韶山3型电力机车使用紧急制动仍能使用电阻制动改造方案的弊病及补救措施

2012-08-03李亚可

铁道机车车辆 2012年3期

李亚可，刘利

（成都铁路局西昌机务段西昌运用车间，四川西昌615000）

改造方案的目的是使电力机车（韶山3型4000系列）在使用紧急制动后，仍然能够使用电阻制动，从而达到增加列车制动力，缩短制动距离，防止事故的发生。

在实际的工作中，尤其是在长大下坡道的运行中，往往光靠电力机车的动力制动（韶山3型为电阻制动）是不能满足在下坡道制动力的需要的，所以就要依靠空气制动来辅助电阻制动。但是也就出现一个问题，当使用空气制动辅助后，需要对列车进行缓解，但是刚刚缓解了，全列车的压力还没充满，这个时候出现紧急情况，比如行人阻道；山体滑坡等。此时作为司机的第一反应就是使用紧急制动（不使用的话，电阻制动也不能满足列车制动需要）。但是在机车原来的逻辑关系控制下，就会断开主断路器，切断电阻制动。由于全列车的列车管的压力没有充满。势必要延长制动距离，甚至造成制动力过小，列车放扬。对行车造成很大的安全隐患。因此，有必要改变韶山3型的控制逻辑，使其在使用紧急制动后，仍然能使用电阻制动。确保列车的运行安全。

1 原有的改造方案及逻辑说明

1.1 增加一个中间继电器

首先，要满足机车在紧急制动时，不能断开主断路器，改造以前的逻辑控制是230号线—12zk—L WZJ常闭连锁—920号线，给出断开主断路器的指令。现在取消L WZJ的常闭连锁。无论使用紧急制动的时候，调速手柄是不是在零位，都可以使804号线的电到不了920号线，达到不断开主断路器的目的。

增加一个中间继电器。暂时命名为804 KA（如图1）。

804 KA接在804号线上，保证804号线得电，804 KA就动作，以实现其他的控制逻辑。

图1 增加中间继电器原理图

1.2 在LCZJ的得电电路上1FYJ支路上加装804 KA的常闭连锁

804号线得电后，804 KA动作制动缸压力大于150 k Pa不再切断制动力（如图2）。

其原理是改造前，电阻制动时，由于制动缸压力大于150 k Pa，1FYJ就会作用，使得LCZJ动作，从而切断LC的得电电路，达到切除制动力的作用。加装804 KA后，在制动工况的时候使用紧急制动，804号线得电，804 KA动作，804 KA的常闭连锁断开，此时，制动缸的压力达到150 k Pa以上，1FYJ动作，但是，LCZJ还是不会得电自持，达到不切除制动力的目的。

图2 改造后常闭连锁加装804 KA原理图

1.3 对监控装置发出的卸载指令，只卸载牵引力，不能卸载电阻制动的制动力

改造前如图3，960号线的电经过监控装置的卸载连锁JK—3常闭连锁，再到684号线进入电子柜，电子柜才实现机车的牵引力和制动力的给定。如果监控装置得到卸载指令，JK—3动作，切断684号线的电源，电子柜卸载机车的牵引力和制动力。

改造的方案是在960到684号线之间直接加一个1 WHz或者2 WHz的常开连锁，电阻制动的时候，两位置转换开关转到制动位，就直接短接监控的卸载功能，从而达到不卸载制动力的目的。牵引工况1 WHz或2 WHz断开960至684号线的通路，监控的卸载指令JK—3连锁作用不变。

此外还需要在JK—3的支路上，串联一个804 KA的常闭连锁，在牵引工况使用紧急制动的时候，804 KA动作，切断684号线的电源，电子柜预备信号丢失，卸载牵引力。

图3 改造后卸载指令原理图

2 对原有改造方案的补充

为防止机车轮对滑行的改造。

由于机车使用紧急制动后，机车制动缸的压力会迅速上升至450 k Pa，如果现在使用电阻制动且制动力大的时候，极容易造成机车的两个制动力相加，大于机车轮对黏着力，轮对在钢轨上滑行，擦伤轮对，降低机车的制动力，延长制动距离。所以在使用紧急制动后，使用电阻制动的时候，应该降低机车的制动缸压力，以确保机车动轮不产生滑行。如图4，在818号线与排风1电空阀之间，多加一条电路，加LC常开连锁和804常开连锁。电源接在804号线。逻辑原理为：

