CRH2系列动车组300T型ATP设备继电器故障分析及整改措施
2016-06-21上海铁路局南京电务段
易 晟 上海铁路局南京电务段
CRH2系列动车组300T型ATP设备继电器故障分析及整改措施
易 晟 上海铁路局南京电务段
列举两起300T型ATP设备故障案例,通过故障案例对300T型ATP系统的电路原理及运行数据进行分析,剖析300T型ATP设备继电器逻辑设计中存在的问题,向设备厂家提出优化整改建议,同时对电务人员处理同类型故障时有一定借鉴作用,提高继电器故障处理的准确性。
CRH2系列动车组;300T型ATP设备;VDX单元;继电器
随着中国高速铁路、客运专线和城际铁路建设的迅猛发展,动车组运用交路越发密集,动车组的安全、正点是确保铁路正常有序运输的关键。电务人员通过日常维护与故障处置发现ATP设备逻辑设计方面存在的缺陷,并及时向设备生产厂家提出整改优化建议,通过整改优化便于现场进行设备维护及故障修复,对确保铁路运输的正常秩序显得尤为重要。
1 继电器工作原理
300 T型ATP设备目前在用的继电器类型包括AG/AMGS继电器、SBG继电器和CU继电器三种。
CRH2系列动车组中RB(冗余制动)、BFB(紧急制动反馈)、EB1(紧急制动1)、EB2(紧急制动2)、FSB(全常用制动反馈)、TCO(切除牵引)均为AG继电器,BP(旁路)为SBG继电器,CabAct(驾驶室激活)、Sleep(休眠)、For(前向)、Rev(后向)、SB1(1级常用制动)、SB4(4级常用制动)、SB7(7级常用制动)等均为CU继电器。
ATP设备通过VDX(安全数字输入输出)单元、DX/DI(数字输入输出)单元,分别驱动继电器向车辆接口输出信号指令,并对车辆输出的指令进行回采。一旦信号输出失败或采集失败,ATP设备会任何处于非安全状态,记录相关异常数据,供维护人员进行分析处置。
2 继电器故障案例分析
2.1 案例1
2016年4 月19日,CRH2C-085动车组高级修竣工担当0016次交路回送动车所,在即墨站启动时司机进行车辆上电测试,发现ATP无法完成制动测试试验,车辆MON屏显示“快速”信息,制动缸压力显示400,表示车辆一直施加紧急制动,导致ATP设备无法正常执行制动测试。经司机进行了ATP重启、车辆断电大复位重启、隔离ATP等操作方式后,车辆始终显示“快速”信息,施加紧急制动,且AELOG数据中无任何报警语句,具体AELOG数据截图,如图1所示。
图1 CRH2C-085动车组ATP设备AELOG数据
根据故障现象使用万用表测试ATP机柜内端子排,发现ATP设备运用或隔离状态时TB1E-57接点均无电压输出,确认EB1继电器(紧急制动继电器1)A2、B2触点不通,车辆制动继电器回路无法沟通(车辆制动继电器落下),导致车辆一直施加紧急制动。
图2 EB1继电器电路图
EB1继电器为得电输出制动(继电器吸起,A2、B2接点不通,断开车辆制动继电器回路,车辆制动继电器落下输出制动),正常状态下EB1继电器处于落下状态不输出制动(A2、B2接点接通,接通车辆制动继电器回路,车辆制动继电器吸起不输出制动)。ATP设备运用或隔离状态时,A2、B2接点均应处于导通状态,端子排TB1E-57接点输出电压,车辆制动继电器吸起不输出制动。EB1继电器电路图,如图2所示。
由于ATP设备运行数据中无任何报警语句,且ATP设备处于隔离状态时,车辆依旧输出紧急制动,造成故障处理人员误认为故障非ATP设备引起,进一步延误故障处理时间。最终更换EB1继电器后车辆紧急制动得到缓解,ATP设备制动测试通过,后续上线运行情况良好。
