HXD3D型機(jī)車主斷路器電路系統(tǒng)優(yōu)化

[摘 要]從HXD3D客運(yùn)電力機(jī)車目前的運(yùn)用情況來(lái)看，主斷路器由電路系統(tǒng)引起的故障主要有主斷合不上、斷不開(kāi)以及主斷異常等，本文以HXD3D機(jī)車實(shí)際運(yùn)用情況為背景，分析主斷與車載微機(jī)（TCMS）、車載微機(jī)與LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控主機(jī)（LKJ）、自動(dòng)過(guò)分相控制盒之間的控制電路聯(lián)系，并通過(guò)由此引起的關(guān)于主斷路器的常見(jiàn)故障，提出優(yōu)化方案。

[關(guān)鍵詞]HXD3D型電力機(jī)車 主斷路器 控制電路 優(yōu)化改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TQ69.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）29-0018-01

引言

HXD3D型客運(yùn)電力機(jī)車目前采用的是賽德公司22CBDP1型真空主斷路器（簡(jiǎn)稱主斷），它是整車與接觸網(wǎng)之間電氣連通、分?jǐn)嗟目傞_(kāi)關(guān)，是機(jī)車上最重要的保護(hù)設(shè)備，當(dāng)機(jī)車發(fā)生各種嚴(yán)重故障時(shí)能迅速、可靠、安全地?cái)嚅_(kāi)機(jī)車總電源，從而保護(hù)機(jī)車上其他設(shè)備。

一、22CBDP1型真空主斷路器工作原理

干燥的壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣接頭進(jìn)入斷路器后分為兩路：一路通過(guò)調(diào)壓閥進(jìn)入儲(chǔ)氣缸；另一路經(jīng)過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入下絕緣子內(nèi)腔中起到吹掃作用。閉合主斷路器時(shí)，電磁閥線圈得電，打開(kāi)電磁閥，儲(chǔ)氣缸中的壓縮空氣一路經(jīng)電磁閥進(jìn)入轉(zhuǎn)換閥的控制腔，打開(kāi)轉(zhuǎn)換閥，另一路通過(guò)轉(zhuǎn)換閥送入風(fēng)缸，驅(qū)動(dòng)活塞、絕緣推動(dòng)桿和主斷路器的動(dòng)觸頭上移，使主斷路器閉合。斷開(kāi)主斷路器時(shí)，電磁閥線圈失電，電磁閥和轉(zhuǎn)換閥均在彈簧的作用下復(fù)位，將風(fēng)缸內(nèi)的壓縮空氣釋放掉，絕緣推動(dòng)桿和主斷路器的動(dòng)觸點(diǎn)在機(jī)械裝置彈力作用下，向下移動(dòng)，在小于40ms 的時(shí)間內(nèi)將真空斷路器的主觸頭斷開(kāi)（圖1）。

