通用型接触器继电器人工闭合钥匙的研制

许小进 俞乃修 中国铁路上海局集团有限公司合肥机务段

铁路运输使用的电力机车或内燃机车均采用电传动方式控制。机车的控制电路、辅助电路、安全保护电路等多采用接触器或继电器来控制，达到互控、联锁功能。每台机车均安装多种型号、数量达几十个接触器。大多数都是电器故障，我们按照作业指导书和应急处置的规定，可以人工闭合相应的继电器或接触器维持运行。但是由于接触器的种类很多，人工闭合工具多种多样，导致容易混淆、丢失，造成闭合不成功。使用的方法五花八门导致现场操作错误增加，造成一次成功率低闭合的工具也缺乏，往往影响列车运行。

针对上述不足，研制一种通用型接触器继电器人工闭合钥匙，具有使用携带方便，准确高效的特点。

1 现场调研

2016年8月～12月份我段机车故障84起（如图1所示），其中电器故障63起，占总次数75%，电器故障中接触器继电器故障46起，占总次数54%，占电器故障73%。由此可见接触器继电器故障是导致机车故障的主要原因。机车电器故障后，最简单快捷的方法是将未能正常吸合的接触器继电器人工闭合。

图1 2016年8月-12月份我段内燃机车故障情况调查

我们对各型号机车使用的接触器和继电器型号进行梳理，发现机车部分接触器 QCC1-0104、CZQ-40/22，沙尔特宝S141、S152配备人工闭合器钥匙，其他各类型的接触器继电器没有专门的闭合工具。配备的闭合器钥匙丢失率严重，我们决定研制一种通用型接触器继电器人工闭合钥匙，让机车乘务员随身携带，方便处理故障。

2 研制方案

机车部分接触器QCC1-0104、CZQ-40/22，沙尔特宝S141、S152配备人工闭合器钥匙（如图2所示），其他各类型的接触器继电器没有专门的闭合工具。我们对机车上使用接触器继电器型号及人工闭合情况（表1）、各型号机车使用接触器继电器型号（表2）、机车上常用接触器继电器的人工闭合方式（表3）、机车上常用接触器继电器的闭合行程（表4）进行分析，采用一体结构设计思路，利用结构的尺寸和形状来满足闭合要求，研制一种通用型接触器继电器人工闭合钥匙，可以实现对多种接触器和闭合器的人工闭合。

图2 常用人工闭合器钥匙

表1 机车接触器继电器型号及人工闭合情况表

表2 各型号机车使用接触器继电器型号

表3 机车上常用接触器继电器的人工闭合方式表

表4 机车上常用接触器继电器的闭合行程表

2.1 形状确定

根据现有的四种人工闭合钥匙，分析他们的工作特点，结构特性，科学合理的组合成为一体，成为一种通用型人工闭合钥匙的雏型（如图3所示）。

图3 通用型人工闭合钥匙的雏型

根据ND5型内燃机车GE通用型接触器人工闭合的特点，对通用型人工闭合钥匙增加了一个斜面。根据各型号接触器继电器的闭合行程，利用软件构建了3D模型。（如图4所示）

图4 通用型人工闭合钥匙3D模型

2.2 材质属性验证

通过检测硬质塑料的强度和绝缘性能，通过试验检测所使用的硬质塑料PLA的硬度是莫氏硬度为2.8，绝缘性能极好，满足闭合器需要的强度和绝缘度（如图5所示）。

图5 通用型人工闭合钥匙绝缘测量

2.3 钢针的长度和直径

测量需要使用钢针闭合的QCC2-800和CZQ-40/22两种接触器的闭合孔形状和闭合行程。锁闭钢针的设计：大钢针的长度为14 mm,直径为3 mm；小钢针的长度为7 mm，直径为2 mm。

2.4 实物制作

将SOLIDWORKS创建的3D模型，使用3D打印机打印出实物 (如图6所示)。与之前设计的钢钉装配，形成一件完整的人工闭合钥匙。

图6 3D打印机打印实物

3 现场验证

在机车电器间，使用通用型接触器继电器人工闭合钥匙对各型号接触器继电器进行人工闭合。可以满足作业指导书提到的8种类型接触器和继电器的闭合（表 5）。

表5 各型接触器现场验证结果一览表现场试验

4 结束语

通用型接触器继电器人工闭合钥匙具有体积小，重量轻，携带方便，能够闭合多种继电器接触器，使用方便快捷，一次闭合成功率高，保障行车安全。另外在研制过程中使用3D打印技术，缩短了研制周期和费用，对今后技改工具的研制有积极的作用。