浅析SS4G型电力机车电子柜故障原因与处理方法

浅析SS4G型电力机车电子柜故障原因与处理方法
【摘要】电子柜故障是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，对常见故障原因进行了较为详尽的分析，并提出了相应的技术卡控措施。

【关键词】电子柜；机车；原因
0.前言
当前我国铁路正面临大建设、大发展的关键时期，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。

因此作为电气化铁路牵引动力—电力机车，能够安全可靠地运行是运输生产安全畅通的前提保障。

1.SS4G型电力机车电子控制柜的主要功能
电子控制柜柜体用钢板压制而成，上部装有一个A、B组转换开关和六个对外连接插座，每个插座的编号从左至右为N101～N106。

这六个对外连接插头座采用了56芯矩行线簧式插头座，为了防止插错，插头座内有二根防插错的编码销，可组成不同的编码。

A组有14个插件，B组有17个插件。

分别为电源插件、输入输出插件、调制解调插件、保护逻辑插件、特性控制插件、脉冲形成插件、脉冲放大插件、转换控制插件、信号转换插件、转向架控制插件、空电联合制动插件、频率变换插件、防空转控制插件。

SS4G型电力机车电子控制柜的主要功能是对机车进行牵引和制动、空转、滑行控制。

根据司机指令和当前机车的运行状况给出正确的三段桥的触发脉冲，调节主电路输出电压，使机车能够可靠运行。

SS4G型电力机车的调速特性是：⑴起动阶段，恒流起动；⑵运行阶段，准恒速运行。

SS4G机车控制系统设置了A、B组控制功能，A组用于正常情况控制时，B组是备用功能。

当A组出现故障时，可以通过拨动开关将电子柜置于B 组运行。

通过司控器的使用来确认操作端信号控制输入输出插件上的继电器来实现。

2.电子柜插件功能与作用
⑴电源插件：为电子控制柜提供5V电源、±15V为速度传感器及司控器提供电源、24V为仪表照明电源。

⑵输入输出插件：作为机车蓄电池回路和电子电路之间的接口，对进出电子
控制柜的直流电位进行隔离，以消除110V回路由于各有接点电器动作导致的干扰。

⑶调制解调插件：对本务机车的电流给定值进行定频调宽的PWM调制，调制脉冲经重联线传送给各重联机车，经各机车独立解调后，形成原给定模拟量。

⑷保护逻辑插件：牵引变压器次边的过流保护、各牵引电机过载保护、励磁过载保护以及对这些过流动作的保护和显示。

⑸脉冲形成插件：根据转向架控制插件所产生的移相控制信号形成大段桥、二、三断桥触发脉冲及励磁桥的触发脉冲。

⑹脉冲放大插件：将脉冲形成插件产生的脉冲进行功率放大，分别是牵引电路（T1—T6）脉冲触发，制动电路（T11、T12）脉冲触发。

送至硅机组触发相应的晶闸管。

⑺特性控制插件：用于形成牵引、制动指令及特性，空转保护的形成。

实现轴重转移电气补偿，产生控制两个转向架的牵引、制动指令。

⑻转向架控制插件：提供电机电流、电压反馈信号；进行电枢电流调节，产生移相控制电压；进行制动电流调节，产生励磁桥移相控制电压；实现加馈制动。

⑼转换控制插件：用于A、B组电子控制电路触发脉冲的转换和司机室电机电流表、电压表显示信号的转换。

⑽信号转换插件：B组运行时，进行电机电流、电压信号的处理；对司机指令信号进行处理；牵引时可以实现恒流控制。

⑾空电联合制动插件：根据机车速度及其他相关状态，控制空气制动的投入和缓解，同时对电阻制动进行干预，使空气制动和电阻制动有机地结合起来。

⑿频率变换插件：将轴端转速传感器送入的轮对转速信号转换成与频率成正比的直流电压信号。

⒀防空转控制插件：防止、抑制空转、滑行，提高机车粘着利用。

3.电子柜故障产生原因分析及故障处理
3.1机车无压无流
机车无压无流的现象是某个或全部牵引电机无压、无流。

引起无压无流的原因有：
⑴预备未完成。

⑵手柄离开“0”位信号未进入电子柜。

⑶牵引主回路未形成。

⑷电位器故障（无操作指令信号输入，无调制信号）。

⑸电子柜没有收到操作端信号（针对从务机车）。

⑹窜车保护动作。

⑺电子柜内部原因。

诊断时首先需区分是否为故障无流，然后判定是否为电子柜原因故障无流，若为电子柜原因，按照指令信号的流向，以功能单元为诊断单元，自上而下进行判定。

⑴判断是否有系统卸载信号（或实际速度是否接近极限值）、手柄位置是否与实际速度严重搭配不当（比较指令输入与实际速度信号）、是否跳主断，来区分正常无流和故障无流。

⑵通过判断是否有触发脉冲输出、是否有司机指令输入、预备信号、“0”位信号，来区分是否为电子柜原因造成故障无流。

⑶若为电子柜原因，按功能单元进行判断。

3.2机车窜车
机车窜车故障的现象是司机手柄一离开“0”位，机车整流柜整流桥触发有较大的开放角，机车牵引电机有电流冲击。

窜车故障的本质为机车的输出电流远大于司机的给定值。

发生窜车故障的原因主要有：
⑴同步电压信号不正常（同步信号相位反或同步信号没有进入电子柜）。

⑵手柄电位器故障（使得输入指令放大）。

⑶机车的操作端信号不对，使A、B两端都为操作端或都为非操作端。

⑷电子柜内部原因（主要为脉冲形成与脉冲放大插件故障），对于窜车故障电子柜保护逻辑插件会产生窜车保护信号。

对窜车故障诊断，也像无流故障诊断一样，先判断是否为电子柜原因造成，若为电子柜原因，则按照指令信号的流向，以功能单元进行诊断，若某一单元明显放大了指令信号，则故障定位到这一单元。

具体为：
⑴是否有同步电压信号以及相位是否正常。

⑵司机手柄输入是否明显被放大。

⑶是否窜车保护，接下来就是电子柜功能单元的诊断如上图。

4.结束语
电子柜故障的原因是多方面的。

预防电子柜故障，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，为电子柜故障判断提供实践依据。

随着电气化铁路相关各项技术的不断发展，如何有效地预防电子柜故障，将是需要我们长期探索的一个重要课题。

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电子柜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.。