二、主斷路器與車載微機(jī)之間的電路聯(lián)系及主斷異常故障的發(fā)生

車載微機(jī)的控制邏輯如下（以司機(jī)室Ⅰ端為例）：司機(jī)通過(guò)扳鍵向微機(jī)發(fā)送主斷合指令信號(hào)516，微機(jī)收到指令后發(fā)出合主斷脈沖信號(hào)453（持續(xù)2S）使主斷閉合，同時(shí)主斷通過(guò)輔助觸點(diǎn)向微機(jī)反饋高電平431信號(hào)；當(dāng)司機(jī)通過(guò)扳鍵向微機(jī)發(fā)送主斷分指令信號(hào)517，微機(jī)收到指令后發(fā)出合主斷脈沖信號(hào)VCBOFF（持續(xù)2S）使主斷分開(kāi)，主斷通過(guò)輔助觸點(diǎn)向微機(jī)反饋低電平431信號(hào)。當(dāng)司機(jī)連續(xù)操作扳鍵進(jìn)行“分-合-分”時(shí)，在合主斷脈沖信號(hào)453（持續(xù)2S）還存在的情況下，微機(jī)又發(fā)出分主斷指令VCBOFF，此時(shí)高電平信號(hào)431沒(méi)有失電，微機(jī)判斷主斷狀態(tài)與發(fā)送指令不符，受電弓自動(dòng)降下，微機(jī)報(bào)出“主斷異?！?、“網(wǎng)壓低牽引封鎖”故障，同時(shí)主斷仍在閉合狀態(tài)，無(wú)法進(jìn)行“小復(fù)位”處理，必須停車進(jìn)行“大復(fù)位”處理，造成停車事故。因此，為防止“主斷異?！惫收显斐赏＼嚕仨氁獙?duì)主斷控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，方案如下：對(duì)分主斷指令VCBOFF進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，即當(dāng)主斷分合指令信號(hào)VCBOFF和453同時(shí)以高電平狀態(tài)存在時(shí)，微機(jī)先執(zhí)行主斷分指令VCBOFF，同時(shí)不必報(bào)出“主斷異常”故障，若分主斷指令VCBOFF發(fā)出3S后，主斷仍在合位（微機(jī)通過(guò)431信號(hào)檢測(cè)），微機(jī)則報(bào)出“主斷異?！惫收?。經(jīng)過(guò)上述邏輯優(yōu)化后，機(jī)車不會(huì)因司機(jī)的誤操作而出現(xiàn)“主斷異?！惫收隙斐赏＼囀鹿?，也不會(huì)因主斷不分而造成帶電過(guò)分相，造成事故，微機(jī)也會(huì)更加準(zhǔn)確的檢測(cè)主斷的分合狀態(tài)。

三、車載微機(jī)（TCMS）與列車運(yùn)行監(jiān)控主機(jī)（LKJ）之間的電路控制聯(lián)系

當(dāng)機(jī)車手動(dòng)過(guò)分相時(shí)，以機(jī)車Ⅰ端為例：當(dāng)司機(jī)通過(guò)扳鍵手動(dòng)分主斷時(shí)，傳遞給微機(jī)信號(hào)517（分）指令，微機(jī)收到指令后，發(fā)出脈沖信號(hào)VCBOFF使主斷斷開(kāi)，同時(shí)發(fā)出高電平1055信號(hào)（手動(dòng)過(guò)分相分主斷）給LKJ，LKJ數(shù)據(jù)顯示“主斷分”， 同理，司機(jī)通過(guò)扳鍵手動(dòng)合主斷，傳遞給微機(jī)信號(hào)516（合）指令，微機(jī)收到指令后，發(fā)出脈沖信號(hào)453使主斷閉合，同時(shí)發(fā)出低電平1055信號(hào)（手動(dòng)過(guò)分相合主斷）給LKJ，LKJ數(shù)據(jù)則顯示“主斷合”，與此同時(shí)，主斷則通過(guò)431信號(hào)的高低電平向微機(jī)反應(yīng)分合狀態(tài)。

從上述情況來(lái)看，LKJ數(shù)據(jù)所顯示的主斷閉合狀態(tài)是司機(jī)的操作信號(hào)指令（手動(dòng)過(guò)分相）和過(guò)分相控制盒所接收到的預(yù)告信號(hào)或強(qiáng)迫信號(hào)（自動(dòng)過(guò)分相）指令，當(dāng)主斷工作正常時(shí)，其顯示主斷狀態(tài)正確，若主斷發(fā)生故障（斷不開(kāi)、合不上、主斷異常）時(shí)，其顯示的主斷狀態(tài)就是錯(cuò)誤的，并非主斷的真實(shí)分合狀態(tài)，當(dāng)有微機(jī)DLG數(shù)據(jù)可以反映機(jī)車過(guò)分相時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，LKJ數(shù)據(jù)上所記載的主斷狀態(tài)有時(shí)不能反映主斷的真實(shí)狀態(tài)。因此，優(yōu)化方案如下：在主斷輔助觸點(diǎn)中取一組常閉連鎖，在端子柜2中的端子排上和1055信號(hào)線并聯(lián)，同時(shí)，將微機(jī)走向端子柜2中的1054、1055信號(hào)線撤銷，然后更改微機(jī)程序，無(wú)論是手動(dòng)過(guò)分相、自動(dòng)過(guò)分相還是半自動(dòng)過(guò)分相，微機(jī)都不需要向LKJ傳遞信息，主斷的斷合狀態(tài)信息直接由輔助觸點(diǎn)向LKJ主機(jī)發(fā)送。經(jīng)過(guò)上述優(yōu)化后，當(dāng)機(jī)車在運(yùn)行中主斷出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)輔助觸點(diǎn)向LKJ反映真實(shí)的合斷狀態(tài)，使LKJ記錄的主斷分合狀態(tài)（尤其是過(guò)分相時(shí)）信息更真實(shí)、明確。

