SS3型電力機車換向故障原因分析及解決方案

劉德昌，梁發(fā)曉，王黎黎

（1.南寧鐵路局南寧機務段，助理工程師，廣西　南寧　530001

2.廣西海恒電力科技有限公司，助理工程師，廣西　南寧　530001）

SS3型電力機車換向故障原因分析及解決方案

劉德昌1，梁發(fā)曉1，王黎黎2

（1.南寧鐵路局南寧機務段，助理工程師，廣西南寧530001

2.廣西海恒電力科技有限公司，助理工程師，廣西南寧530001）

SS3型電力機車在經(jīng)歷多年的運用及加裝改造之后，換向故障問題突出，經(jīng)常發(fā)生不換向、手柄位置與方向開關(guān)不一致、手柄位置與監(jiān)控顯示不一致、換向不完全等故障，導致機車無流無壓、信號不上燈、監(jiān)控無故放風問題，嚴重威脅行車安全。本文針對上述問題，通過對換向信號源、控制回路的深入研究，分析了造成換向故障的原因，據(jù)此，提出要優(yōu)化司機控制器檢修工藝、實施換向信號防竄電加改、切實加強重聯(lián)回路的檢修維護等措施與方案，以杜絕類似故障發(fā)生，確保鐵路運輸安全。

SS3型電力機車；換向故障；原因分析；解決方案

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.018

SS3型電力機車屬于技術(shù)較為成熟的車型，在全路有著廣泛的應用，但由于運用年限過長加之經(jīng)過多次的加裝改造，發(fā)生電氣故障的現(xiàn)象較為頻繁，特別是機車換向信號紊亂，經(jīng)常發(fā)生不換向、手柄位置與方向開關(guān)不一致、手柄位置與監(jiān)控顯示不一致、換向不完全等故障，導致機車無流無壓、信號不上燈、監(jiān)控無故放風等問題，嚴重威脅行車安全，同時給機務部門造成較大的經(jīng)濟損失。因此，深入分析故障原因，采取杜絕類似故障或事故的措施，很有必要。

1　原因分析

經(jīng)過對獲悉的有關(guān)鐵路局機務段及筆者所在單位發(fā)生的SS3型電力機車換向故障的統(tǒng)計分析，并走訪有關(guān)機車乘務員、機車檢修人員和工程技術(shù)人員，我們認為導致故障的原因主要是司機控制器故障、換向信號線路竄電、重聯(lián)線路故障等三方面原因所致，本文就此逐一進行分析。

1.1司機控制器故障司機控制器作為換向信號的源頭，通過換向手柄內(nèi)部聯(lián)鎖觸點的閉合，往外輸出“向前”或“向后”的換向信號，驅(qū)動換向開關(guān)向前或向后轉(zhuǎn)動，接通牽引電機電樞及繞組大線，從而實現(xiàn)機車換向［1］。換向手柄內(nèi)部聯(lián)鎖主要由凸輪及觸片組成，聯(lián)鎖的控制邏輯如下圖1所示。

圖1　換向手柄內(nèi)部聯(lián)鎖控制邏輯示意圖

由上圖可知，手柄從“0”位至“前”位必須經(jīng)過“制”位，即第一位凸輪在“制”位至“Ⅲ”位之間始終保持302#或303#、2 041#或2 042#得電，從“制”位到“前”位時，304#或305#得電，“Ⅰ”位至“Ⅲ”位保持得電?？梢?，從“前”位快速到達“0”位時，2 041#（2 042#）與304#（305#）幾乎同時失電，因此導致位置中繼電路信號紊亂。特別是凸輪磨耗超限、犯卡、積塵、短路或虛接時，極容易發(fā)生故障。不能正確換向主要涉及兩個回路，一是司控器換向手柄，二是零位中繼，其邏輯如下圖2所示。

圖2　位置中繼控制邏輯示意圖

如果由于零位中繼的原因?qū)е虏荒軗Q向，那么不管在I端還是在II端操作都無法換向，若換向手柄在“零”位時，故障顯示屏上并沒有顯示“零位”，測量2 017#對地電位，若屬于正常得電，則可判斷零位中繼內(nèi)部線圈已燒損，或聯(lián)鎖燒結(jié)。

