斷684號(hào)線的電源，電子柜預(yù)備信號(hào)丟失，卸載牽引力。

圖3 改造后卸載指令原理圖

2 對(duì)原有改造方案的補(bǔ)充

為防止機(jī)車輪對(duì)滑行的改造。

由于機(jī)車使用緊急制動(dòng)后，機(jī)車制動(dòng)缸的壓力會(huì)迅速上升至450 k Pa，如果現(xiàn)在使用電阻制動(dòng)且制動(dòng)力大的時(shí)候，極容易造成機(jī)車的兩個(gè)制動(dòng)力相加，大于機(jī)車輪對(duì)黏著力，輪對(duì)在鋼軌上滑行，擦傷輪對(duì)，降低機(jī)車的制動(dòng)力，延長制動(dòng)距離。所以在使用緊急制動(dòng)后，使用電阻制動(dòng)的時(shí)候，應(yīng)該降低機(jī)車的制動(dòng)缸壓力，以確保機(jī)車動(dòng)輪不產(chǎn)生滑行。如圖4，在818號(hào)線與排風(fēng)1電空閥之間，多加一條電路，加LC常開連鎖和804常開連鎖。電源接在804號(hào)線。邏輯原理為：

（1）當(dāng)機(jī)車牽引狀態(tài)使用緊急制動(dòng)，804 KA動(dòng)作，但是LC連鎖不動(dòng)作，排風(fēng)1電空閥不得電。不降低機(jī)車制動(dòng)缸壓力。

（2）在機(jī)車已經(jīng)有電阻制動(dòng)制動(dòng)力（LC吸合）使用緊急制動(dòng)，804 KA動(dòng)作使排風(fēng)1電空閥持續(xù)得電，快速排除制動(dòng)缸的壓力，防止機(jī)車滑行。

（3）機(jī)車先使用緊急制動(dòng)時(shí)沒有電阻制動(dòng)力（惰力運(yùn)行、牽引運(yùn)行使用緊急制動(dòng)急需加載在電阻制動(dòng)的時(shí)候）LC未吸合。使用緊急制動(dòng)，制動(dòng)缸壓力迅速上升至450 k Pa，保證機(jī)車的制動(dòng)力；當(dāng)機(jī)車已經(jīng)完成緊急制動(dòng)后的電阻制動(dòng)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，司機(jī)加載制動(dòng)力，此時(shí)LC才吸合，才排除機(jī)車制動(dòng)缸的壓力，保證了在未加載制動(dòng)力之前，機(jī)車制動(dòng)缸的壓力不下降。防止發(fā)生斷鉤的現(xiàn)象。

圖4 加常開連鎖圖

3 原有改造方案的弊病

804 KA作為一個(gè)經(jīng)常動(dòng)作的電氣元件，其本身也會(huì)出現(xiàn)故障，比如804 KA得電線圈燒損，常開連鎖不吸合，常閉連鎖虛接，常閉連鎖燒結(jié)等，注意會(huì)對(duì)機(jī)車造成一系列的故障現(xiàn)象，影響機(jī)車的邏輯控制，甚至有些故障還會(huì)造成很嚴(yán)重的后果，導(dǎo)致發(fā)生事故。804 KA出現(xiàn)故障會(huì)造成的后果如下。

（1）LCZJ得電電路中，804 KA加裝的804 KA常閉連鎖，如果該連鎖出現(xiàn)虛接現(xiàn)象，那么LCZJ將始終不能得電，其后果是無論機(jī)車制動(dòng)缸是否達(dá)到150 k Pa，LC都不會(huì)斷開，不會(huì)卸載電阻制動(dòng)力。極易造成機(jī)車輪對(duì)滑行。1FYJ也就失去作用。如果該連鎖燒結(jié)，在使用緊急制動(dòng)后，制動(dòng)缸壓力大于150 k Pa，就卸載電阻制動(dòng)力，失去了改造的意義。

（2）機(jī)車卸載電路中加裝的2 WHz和804 KA的常閉連鎖。804 KA常閉連鎖出現(xiàn)虛接，牽引工況電子柜將始終在卸載狀態(tài)，造成機(jī)車無流無壓，且該故障無任何顯示，與機(jī)車其他無流無壓故障現(xiàn)象混合，加大故障判斷難度，且該故障不容易發(fā)現(xiàn)和處理。804 KA常閉連鎖燒結(jié)或者2 WHz卡在吸合位，將造成在牽引工況使用緊急制動(dòng)，機(jī)車不卸載，極易造成斷鉤，延長制動(dòng)距離，從而發(fā)生冒出、冒進(jìn)、撞車等事故。

