SS4G電力機(jī)車自動過分相與電子柜故障原因分析
2015-04-29 00:00:00管向新
【摘 要】自動過分相故障是SS4G型電力機(jī)車發(fā)生頻率較高的故障，其成因是多方面的。本文從電子柜方面入手，對其常見故障原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的故障處理方法。
【關(guān)鍵詞】過分相；電子柜；機(jī)車；原因
0.前言
隨著列車運(yùn)行速度的提高和電氣化鐵路運(yùn)營里程的不斷延長，對機(jī)車車輛安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越高。高速重載是中國鐵路的發(fā)展方向。因此電力機(jī)車安全、準(zhǔn)確、可靠地通過分相區(qū)間也越來越引起大家的關(guān)注。
1.SS4型電力機(jī)車自動過分相裝置的主要功能
在鐵道電氣化牽引區(qū)段，牽引供電采用單相工頻交流供電方式。電氣化鐵路的供電接觸網(wǎng)采用分相段供電，各分相段采用長度不等的絕緣間隔（即分相區(qū)間），為了保證電力機(jī)車斷電運(yùn)行，安全通過分相區(qū)間。長期以來斷電運(yùn)行均由乘務(wù)員根據(jù)提示操作完成，提前斷電和滯后合閘的操縱現(xiàn)象屢見不鮮，隨著列車運(yùn)行速度的提高，特別是在準(zhǔn)高速、高速線路上，每小時通過多個分相區(qū)，手動操縱，對運(yùn)行安全極為不利，乘務(wù)員稍有疏忽就會產(chǎn)生拉電弧、燒分相絕緣器等現(xiàn)象，由此引起變電所跳閘，中斷供電，造成行車事故。為了減少并改善乘務(wù)員的操縱，SS4G電力機(jī)車加裝了自動過分相系統(tǒng)。
SS4G電力機(jī)車的自動過分相由地面感應(yīng)器、車載感應(yīng)器及信號處理裝置組成過分相系統(tǒng)。車感器負(fù)責(zé)感應(yīng)接收地感器信號，信號處理裝置完成信號處理，輸出預(yù)告、強(qiáng)迫和恢復(fù)信號等功能。
機(jī)車過分相信號的感應(yīng)、處理，由地面磁感應(yīng)器、車感器和車感信號處理裝置共同完成。電子柜對機(jī)車過分相自動控制，與司機(jī)操作控制并聯(lián)，當(dāng)司機(jī)操作控制過分相，自動控制起監(jiān)視作用。機(jī)車運(yùn)行至G1（G4）點(diǎn)，自動過分相信號處理器接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的預(yù)告地面定位信號，信號處理器向微機(jī)柜發(fā)出過分相預(yù)告信號，電子柜根據(jù)此時機(jī)車運(yùn)行速度，控制電機(jī)電流平穩(wěn)下降到0，發(fā)出斷‘主斷’信號給控制電路，控制電路控制機(jī)車斷劈相機(jī)、斷‘主斷’（預(yù)告模式）；同時，司機(jī)室蜂鳴器響3s，提醒司機(jī)過分相區(qū)。當(dāng)G1（G4）信號失效時，機(jī)車運(yùn)行至G2（G3）點(diǎn)，自動過分相信號處理器接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的強(qiáng)迫地面定位信號，信號處理器向微機(jī)柜發(fā)出過分相強(qiáng)迫斷信號，電子柜立即封電機(jī)電流，發(fā)出斷‘主斷’信號給控制電路控制機(jī)車斷劈相機(jī)、斷‘主斷’。在正常接收到G1（G4）信號時G2（G3）信號不起作用（強(qiáng)迫斷模式）。機(jī)車通過無電區(qū)后，根據(jù)接收G3（G1）點(diǎn)，自動過分相信號處理器接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的合閘地面定位信號信號，則向電子柜送出合“主合”信號給控制電路，控制電路控制機(jī)車合劈相機(jī)合“主斷”預(yù)備好后，電子柜控制電機(jī)電流緩慢恢復(fù)到過分相前工況。
2.TPZ27型電子柜功能與作用
TPZ27型電子柜是TPZ15、TPZ15B（防寒車）型電子柜的換代和改進(jìn)產(chǎn)品，對外接口與TPZ15、TPZ15B兼容，與TPZ15、TPZ15B比較具有以下幾大特點(diǎn)：
（1）電路板采用表面貼（SMT）技術(shù)和新型電子元器件提高集成度和可靠性。
（2）豐富了B組控制功能，增加特性控制、防空轉(zhuǎn)控制、轉(zhuǎn)向架控制功能，同A組一樣具有準(zhǔn)恒速特性的分架閉環(huán)控制功能，避免了原來開環(huán)控制兩架電流不均和易造成竄車等問題。
