SS3型电力机车换向故障原因分析及解决方案

刘德昌，梁发晓，王黎黎

（1.南宁铁路局南宁机务段，助理工程师，广西　南宁　530001

2.广西海恒电力科技有限公司，助理工程师，广西　南宁　530001）

SS3型电力机车换向故障原因分析及解决方案

刘德昌1，梁发晓1，王黎黎2

（1.南宁铁路局南宁机务段，助理工程师，广西南宁530001

2.广西海恒电力科技有限公司，助理工程师，广西南宁530001）

SS3型电力机车在经历多年的运用及加装改造之后，换向故障问题突出，经常发生不换向、手柄位置与方向开关不一致、手柄位置与监控显示不一致、换向不完全等故障，导致机车无流无压、信号不上灯、监控无故放风问题，严重威胁行车安全。本文针对上述问题，通过对换向信号源、控制回路的深入研究，分析了造成换向故障的原因，据此，提出要优化司机控制器检修工艺、实施换向信号防窜电加改、切实加强重联回路的检修维护等措施与方案，以杜绝类似故障发生，确保铁路运输安全。

SS3型电力机车；换向故障；原因分析；解决方案

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.018

SS3型电力机车属于技术较为成熟的车型，在全路有着广泛的应用，但由于运用年限过长加之经过多次的加装改造，发生电气故障的现象较为频繁，特别是机车换向信号紊乱，经常发生不换向、手柄位置与方向开关不一致、手柄位置与监控显示不一致、换向不完全等故障，导致机车无流无压、信号不上灯、监控无故放风等问题，严重威胁行车安全，同时给机务部门造成较大的经济损失。因此，深入分析故障原因，采取杜绝类似故障或事故的措施，很有必要。

1　原因分析

经过对获悉的有关铁路局机务段及笔者所在单位发生的SS3型电力机车换向故障的统计分析，并走访有关机车乘务员、机车检修人员和工程技术人员，我们认为导致故障的原因主要是司机控制器故障、换向信号线路窜电、重联线路故障等三方面原因所致，本文就此逐一进行分析。

1.1司机控制器故障司机控制器作为换向信号的源头，通过换向手柄内部联锁触点的闭合，往外输出“向前”或“向后”的换向信号，驱动换向开关向前或向后转动，接通牵引电机电枢及绕组大线，从而实现机车换向［1］。换向手柄内部联锁主要由凸轮及触片组成，联锁的控制逻辑如下图1所示。

图1　换向手柄内部联锁控制逻辑示意图

由上图可知，手柄从“0”位至“前”位必须经过“制”位，即第一位凸轮在“制”位至“Ⅲ”位之间始终保持302#或303#、2 041#或2 042#得电，从“制”位到“前”位时，304#或305#得电，“Ⅰ”位至“Ⅲ”位保持得电。可见，从“前”位快速到达“0”位时，2 041#（2 042#）与304#（305#）几乎同时失电，因此导致位置中继电路信号紊乱。特别是凸轮磨耗超限、犯卡、积尘、短路或虚接时，极容易发生故障。不能正确换向主要涉及两个回路，一是司控器换向手柄，二是零位中继，其逻辑如下图2所示。

图2　位置中继控制逻辑示意图

如果由于零位中继的原因导致不能换向，那么不管在I端还是在II端操作都无法换向，若换向手柄在“零”位时，故障显示屏上并没有显示“零位”，测量2 017#对地电位，若属于正常得电，则可判断零位中继内部线圈已烧损，或联锁烧结。

1.2换向信号线路窜电换向信号线路除了上述换向手柄联锁及位置中继输出外，还有：1）LCU换向信号输出；2）换向信号引用（监控系统、工况提示装置）等。然而，安装有LCU的SS3型电力机车在南宁局的占有量只有少数几台，从临修与途中故障分析来看，换向不成功问题也偶有发生，其换向部分逻辑如下图3所示。

图3　LCU换向逻辑梯形图

机车在线上由于LCU故障无法正常换向时，可将LCU倒组，维持运行，待机车回段后进行低压试验，先将LCU置1组，I端换向手柄置“前”位时，测量304#与305#线电位，如同时为低电位或高电位，则证明LCU装置I组的A板有故障，更换A板即可，类似地检查LCU装置Ⅱ组［2］。另外，换向信号回路中的工况提示装置是加装改造项目，为了判断其是否存在窜电行为，利用库内的0556机车做如下试验：在甩开工况提示装置之前测量换向信号电位时发现，手柄在“制”位时，305#线有时得电，但电位很低（大约5 V），有时为零，不符合逻辑原理，甩开工况提示装置后测量一切正常。可确认为工况提示装置在机车高速运行过程中存在窜电行为，导致“前”位时304#与“后”位时305#同时得电，此时，机车信号主机无法判断机车方向，因此无法收码，出现信号不上灯问题。

1.3重联线路故障我局SS3型电力机车主要运用于南昆线货运牵引，鉴于百色至威舍段线路长大坡道多，隧道多，牵引吨位在4 000t以上时多使用双机重联牵引，运用过程中频繁发生重联机车无法换向的问题，乘务员反复搬动重联开关均无效，只能尝试更换重联线，如果不凑效，则分开操作。机车回段后调查分析发现，发生故障的机车，重联插头或重联线通常存在如下问题：1）缩针；2）重联插座有水痕，部分针套被氧化烧蚀；3）脱针；4）重联开关犯卡；5）重联开关内部接线线脱落。这些问题将直接导致重联机车无法换向、无流无压，但分开操作一切正常［3］。