（3）在加裝的機(jī)車制動(dòng)缸壓力自動(dòng)緩解的改造中，804KA常開連鎖虛接，那么該支路將失去作用，804KA常開連鎖燒結(jié)，那么將會(huì)出現(xiàn)使用電阻制動(dòng)，LC吸合，就產(chǎn)生緊急制動(dòng)。嚴(yán)重影響行車。且這個(gè)故障一旦出現(xiàn)，機(jī)車乘務(wù)員很難判斷處理。

所以，為了避免上述情況的給機(jī)車造成的不良影響，防止因804 KA出現(xiàn)故障，造成不必要的機(jī)破，運(yùn)緩，甚至是事故。有必要對(duì)機(jī)車進(jìn)行進(jìn)一步改造。

4 加裝故障隔離開關(guān)，消除原有方案的弊病

加裝804 KA故障隔離開關(guān)

因?yàn)?04 KA本身會(huì)出現(xiàn)故障，對(duì)機(jī)車造成不良的后果，所以考慮加裝804 KA故障隔離開關(guān)。當(dāng)804KA出現(xiàn)故障。只需要將804故障隔離開關(guān)置于故障位，全面恢復(fù)到機(jī)車改造前的控制邏輯。消除804 KA故障對(duì)機(jī)車的危害。

（1）對(duì)LCZJ得電電路的加裝改造

如果804 KA連鎖觸頭虛接，不能接通電路，那么，正常使用電阻制動(dòng)的時(shí)候，1FYJ將失去作用，機(jī)車制動(dòng)缸的壓力達(dá)到150 k Pa也不會(huì)切斷LC，會(huì)造成機(jī)車由于輪對(duì)制動(dòng)力過強(qiáng)，產(chǎn)生滑行，擦傷輪對(duì)，延長制動(dòng)距離的危害。在該支路的804 KA常閉連鎖上并聯(lián)一個(gè)故障隔離開關(guān)的故障位接點(diǎn)，當(dāng)故障隔離開關(guān)置于故障位，短接該觸頭，消除由于該觸頭故障造成的影響。

（2）對(duì)804繼電器電路的加裝改造

在L WZJ常閉連鎖串聯(lián)一個(gè)故障隔離開關(guān)的故障位接點(diǎn)。

加裝故障隔離開關(guān)后，不需要取消L WZJ常閉連鎖。當(dāng)804 KA正常投入使用的時(shí)候，故障隔離開關(guān)切斷L WZJ的得電電路。達(dá)到取消L WZJ的目的。當(dāng)804KA發(fā)生故障，將故障隔離開關(guān)置于故障位，接通L WZJ的通路，使得L WZJ重新投入工作。達(dá)到改造前的邏輯控制狀態(tài)。

同時(shí)在804 KA得電電路上加裝804 KA故障隔離開關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)位接點(diǎn)。故障隔離開關(guān)置故障位，切斷804 KA的電源。

圖5 加裝隔離開關(guān)原理圖

圖6 804繼電器改造電路

（3）對(duì)卸載電路的改造

在2 WHz支路上串聯(lián)加裝804故障隔離開關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)位接點(diǎn)。另外，在監(jiān)控卸載電路JK—3支路上加裝了804 KA的常閉連鎖。當(dāng)804KA故障，故障開關(guān)置于故障位，切除2 WHz位置連鎖和804 KA連鎖的功能，使得監(jiān)控主機(jī)恢復(fù)卸載的功能。以達(dá)到改造前恢復(fù)監(jiān)控卸載的功能。

圖7 卸載電路改造圖

（4）對(duì)排風(fēng)1電空閥電路的加裝改造

在排風(fēng)1電空閥電路的改造中，加裝了LC和804KA連接在804號(hào)線上，如果804KA燒結(jié)，那么一但使用電阻制動(dòng)，LC吸合，排風(fēng)1電空閥的電就會(huì)反串至804號(hào)線，造成機(jī)車起緊急制動(dòng)。在該支路上加裝804故障隔離開關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)位接點(diǎn)，當(dāng)804 KA正常工作時(shí)，804 KA和LC正常工作，起到改造后的邏輯控制。當(dāng)804 KA故障，將故障隔離開關(guān)置于故障位，切斷該支路，恢復(fù)排風(fēng)1電空閥改造前的邏輯控制。

圖8 電空閥電路加裝改造圖

5 改造后的高低壓試驗(yàn)和相關(guān)故障判斷

（1）機(jī)車改造后，機(jī)車的制動(dòng)機(jī)和高低壓試驗(yàn)程序

在乘務(wù)員對(duì)機(jī)車進(jìn)行檢查后，完成5步閘（8步閘）試驗(yàn)后，高壓試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)機(jī)車改造后的邏輯進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)分為兩步：

