劉德昌，梁發(fā)曉，王黎黎

（1.南寧鐵路局南寧機(jī)務(wù)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(jī)車(chē)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(jī)務(wù)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(jī)車(chē)在經(jīng)歷多年的運(yùn)用及加裝改造之后，換向故障問(wèn)題突出，經(jīng)常發(fā)生不換向、手柄位置與方向開(kāi)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(dǎo)致機(jī)車(chē)無(wú)流無(wú)壓、信號(hào)不上燈、監(jiān)控?zé)o故放風(fēng)問(wèn)題，嚴(yán)重威脅行車(chē)安全。本文針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)對(duì)換向信號(hào)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(jī)控制器檢修工藝、實(shí)施換向信號(hào)防竄電加改、切實(shí)加強(qiáng)重聯(lián)回路的檢修維護(hù)等措施與方案，以杜絕類(lèi)似故障發(fā)生，確保鐵路運(yùn)輸安全。

SS3型電力機(jī)車(chē)；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(jī)車(chē)屬于技術(shù)較為成熟的車(chē)型，在全路有著廣泛的應(yīng)用，但由于運(yùn)用年限過(guò)長(zhǎng)加之經(jīng)過(guò)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(jī)車(chē)換向信號(hào)紊亂，經(jīng)常發(fā)生不換向、手柄位置與方向開(kāi)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(dǎo)致機(jī)車(chē)無(wú)流無(wú)壓、信號(hào)不上燈、監(jiān)控?zé)o故放風(fēng)等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅行車(chē)安全，同時(shí)給機(jī)務(wù)部門(mén)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，深入分析故障原因，采取杜絕類(lèi)似故障或事故的措施，很有必要。

1　原因分析

經(jīng)過(guò)對(duì)獲悉的有關(guān)鐵路局機(jī)務(wù)段及筆者所在單位發(fā)生的SS3型電力機(jī)車(chē)換向故障的統(tǒng)計(jì)分析，并走訪有關(guān)機(jī)車(chē)乘務(wù)員、機(jī)車(chē)檢修人員和工程技術(shù)人員，我們認(rèn)為導(dǎo)致故障的原因主要是司機(jī)控制器故障、換向信號(hào)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(jìn)行分析。

1.1司機(jī)控制器故障司機(jī)控制器作為換向信號(hào)的源頭，通過(guò)換向手柄內(nèi)部聯(lián)鎖觸點(diǎn)的閉合，往外輸出“向前”或“向后”的換向信號(hào)，驅(qū)動(dòng)換向開(kāi)關(guān)向前或向后轉(zhuǎn)動(dòng)，接通牽引電機(jī)電樞及繞組大線，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)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(guò)“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(shí)，304#或305#得電，“Ⅰ”位至“Ⅲ”位保持得電?？梢?jiàn)，從“前”位快速到達(dá)“0”位時(shí)，2 041#（2 042#）與304#（305#）幾乎同時(shí)失電，因此導(dǎo)致位置中繼電路信號(hào)紊亂。特別是凸輪磨耗超限、犯卡、積塵、短路或虛接時(shí)，極容易發(fā)生故障。不能正確換向主要涉及兩個(gè)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(wú)法換向，若換向手柄在“零”位時(shí)，故障顯示屏上并沒(méi)有顯示“零位”，測(cè)量2 017#對(duì)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(hào)線路竄電換向信號(hào)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(hào)輸出；2）換向信號(hào)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(jī)車(chē)在南寧局的占有量只有少數(shù)幾臺(tái)，從臨修與途中故障分析來(lái)看，換向不成功問(wèn)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(jī)車(chē)在線上由于LCU故障無(wú)法正常換向時(shí)，可將LCU倒組，維持運(yùn)行，待機(jī)車(chē)回段后進(jìn)行低壓試驗(yàn)，先將LCU置1組，I端換向手柄置“前”位時(shí)，測(cè)量304#與305#線電位，如同時(shí)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(lèi)似地檢查L(zhǎng)CU裝置Ⅱ組［2］。另外，換向信號(hào)回路中的工況提示裝置是加裝改造項(xiàng)目，為了判斷其是否存在竄電行為，利用庫(kù)內(nèi)的0556機(jī)車(chē)做如下試驗(yàn)：在甩開(kāi)工況提示裝置之前測(cè)量換向信號(hào)電位時(shí)發(fā)現(xiàn)，手柄在“制”位時(shí)，305#線有時(shí)得電，但電位很低（大約5 V），有時(shí)為零，不符合邏輯原理，甩開(kāi)工況提示裝置后測(cè)量一切正常?？纱_認(rèn)為工況提示裝置在機(jī)車(chē)高速運(yùn)行過(guò)程中存在竄電行為，導(dǎo)致“前”位時(shí)304#與“后”位時(shí)305#同時(shí)得電，此時(shí)，機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)無(wú)法判斷機(jī)車(chē)方向，因此無(wú)法收碼，出現(xiàn)信號(hào)不上燈問(wèn)題。