2.2 案例2
2014年9 月27日,CRH380A-6035动车组担当G129次交路在北京南站始发时,车辆显示屏出现“常用制动不缓解”语句,DMI屏幕上无任何报警信息,司机多次重启换系,故障现象未消除。AELOG数据中无任何报警语句,具体AELOG数据截图,如图3所示。
图3 CRH380A-6035动车组ATP设备AELOG数据
JRU数据显示当车辆方向手柄处于后退位置时,ATP能够正确采集到手柄位置为“Backward”(后向),当车辆方向手柄处于前向位置时,ATP采集的位置状态为“Neutral”(中位),导致ATP设备逻辑判断为动车组处于停车状态,输出防溜逸制动。根据JRU数据分析可判断为ATP设备ForR(前向)继电器故障,不能正常采集车辆方向手柄位置。故障期间JRU数据截图,如图4所示。
图4 CRH380A-6035动车组ATP设备JRU数据
由于AELOG数据中无任何报警语句,且故障信息只出现在车辆屏幕上,造成故障处理人员同样误以为故障是车辆问题引起,延误故障处置时间。最终更换ForR(前向)继电器后动车组恢复正常工作。
3 电路方面的设计逻辑缺陷
通过上述两起典型故障案例,可以看出CRH2系列动车组300T型ATP设备继电器电路存在以下两个问题:
(1)逻辑设计问题
按照ATP正常逻辑设计,ATP设备故障输出制动指令,隔离ATP设备后,车辆方面应不受ATP设备控制,不再输出制动指令。但因CRH2系列动车组300T型ATP设备结构设计不合理,不能隔离ATP设备EB1继电器的第二组落下接点,当ATP设备处于隔离状态时,一旦EB1继电器A2、B2接点状态异常,车辆方面依旧会输出紧急制动。
车辆方向手柄有3个位置(前进、中位、后退),而ATP设备采用了前向和后向继电器,无中位继电器,并只对前向和后向继电器状态进行采集,通过方向继电器状态判断车辆方向手柄位置(前向、后向继电器均未吸起时则判定方向手柄处于中位)。如果车辆方向手柄前向或后向继电器故障时,ATP则错误判断车辆方向手柄处于中位状态,导致ATP设备始终输出防溜逸制动。
(2)信息采集问题
300 T型ATP设备只对AG/AMGS继电器的安全接点状态进行信号回采,不采集落下接点,一旦AG/AMGS继电器落下接点出现故障,运行数据中不会记录任何有效的故障语句。
CU继电器无回采信号,信号采集的是CU继电器接点后信息,当CU继电器发生故障时,ATP设备不作出故障判断,且运行数据中均不记录任何故障信息。
4 问题解决的建议
(1)优化CRH2系列动车组300T型ATP设备电路结构,通过隔离ATP设备,可将ATP设备全部进行隔离,一旦出现ATP设备故障无法及时修复时,可在ATP设备隔离状态下继续行车。
(2)在ATP原有系统的基础上,增加继电器开关量采集接口,通过JRU单元采集车辆方向信号(CU继电器)以及车辆制动指令(AG/AMGS继电器)的输入情况,以此判断ATP设备故障是由车辆信号输入还是ATP设备信号输出引起的,对于故障判断处理具体重大意义。
(3)参考微机监测系统开关量监测原理,制作继电器信号监测装置,在继电器信号线上加装感应磁环,对AG/AMGS、CU、SBG继电器的吸起、落下接点状态进行采集,并按照各继电器电气特性,设定软件判定功能,当继电器发生故障时系统会自动给出继电器报警信息,并提供处理意见。
5 结束语
相信通过优化修改CRH2系列动车组300T型ATP设备电路逻辑,同时增加继电器信号采集点,会对现场故障判断处理,提供有效的分析依据,方便现场进行故障处置,提高设备维护效率。
责任编辑:宋 飞
来稿时间:2016-08-19