第1步：機(jī)車制動(dòng)缸保持300 k Pa，牽引工況，調(diào)速手柄離開零位（電流100 A）以下，防止機(jī)車溜逸。此時(shí)使用緊急制動(dòng)，機(jī)車不跳主斷路器，列車管壓力迅速降為零，牽引電流應(yīng)下降為零（機(jī)車卸載），制動(dòng)缸壓力迅速上升至450 k Pa。

第2步：調(diào)速手柄回零位，啟動(dòng)牽引風(fēng)機(jī)，制動(dòng)風(fēng)機(jī)，換向手柄置制動(dòng)位。調(diào)速手柄置＊位。

觀察應(yīng)有加饋制動(dòng)電流50 A制動(dòng)缸壓力自然下降（應(yīng)注意及時(shí)回調(diào)調(diào)速手柄，防止加饋制動(dòng)電流作用，造成機(jī)車向后溜逸）。

做完以上兩步，緩解列車管壓力為定壓，繼續(xù)做高壓試驗(yàn)的其他內(nèi)容。

（2）804 KA相關(guān)故障現(xiàn)象及判斷處理

試驗(yàn)第一步出現(xiàn)的故障現(xiàn)象：

①機(jī)車無100 A牽引電流

考慮為804 KA在卸載電路中的常開連鎖虛接，造成機(jī)車無流無壓。將804 KA故障隔離開關(guān)置故障位，能有牽引電流，為該故障。

運(yùn)行中處理，804 KA故障隔離開關(guān)置故障位維持運(yùn)行

②使用緊急制動(dòng)后，牽引電流不卸載

為804 KA在卸載電路中的常開連鎖燒結(jié)或2 WHz位置連鎖卡在吸合位。將804 KA故障隔離開關(guān)置故障位維持運(yùn)行。

③機(jī)車制動(dòng)缸壓力下降

排風(fēng)1電空閥的電路中LC常開連鎖燒結(jié)。將804 KA故障隔離開關(guān)置故障位維持運(yùn)行。

試驗(yàn)第2步出現(xiàn)的故障現(xiàn)象：

①電制動(dòng)燈不亮，有加饋50 A電流，無勵(lì)磁電流

將804 KA故障隔離開關(guān)置故障位，再試，正常，則為804KA在LCZJ電路中的常開連鎖燒結(jié)。

②無加饋制動(dòng)電流

為在卸載電路中的2 WHz位置連鎖不良。

③機(jī)車制動(dòng)缸不自動(dòng)緩解，排風(fēng)1電空閥得電電路中804 KA支路不良。

高壓試驗(yàn)電阻制動(dòng)（未使用緊急制動(dòng)時(shí)）出現(xiàn)的故障現(xiàn)象：

①手柄離開零位就起緊急制動(dòng)（小閘手把在運(yùn)轉(zhuǎn)位或緩解位時(shí)。平時(shí)試驗(yàn)制動(dòng)電流，為了使機(jī)車保持100 k Pa壓力，小閘手把都在中立位）。

為排風(fēng)1電空閥得電電路中804 KA常開連鎖燒結(jié)。

將804 KA故障隔離開關(guān)置故障位維持運(yùn)行。

②使制動(dòng)缸壓力上升至150 k Pa以上，電阻制動(dòng)不卸載

為在LCZJ得電電路中的804 KA常開連鎖虛接，運(yùn)行途中可不處理，維持運(yùn)行或?qū)?04 KA故障隔離開關(guān)置故障位維持運(yùn)行。

以上關(guān)于804 KA的故障，均可以通過804 KA故障隔離開關(guān)置故障位消除，不需要做其他任何處理。在實(shí)際運(yùn)用中，司機(jī)只需要記住故障現(xiàn)象，便能處理，方便快捷，節(jié)省時(shí)間。

6 結(jié)束語

通過增加故障隔離開關(guān)，當(dāng)804 KA及其相關(guān)電路出現(xiàn)故障的時(shí)候，造成機(jī)車邏輯控制錯(cuò)誤，影響機(jī)車的正常操作和控制。此時(shí)，司機(jī)不需要花太多時(shí)間去處理故障，只需要將故障隔離開關(guān)置于故障位，就能全面恢復(fù)機(jī)車改造前的技術(shù)狀態(tài)。從而快速排除故障，節(jié)省機(jī)車故障處理時(shí)間，也簡化了故障處理的程序。

［1］劉友梅.韶山3型4000系電力機(jī)車［M］.北京：中國鐵道出版社，1998：159－178.

［2］SS3B型電力機(jī)車電路分析（成都機(jī)務(wù)段資料）.