1.3重聯(lián)線路故障我局SS3型電力機(jī)車(chē)主要運(yùn)用于南昆線貨運(yùn)牽引，鑒于百色至威舍段線路長(zhǎng)大坡道多，隧道多，牽引噸位在4 000t以上時(shí)多使用雙機(jī)重聯(lián)牽引，運(yùn)用過(guò)程中頻繁發(fā)生重聯(lián)機(jī)車(chē)無(wú)法換向的問(wèn)題，乘務(wù)員反復(fù)搬動(dòng)重聯(lián)開(kāi)關(guān)均無(wú)效，只能?chē)L試更換重聯(lián)線，如果不湊效，則分開(kāi)操作。機(jī)車(chē)回段后調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)生故障的機(jī)車(chē)，重聯(lián)插頭或重聯(lián)線通常存在如下問(wèn)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(kāi)關(guān)犯卡；5）重聯(lián)開(kāi)關(guān)內(nèi)部接線線脫落。這些問(wèn)題將直接導(dǎo)致重聯(lián)機(jī)車(chē)無(wú)法換向、無(wú)流無(wú)壓，但分開(kāi)操作一切正常［3］。

2　解決方案

2.1優(yōu)化司機(jī)控制器檢修工藝司機(jī)控制器是一個(gè)使用非常頻繁的器件，經(jīng)常出現(xiàn)犯卡、短路、虛接等問(wèn)題，是導(dǎo)致機(jī)車(chē)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(jìn)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(dāng)噴涂揮發(fā)性絕緣清潔劑。

2）試驗(yàn)操作手柄狀態(tài)，須靈活，無(wú)過(guò)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(hào)齊全，引出線無(wú)破損、斷線，線束綁扎牢固，導(dǎo)線與機(jī)體無(wú)磨損，絕緣件良好。

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

5）檢查聯(lián)鎖觸頭有無(wú)過(guò)熱、燒損，測(cè)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(wú)縮針、斷針。

6）檢查電位器上的聯(lián)軸器無(wú)松動(dòng)且接線牢固。

7）通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的專(zhuān)項(xiàng)性能檢測(cè)。

2.2換向信號(hào)防竄電加改由于機(jī)車(chē)換向開(kāi)關(guān)信號(hào)之下附屬設(shè)備、聯(lián)鎖等非常復(fù)雜，難以從錯(cuò)誤信號(hào)的源頭杜絕或防止逆電，但正確的機(jī)車(chē)換向信號(hào)源相對(duì)單一，可利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢?duì)電路進(jìn)行改造，使機(jī)車(chē)換向信號(hào)之下的附屬設(shè)備、聯(lián)鎖只能獲取信號(hào)源的換向信號(hào)，正確的換向信號(hào)源不受逆向干擾信號(hào)的影響，多個(gè)信號(hào)源之間互不干擾，從而隔離工況提示裝置等設(shè)備竄電行為，確保304#線與305#線得電互斥。

