SS4G电力机车自动过分相与电子柜故障原因分析

SS4G电力机车自动过分相与电子柜故障原因分析
【摘要】自动过分相故障是SS4G型电力机车发生频率较高的故障，其成因是多方面的。

本文从电子柜方面入手，对其常见故障原因进行了分析，并提出了相应的故障处理方法。

【关键词】过分相；电子柜；机车；原因
0.前言
随着列车运行速度的提高和电气化铁路运营里程的不断延长，对机车车辆安全运行标准的要求也越来越高。

高速重载是中国铁路的发展方向。

因此电力机车安全、准确、可靠地通过分相区间也越来越引起大家的关注。

1.SS4型电力机车自动过分相装置的主要功能
在铁道电气化牵引区段，牵引供电采用单相工频交流供电方式。

电气化铁路的供电接触网采用分相段供电，各分相段采用长度不等的绝缘间隔（即分相区间），为了保证电力机车断电运行，安全通过分相区间。

长期以来断电运行均由乘务员根据提示操作完成，提前断电和滞后合闸的操纵现象屡见不鲜，随着列车运行速度的提高，特别是在准高速、高速线路上，每小时通过多个分相区，手动操纵，对运行安全极为不利，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器等现象，由此引起变电所跳闸，中断供电，造成行车事故。

为了减少并改善乘务员的操纵，SS4G电力机车加装了自动过分相系统。

SS4G电力机车的自动过分相由地面感应器、车载感应器及信号处理装置组成过分相系统。

车感器负责感应接收地感器信号，信号处理装置完成信号处理，输出预告、强迫和恢复信号等功能。

机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车感器和车感信号处理装置共同完成。

电子柜对机车过分相自动控制，与司机操作控制并联，当司机操作控制过分相，自动控制起监视作用。

机车运行至G1（G4）点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，信号处理器向微机柜发出过分相预告信号，电子柜根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断‘主断’信号给控制电路，控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’（预告模式）；同时，司机室蜂鸣器响3s，提醒司机过分相区。

当G1（G4）信号失效时，机车运行至G2（G3）点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，信号处理器向微机柜发出过分相强迫断信号，电子柜立即封电机电流，发出断‘主断’信号给控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’。

在正常接收到G1（G4）信号时G2（G3）信号不起作用（强迫断模式）。

机车通过无电区后，根据接收G3（G1）点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号信号，则向电子柜送出合“主合”信号给控制电路，控制电路控制机车合劈相机合“主断”预备好后，电子柜控制电机电流缓慢恢复到过分相
前工况。

2.TPZ27型电子柜功能与作用
TPZ27型电子柜是TPZ15、TPZ15B（防寒车）型电子柜的换代和改进产品，对外接口与TPZ15、TPZ15B兼容，与TPZ15、TPZ15B比较具有以下几大特点：
（1）电路板采用表面贴（SMT）技术和新型电子元器件提高集成度和可靠性。

（2）丰富了B组控制功能，增加特性控制、防空转控制、转向架控制功能，同A组一样具有准恒速特性的分架闭环控制功能，避免了原来开环控制两架电流不均和易造成窜车等问题。

（3）A组增加故障记录、诊断功能。

（4）增加了传感器过流、短路保护功能，可有效的防止由于传感器过流、短路而造成开关电源保护或烧损采样电阻。

（5）增加了自动过分相的控制功能，减轻司机操作工作量、减少过无电区动力损失时间。

（6）增加多段经济桥转换的控制电路，以提高功率因素。

（7）增加了防寒功能，-40℃正常工作。

（8）电磁兼容性好，通过了TB/T 3021-2001原《铁道机车车辆电子装置》标准所规定的各项电磁兼容试验。

3.自动过分相故障产生原因分析及故障处理
电子柜故障进而引发自动过分相装置发生故障，SS4G型电力机车由于加装GFX-3S自动过分相系统，电子柜的特性控制器插件主程序模块（M27C1001）与GFX-3S自动过分相不兼容，我们经过比对，写出电子柜特性控制器主程序（U3、U4）和电子柜整机线束布线图。

3.1电子柜线束改造
3.1.1输入信号
（1）预告：（既有线，451#）。

N106：P4—1A2：Z24—01：2D30#01：1C3—33：2D10
└—09：2D30#09：1C3—81：2D10。

（2）强迫断：（新加线，453#）。

N106：L1—1A2：Z8—05：2B28#05：1C5—33：2B10
└—09：2B28#09：1C5—81：2B10
3.1.2输出信号
（1）合主断：（既有线，468#）。

33：2B14—01：1A21#01：2Z6—1A2：B6—N106：L4
81：2B14—09：1A21#09：2Z6—┘
（2）分主断：（新加线，544#）。

3.1.3（新加点）
34：2D14—01：1B20#01：2Z12—1A2：Z10—N106：K3
81：2D14—09：1B20#09：2Z12
把增加的布线在图上标记好，从机车高压试验时可以看到：
（1）预告信号为451#线，灯显为输入输出1的15A。

（2）合主断信号为468#线，灯显为输入输出1（01#板）的12B。

（3）分主断信号544#线，灯显为输入输出1的8B。

（4）强迫断信号453#线，灯显为输入输出2（05#板）的13A。

另外从流程图看，顶插N106的C2还有个544线，在外部接到该线，可到顶插插头测量N106的K3和C2这两个544线，应是连通的。

468#线从顶插送到LCU1的L13：12。

3.2电子柜插件改造
特性控制器插件的（U46、U47）主程序更换为（U3、U4）主程序。

经改造后的电子柜进行试验，首先用磁铁给一个合主断的信号。

电子柜在A
组的时候，看第一块输入输出插件的12B灯亮不亮，如果亮，说明有信号输出，不亮说明没有信号输出。

4.结束语
自动过分相故障的原因是多方面的，预防自动过分相故障，机务系统要努力提高机车各部技术状态质量，严格执行电力机车段修规程、机车操作规程及出入库整备检查等各项制度。

在机车进行低压试验、高压试验时，特别是机车检修落成后试运转过程中要严格盯控机车运行状态，为自动过分相故障判断提供实践依据。

在理论分析与实践经验结合的基础上，更要从实践中不断总结经验，从而找到改善和确保自动过分相稳定运行的更好措施和条件。

【参考文献】
[1]张有松，朱龙驹.韶山4型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，1998.
[2]解书全，王建立.电力机车检修与规程[M].北京：中国铁道出版社，2008.。