（1）当机车牵引状态使用紧急制动，804 KA动作，但是LC连锁不动作，排风1电空阀不得电。不降低机车制动缸压力。

（2）在机车已经有电阻制动制动力（LC吸合）使用紧急制动，804 KA动作使排风1电空阀持续得电，快速排除制动缸的压力，防止机车滑行。

（3）机车先使用紧急制动时没有电阻制动力（惰力运行、牵引运行使用紧急制动急需加载在电阻制动的时候）LC未吸合。使用紧急制动，制动缸压力迅速上升至450 k Pa，保证机车的制动力；当机车已经完成紧急制动后的电阻制动各项准备工作，司机加载制动力，此时LC才吸合，才排除机车制动缸的压力，保证了在未加载制动力之前，机车制动缸的压力不下降。防止发生断钩的现象。

图4 加常开连锁图

3 原有改造方案的弊病

804 KA作为一个经常动作的电气元件，其本身也会出现故障，比如804 KA得电线圈烧损，常开连锁不吸合，常闭连锁虚接，常闭连锁烧结等，注意会对机车造成一系列的故障现象，影响机车的逻辑控制，甚至有些故障还会造成很严重的后果，导致发生事故。804 KA出现故障会造成的后果如下。

（1）LCZJ得电电路中，804 KA加装的804 KA常闭连锁，如果该连锁出现虚接现象，那么LCZJ将始终不能得电，其后果是无论机车制动缸是否达到150 k Pa，LC都不会断开，不会卸载电阻制动力。极易造成机车轮对滑行。1FYJ也就失去作用。如果该连锁烧结，在使用紧急制动后，制动缸压力大于150 k Pa，就卸载电阻制动力，失去了改造的意义。

（2）机车卸载电路中加装的2 WHz和804 KA的常闭连锁。804 KA常闭连锁出现虚接，牵引工况电子柜将始终在卸载状态，造成机车无流无压，且该故障无任何显示，与机车其他无流无压故障现象混合，加大故障判断难度，且该故障不容易发现和处理。804 KA常闭连锁烧结或者2 WHz卡在吸合位，将造成在牵引工况使用紧急制动，机车不卸载，极易造成断钩，延长制动距离，从而发生冒出、冒进、撞车等事故。

（3）在加装的机车制动缸压力自动缓解的改造中，804KA常开连锁虚接，那么该支路将失去作用，804KA常开连锁烧结，那么将会出现使用电阻制动，LC吸合，就产生紧急制动。严重影响行车。且这个故障一旦出现，机车乘务员很难判断处理。

所以，为了避免上述情况的给机车造成的不良影响，防止因804 KA出现故障，造成不必要的机破，运缓，甚至是事故。有必要对机车进行进一步改造。

4 加装故障隔离开关，消除原有方案的弊病

加装804 KA故障隔离开关

因为804 KA本身会出现故障，对机车造成不良的后果，所以考虑加装804 KA故障隔离开关。当804KA出现故障。只需要将804故障隔离开关置于故障位，全面恢复到机车改造前的控制逻辑。消除804 KA故障对机车的危害。

（1）对LCZJ得电电路的加装改造

如果804 KA连锁触头虚接，不能接通电路，那么，正常使用电阻制动的时候，1FYJ将失去作用，机车制动缸的压力达到150 k Pa也不会切断LC，会造成机车由于轮对制动力过强，产生滑行，擦伤轮对，延长制动距离的危害。在该支路的804 KA常闭连锁上并联一个故障隔离开关的故障位接点，当故障隔离开关置于故障位，短接该触头，消除由于该触头故障造成的影响。

（2）对804继电器电路的加装改造

在L WZJ常闭连锁串联一个故障隔离开关的故障位接点。

加装故障隔离开关后，不需要取消L WZJ常闭连锁。当804 KA正常投入使用的时候，故障隔离开关切断L WZJ的得电电路。达到取消L WZJ的目的。当804KA发生故障，将故障隔离开关置于故障位，接通L WZJ的通路，使得L WZJ重新投入工作。达到改造前的逻辑控制状态。

同时在804 KA得电电路上加装804 KA故障隔离开关的运转位接点。故障隔离开关置故障位，切断804 KA的电源。

图5 加装隔离开关原理图

图6 804继电器改造电路

（3）对卸载电路的改造

在2 WHz支路上串联加装804故障隔离开关的运转位接点。另外，在监控卸载电路JK—3支路上加装了804 KA的常闭连锁。当804KA故障，故障开关置于故障位，切除2 WHz位置连锁和804 KA连锁的功能，使得监控主机恢复卸载的功能。以达到改造前恢复监控卸载的功能。

图7 卸载电路改造图

（4）对排风1电空阀电路的加装改造

在排风1电空阀电路的改造中，加装了LC和804KA连接在804号线上，如果804KA烧结，那么一但使用电阻制动，LC吸合，排风1电空阀的电就会反串至804号线，造成机车起紧急制动。在该支路上加装804故障隔离开关的运转位接点，当804 KA正常工作时，804 KA和LC正常工作，起到改造后的逻辑控制。当804 KA故障，将故障隔离开关置于故障位，切断该支路，恢复排风1电空阀改造前的逻辑控制。