換向信號(hào)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(duì)換向信號(hào)進(jìn)行了隔離取樣，存在竄電的可能性較小，因此竄電主要來(lái)源于工況提示裝置與相關(guān)線路，同時(shí)不排斥后來(lái)加裝改造中仍需引用換向信號(hào)的可能，因此必須在信號(hào)源進(jìn)行線路改造。在I端司機(jī)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(yáng)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(jìn)行相同操作。類(lèi)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(lèi)似地，II端司機(jī)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(hào)電路加改示意圖

2.3重聯(lián)回路的檢修維護(hù)通過(guò)對(duì)110信息的分析以及上車(chē)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，重聯(lián)線、重聯(lián)開(kāi)關(guān)以及重聯(lián)插座是造成換向故障的重要原因。要針對(duì)SS3型電力機(jī)車(chē)換向配件使用頻繁、容易磨耗，犯卡、虛接、脫（縮）針等問(wèn)題，將檢查與測(cè)量常態(tài)化，重點(diǎn)做好以下工作：

1）重聯(lián)線作為重聯(lián)機(jī)車(chē)控制的紐帶，其安全可靠性至為重要，由于機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，重聯(lián)線的振動(dòng)、晃動(dòng)較為嚴(yán)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(shè)計(jì)），且兩端不得有裂損，崩口或缺口不得大于10 mm；

2）用萬(wàn)用表電阻檔檢測(cè)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(duì)線端對(duì)應(yīng)關(guān)系，線間無(wú)短路無(wú)脫針現(xiàn)象；

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

5）清潔重聯(lián)開(kāi)關(guān)各聯(lián)鎖，測(cè)量其接觸電阻，阻值必須符合要求。

3　結(jié)束語(yǔ)

SS3型電力機(jī)車(chē)換向信號(hào)源來(lái)自司機(jī)控制器，并通過(guò)重聯(lián)線傳輸至重聯(lián)機(jī)車(chē)，換向信號(hào)之下的附屬設(shè)備較多，且隨著加裝改造不斷復(fù)雜化，信號(hào)源輸出錯(cuò)誤、中間回路竄電、重聯(lián)連接不可靠等問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)車(chē)換向故障頻繁發(fā)生。本文利用二極管的單向?qū)щ娦裕趽Q向控制回路中加裝二極管，使機(jī)車(chē)換向信號(hào)之下的附屬設(shè)備、聯(lián)鎖只能獲取信號(hào)源的換向信號(hào)，正確的機(jī)車(chē)換向信號(hào)源不受逆向干擾信號(hào)的影響，多個(gè)信號(hào)源之間互不干擾，從而隔離附屬設(shè)備竄電行為，使得304#線與305#線得電互斥。同時(shí)，優(yōu)化司機(jī)控制器檢修工藝，提高換向信號(hào)源輸出的準(zhǔn)確率，并加強(qiáng)重聯(lián)回路的檢修維護(hù)，確保換向信號(hào)的正確傳輸。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，實(shí)施以上方案后，南寧局SS3型電力機(jī)車(chē)換向故障明顯減少，基本杜絕了由于換向故障引起的無(wú)流無(wú)壓、信號(hào)不上燈、監(jiān)控?zé)o故放風(fēng)等問(wèn)題。

［1］劉友梅.韶山3型4000系電力機(jī)車(chē)［M］.中國(guó)鐵道出版社，2009∶50-57.

［2］郭樹(shù)平.SS3型電力機(jī)車(chē)加改LCU和電磁接觸器出現(xiàn)的問(wèn)題［J］.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2014，（4）∶197-198.

［3］盧錦華.SS3型電力機(jī)車(chē)雙機(jī)重聯(lián)電氣控制技術(shù)改進(jìn)［J］.鐵道運(yùn)營(yíng)技術(shù)，2015，21（2）∶61-63，66.

U264.91+1

B

1006-8686（2016）04-0049-03