（3）A組增加故障記錄、診斷功能。
（4）增加了傳感器過流、短路保護(hù)功能，可有效的防止由于傳感器過流、短路而造成開關(guān)電源保護(hù)或燒損采樣電阻。
（5）增加了自動過分相的控制功能，減輕司機(jī)操作工作量、減少過無電區(qū)動力損失時間。
（6）增加多段經(jīng)濟(jì)橋轉(zhuǎn)換的控制電路，以提高功率因素。
（7）增加了防寒功能，-40℃正常工作。
（8）電磁兼容性好，通過了TB/T 3021-2001原《鐵道機(jī)車車輛電子裝置》標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)。
3.自動過分相故障產(chǎn)生原因分析及故障處理
電子柜故障進(jìn)而引發(fā)自動過分相裝置發(fā)生故障，SS4G型電力機(jī)車由于加裝GFX-3S自動過分相系統(tǒng)，電子柜的特性控制器插件主程序模塊（M27C1001）與GFX-3S自動過分相不兼容，我們經(jīng)過比對，寫出電子柜特性控制器主程序（U3、U4）和電子柜整機(jī)線束布線圖。
3.1電子柜線束改造
3.1.1輸入信號
（1）預(yù)告：（既有線，451#）。
N106：P4—1A2：Z24—01：2D30#01：1C3—33：2D10
└—09：2D30#09：1C3—81：2D10。
（2）強(qiáng)迫斷：（新加線，453#）。
N106：L1—1A2：Z8—05：2B28#05：1C5—33：2B10
└—09：2B28#09：1C5—81：2B10
3.1.2輸出信號
（1）合主斷：（既有線，468#）。
33：2B14—01：1A21#01：2Z6—1A2：B6—N106：L4
81：2B14—09：1A21#09：2Z6—┘
（2）分主斷：（新加線，544#）。
3.1.3（新加點(diǎn)）
34：2D14—01：1B20#01：2Z12—1A2：Z10—N106：K3
81：2D14—09：1B20#09：2Z12
把增加的布線在圖上標(biāo)記好，從機(jī)車高壓試驗(yàn)時可以看到：
（1）預(yù)告信號為451#線，燈顯為輸入輸出1的15A。
（2）合主斷信號為468#線，燈顯為輸入輸出1（01#板）的12B。
（3）分主斷信號544#線，燈顯為輸入輸出1的8B。
（4）強(qiáng)迫斷信號453#線，燈顯為輸入輸出2（05#板）的13A。
另外從流程圖看，頂插N106的C2還有個544線，在外部接到該線，可到頂插插頭測量N106的K3和C2這兩個544線，應(yīng)是連通的。
468#線從頂插送到LCU1的L13：12。
3.2電子柜插件改造
特性控制器插件的（U46、U47）主程序更換為（U3、U4）主程序。
經(jīng)改造后的電子柜進(jìn)行試驗(yàn)，首先用磁鐵給一個合主斷的信號。電子柜在A組的時候，看第一塊輸入輸出插件的 12B燈亮不亮，如果亮，說明有信號輸出，不亮說明沒有信號輸出。
4.結(jié)束語
自動過分相故障的原因是多方面的，預(yù)防自動過分相故障，機(jī)務(wù)系統(tǒng)要努力提高機(jī)車各部技術(shù)狀態(tài)質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行電力機(jī)車段修規(guī)程、機(jī)車操作規(guī)程及出入庫整備檢查等各項(xiàng)制度。在機(jī)車進(jìn)行低壓試驗(yàn)、高壓試驗(yàn)時，特別是機(jī)車檢修落成后試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要嚴(yán)格盯控機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，為自動過分相故障判斷提供實(shí)踐依據(jù)。在理論分析與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合的基礎(chǔ)上，更要從實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而找到改善和確保自動過分相穩(wěn)定運(yùn)行的更好措施和條件。
【參考文獻(xiàn)】
[1]張有松，朱龍駒.韶山4型電力機(jī)車[M].北京：中國鐵道出版社，1998.
[2]解書全，王建立.電力機(jī)車檢修與規(guī)程[M].北京：中國鐵道出版社，2008.