1.2換向信號線路竄電換向信號線路除了上述換向手柄聯(lián)鎖及位置中繼輸出外，還有：1）LCU換向信號輸出；2）換向信號引用（監(jiān)控系統(tǒng)、工況提示裝置）等。然而，安裝有LCU的SS3型電力機車在南寧局的占有量只有少數(shù)幾臺，從臨修與途中故障分析來看，換向不成功問題也偶有發(fā)生，其換向部分邏輯如下圖3所示。

圖3　LCU換向邏輯梯形圖

機車在線上由于LCU故障無法正常換向時，可將LCU倒組，維持運行，待機車回段后進行低壓試驗，先將LCU置1組，I端換向手柄置“前”位時，測量304#與305#線電位，如同時為低電位或高電位，則證明LCU裝置I組的A板有故障，更換A板即可，類似地檢查LCU裝置Ⅱ組［2］。另外，換向信號回路中的工況提示裝置是加裝改造項目，為了判斷其是否存在竄電行為，利用庫內(nèi)的0556機車做如下試驗：在甩開工況提示裝置之前測量換向信號電位時發(fā)現(xiàn)，手柄在“制”位時，305#線有時得電，但電位很低（大約5 V），有時為零，不符合邏輯原理，甩開工況提示裝置后測量一切正常?？纱_認為工況提示裝置在機車高速運行過程中存在竄電行為，導致“前”位時304#與“后”位時305#同時得電，此時，機車信號主機無法判斷機車方向，因此無法收碼，出現(xiàn)信號不上燈問題。

1.3重聯(lián)線路故障我局SS3型電力機車主要運用于南昆線貨運牽引，鑒于百色至威舍段線路長大坡道多，隧道多，牽引噸位在4 000t以上時多使用雙機重聯(lián)牽引，運用過程中頻繁發(fā)生重聯(lián)機車無法換向的問題，乘務員反復搬動重聯(lián)開關(guān)均無效，只能嘗試更換重聯(lián)線，如果不湊效，則分開操作。機車回段后調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)生故障的機車，重聯(lián)插頭或重聯(lián)線通常存在如下問題：1）縮針；2）重聯(lián)插座有水痕，部分針套被氧化燒蝕；3）脫針；4）重聯(lián)開關(guān)犯卡；5）重聯(lián)開關(guān)內(nèi)部接線線脫落。這些問題將直接導致重聯(lián)機車無法換向、無流無壓，但分開操作一切正常［3］。

2　解決方案

2.1優(yōu)化司機控制器檢修工藝司機控制器是一個使用非常頻繁的器件，經(jīng)常出現(xiàn)犯卡、短路、虛接等問題，是導致機車換向故障的重要因素，現(xiàn)有檢修工藝存在多方面的不足，必須進行合理優(yōu)化，才能確保司控器的檢修質(zhì)量，優(yōu)化措施如下：

1）用干凈的脫脂布代替棉絲或棉布，擦除司控器污垢，用毛刷清掃各部灰塵，適當噴涂揮發(fā)性絕緣清潔劑。

2）試驗操作手柄狀態(tài)，須靈活，無過緊、卡滯或松曠現(xiàn)象。

3）檢查各接線牢固，接線端子良好、線號齊全，引出線無破損、斷線，線束綁扎牢固，導線與機體無磨損，絕緣件良好。

4）檢查主軸和換向凸輪上凸塊完整，無脫落、裂紋，凸塊磨耗必須在規(guī)定的范圍內(nèi)，且無變形。

5）檢查聯(lián)鎖觸頭有無過熱、燒損，測量低壓聯(lián)鎖通斷正常，接觸電阻與接觸壓力均符合工藝要求；接插件連接可靠，無縮針、斷針。

6）檢查電位器上的聯(lián)軸器無松動且接線牢固。

7）通過試驗臺的專項性能檢測。

2.2換向信號防竄電加改由于機車換向開關(guān)信號之下附屬設備、聯(lián)鎖等非常復雜，難以從錯誤信號的源頭杜絕或防止逆電，但正確的機車換向信號源相對單一，可利用二極管的單向?qū)щ娦?，對電路進行改造，使機車換向信號之下的附屬設備、聯(lián)鎖只能獲取信號源的換向信號，正確的換向信號源不受逆向干擾信號的影響，多個信號源之間互不干擾，從而隔離工況提示裝置等設備竄電行為，確保304#線與305#線得電互斥。