四、車載微機(jī)（TCMS）與自動(dòng)過(guò)分相控制盒（簡(jiǎn)稱分相盒）之間的電路控制聯(lián)系及引起的主斷不閉合故障

HXD3D機(jī)車目前采用的自動(dòng)過(guò)分相控制盒分別為廣鐵、沈陽(yáng)信號(hào)廠兩家，其控制原理基本相同，但在機(jī)車自動(dòng)過(guò)分相時(shí)，廣鐵過(guò)分相控制盒給微機(jī)發(fā)送預(yù)告信號(hào)499持續(xù)1S，沈陽(yáng)過(guò)分相控制盒則給微機(jī)發(fā)送預(yù)告信號(hào)499則持續(xù)3S。微機(jī)在過(guò)分相時(shí)的控制邏輯為：從接收到控制盒發(fā)送的預(yù)告信號(hào)499分主斷后，要經(jīng)過(guò)5S時(shí)間，微機(jī)才能接受到下一個(gè)預(yù)告信號(hào)499后合主斷，若在主斷斷開(kāi)的5S內(nèi)，即使微機(jī)接受到499信號(hào)，也不會(huì)發(fā)出高電平脈沖信號(hào)453使主斷閉合。這樣，便出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)機(jī)車高速通過(guò)小區(qū)間分相時(shí)，會(huì)出現(xiàn)分相控制盒在主斷斷開(kāi)的5S內(nèi)將下一個(gè)預(yù)告信號(hào)499發(fā)送完畢，而微機(jī)在此期間不會(huì)發(fā)出高電平脈沖信號(hào)453使主斷閉合的情況，造成機(jī)車在過(guò)分相后主斷不自動(dòng)閉合故障。針對(duì)此種故障，可修改廣鐵分相盒程序，使其接受到預(yù)告信號(hào)后，發(fā)送給微機(jī)的499信號(hào)將持續(xù)時(shí)間從1S改為3S，便可解決機(jī)車過(guò)分相時(shí)，因微機(jī)無(wú)法接受到499信號(hào)而造成的主斷不閉合故障，降低機(jī)車在過(guò)分相時(shí)因主斷不閉合引發(fā)機(jī)車故障的概率。

結(jié)束語(yǔ)

此文以HXD3D機(jī)車控制理論為指導(dǎo)前提，以機(jī)車的實(shí)際運(yùn)用為背景，提出了幾點(diǎn)關(guān)于主斷路器控制電路系統(tǒng)的優(yōu)化意見(jiàn)，希望對(duì)HXD3D機(jī)車進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)有所幫助，保障HXD3D機(jī)車上線運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 《HXD3D機(jī)車使用說(shuō)明書(shū)》.

作者簡(jiǎn)介

談敦龍，1988年10月3日出生。籍貫：甘肅省榆中縣，2012年6月蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)，2012年8月就職于中車大連機(jī)車車輛有限公司，助理工程師，現(xiàn)從事HXD3D機(jī)車售后服務(wù)工作。