2　解决方案

2.1优化司机控制器检修工艺司机控制器是一个使用非常频繁的器件，经常出现犯卡、短路、虚接等问题，是导致机车换向故障的重要因素，现有检修工艺存在多方面的不足，必须进行合理优化，才能确保司控器的检修质量，优化措施如下：

1）用干净的脱脂布代替棉丝或棉布，擦除司控器污垢，用毛刷清扫各部灰尘，适当喷涂挥发性绝缘清洁剂。

2）试验操作手柄状态，须灵活，无过紧、卡滞或松旷现象。

3）检查各接线牢固，接线端子良好、线号齐全，引出线无破损、断线，线束绑扎牢固，导线与机体无磨损，绝缘件良好。

4）检查主轴和换向凸轮上凸块完整，无脱落、裂纹，凸块磨耗必须在规定的范围内，且无变形。

5）检查联锁触头有无过热、烧损，测量低压联锁通断正常，接触电阻与接触压力均符合工艺要求；接插件连接可靠，无缩针、断针。

6）检查电位器上的联轴器无松动且接线牢固。

7）通过试验台的专项性能检测。

2.2换向信号防窜电加改由于机车换向开关信号之下附属设备、联锁等非常复杂，难以从错误信号的源头杜绝或防止逆电，但正确的机车换向信号源相对单一，可利用二极管的单向导电性，对电路进行改造，使机车换向信号之下的附属设备、联锁只能获取信号源的换向信号，正确的换向信号源不受逆向干扰信号的影响，多个信号源之间互不干扰，从而隔离工况提示装置等设备窜电行为，确保304#线与305#线得电互斥。

换向信号的引用主要涉及监控系统与工况提示装置，而监控系统对换向信号进行了隔离取样，存在窜电的可能性较小，因此窜电主要来源于工况提示装置与相关线路，同时不排斥后来加装改造中仍需引用换向信号的可能，因此必须在信号源进行线路改造。在I端司机室中央端子排01 JX，将304 A#线从原接线柱上取下，剪掉线鼻子引出两根304 A#线，其中一根接入二极管（2 DP 5 H）阳极，阴极引出线接回原接线柱。另一根304 A#线接到一空余接线柱A上，将305 E#线进行相同操作。类似地，将305 E#线从原接线柱上取下，剪掉线鼻子引出两根305 E#线，其中一根接入二极管（2 DP 5 H）接到一空余接线柱B。然后将X 26-10线从从原接线柱上取下，接到A接线柱，X 26-11线接到B接线柱。类似地，II端司机室中央端子排02 JX的305 B#线与304 F#也采取同样接法。接线如图4所示。

图4　换向信号电路加改示意图

2.3重联回路的检修维护通过对110信息的分析以及上车调查发现，重联线、重联开关以及重联插座是造成换向故障的重要原因。要针对SS3型电力机车换向配件使用频繁、容易磨耗，犯卡、虚接、脱（缩）针等问题，将检查与测量常态化，重点做好以下工作：

1）重联线作为重联机车控制的纽带，其安全可靠性至为重要，由于机车在运行过程中，重联线的振动、晃动较为严重，因此其连接必须高度可靠，可将旧式的双线连接改造成四线连接（其中一组为冗余设计），且两端不得有裂损，崩口或缺口不得大于10 mm；

2）用万用表电阻档检测重联线束每根线的电阻值，阻值不得不大于0.1 Ω；

3）核对线端对应关系，线间无短路无脱针现象；

4）检查重联插座，针孔无氧化烧蚀，无缩针现象，缩针必须重新压线；

5）清洁重联开关各联锁，测量其接触电阻，阻值必须符合要求。

3　结束语

SS3型电力机车换向信号源来自司机控制器，并通过重联线传输至重联机车，换向信号之下的附属设备较多，且随着加装改造不断复杂化，信号源输出错误、中间回路窜电、重联连接不可靠等问题，导致机车换向故障频繁发生。本文利用二极管的单向导电性，在换向控制回路中加装二极管，使机车换向信号之下的附属设备、联锁只能获取信号源的换向信号，正确的机车换向信号源不受逆向干扰信号的影响，多个信号源之间互不干扰，从而隔离附属设备窜电行为，使得304#线与305#线得电互斥。同时，优化司机控制器检修工艺，提高换向信号源输出的准确率，并加强重联回路的检修维护，确保换向信号的正确传输。经过实践证明，实施以上方案后，南宁局SS3型电力机车换向故障明显减少，基本杜绝了由于换向故障引起的无流无压、信号不上灯、监控无故放风等问题。

［1］刘友梅.韶山3型4000系电力机车［M］.中国铁道出版社，2009∶50-57.

［2］郭树平.SS3型电力机车加改LCU和电磁接触器出现的问题［J］.机械工程与自动化，2014，（4）∶197-198.

［3］卢锦华.SS3型电力机车双机重联电气控制技术改进［J］.铁道运营技术，2015，21（2）∶61-63，66.

U264.91+1

B

1006-8686（2016）04-0049-03