換向信號的引用主要涉及監(jiān)控系統(tǒng)與工況提示裝置，而監(jiān)控系統(tǒng)對換向信號進行了隔離取樣，存在竄電的可能性較小，因此竄電主要來源于工況提示裝置與相關(guān)線路，同時不排斥后來加裝改造中仍需引用換向信號的可能，因此必須在信號源進行線路改造。在I端司機室中央端子排01 JX，將304 A#線從原接線柱上取下，剪掉線鼻子引出兩根304 A#線，其中一根接入二極管（2 DP 5 H）陽極，陰極引出線接回原接線柱。另一根304 A#線接到一空余接線柱A上，將305 E#線進行相同操作。類似地，將305 E#線從原接線柱上取下，剪掉線鼻子引出兩根305 E#線，其中一根接入二極管（2 DP 5 H）接到一空余接線柱B。然后將X 26-10線從從原接線柱上取下，接到A接線柱，X 26-11線接到B接線柱。類似地，II端司機室中央端子排02 JX的305 B#線與304 F#也采取同樣接法。接線如圖4所示。

圖4　換向信號電路加改示意圖

2.3重聯(lián)回路的檢修維護通過對110信息的分析以及上車調(diào)查發(fā)現(xiàn)，重聯(lián)線、重聯(lián)開關(guān)以及重聯(lián)插座是造成換向故障的重要原因。要針對SS3型電力機車換向配件使用頻繁、容易磨耗，犯卡、虛接、脫（縮）針等問題，將檢查與測量常態(tài)化，重點做好以下工作：

1）重聯(lián)線作為重聯(lián)機車控制的紐帶，其安全可靠性至為重要，由于機車在運行過程中，重聯(lián)線的振動、晃動較為嚴重，因此其連接必須高度可靠，可將舊式的雙線連接改造成四線連接（其中一組為冗余設計），且兩端不得有裂損，崩口或缺口不得大于10 mm；

2）用萬用表電阻檔檢測重聯(lián)線束每根線的電阻值，阻值不得不大于0.1 Ω；

3）核對線端對應關(guān)系，線間無短路無脫針現(xiàn)象；

4）檢查重聯(lián)插座，針孔無氧化燒蝕，無縮針現(xiàn)象，縮針必須重新壓線；

5）清潔重聯(lián)開關(guān)各聯(lián)鎖，測量其接觸電阻，阻值必須符合要求。

3　結(jié)束語

SS3型電力機車換向信號源來自司機控制器，并通過重聯(lián)線傳輸至重聯(lián)機車，換向信號之下的附屬設備較多，且隨著加裝改造不斷復雜化，信號源輸出錯誤、中間回路竄電、重聯(lián)連接不可靠等問題，導致機車換向故障頻繁發(fā)生。本文利用二極管的單向?qū)щ娦?，在換向控制回路中加裝二極管，使機車換向信號之下的附屬設備、聯(lián)鎖只能獲取信號源的換向信號，正確的機車換向信號源不受逆向干擾信號的影響，多個信號源之間互不干擾，從而隔離附屬設備竄電行為，使得304#線與305#線得電互斥。同時，優(yōu)化司機控制器檢修工藝，提高換向信號源輸出的準確率，并加強重聯(lián)回路的檢修維護，確保換向信號的正確傳輸。經(jīng)過實踐證明，實施以上方案后，南寧局SS3型電力機車換向故障明顯減少，基本杜絕了由于換向故障引起的無流無壓、信號不上燈、監(jiān)控無故放風等問題。

［1］劉友梅.韶山3型4000系電力機車［M］.中國鐵道出版社，2009∶50-57.

［2］郭樹平.SS3型電力機車加改LCU和電磁接觸器出現(xiàn)的問題［J］.機械工程與自動化，2014，（4）∶197-198.

［3］盧錦華.SS3型電力機車雙機重聯(lián)電氣控制技術(shù)改進［J］.鐵道運營技術(shù)，2015，21（2）∶61-63，66.

U264.91+1

B

1006-8686（2016）04-0049-03