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SS4G電力機車輔助風(fēng)泵控制回路優(yōu)化

文檔作者：葉林文檔來源：上海鐵路局杭州機務(wù)段		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月17日
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上海鐵道科技2010年第2期 57SS犯電力棚車輔助風(fēng)泵控制回路優(yōu)化葉林 上海鐵路局杭州機務(wù)段摘要s玉表車井弓系統(tǒng)雖“然有三’ 保護行車設(shè)備的目的。級風(fēng)源供給，但在實際操作上由于受外部風(fēng)路的影響．輔助升弓系統(tǒng)總會存在升弓風(fēng)源壓力衰減的現(xiàn)象。升弓風(fēng)源壓力的衰減在特殊情況下會對機車靜態(tài)情況升弓壓力產(chǎn)生一定的影響，而現(xiàn)行的輔助控制回路中沒有相應(yīng)的率載保護裝置，單憑機車乘務(wù)員進行人為操作控制。故一旦機車乘務(wù)員操作失誤，就容易使愛電弓與接觸網(wǎng)線聞的接觸壓力發(fā)生變化，嚴(yán)重時還會拉弧燒損接觸網(wǎng)，影響行車安全。對于輔助升弓系統(tǒng)的合理改造，，不僅可以在特殊情況下保護行車設(shè)備，也可以便于機車乘務(wù)員操作，從而在某種程度上確保了行車安全。關(guān)鍵詞靜態(tài)接觸壓力 輔助風(fēng)缸衰減率甩單節(jié)升弓勞 。近期有一線機車乘務(wù)員反映，在上班準(zhǔn)備作業(yè)時，利用輔助風(fēng)源進行升弓后打主風(fēng)泵，在總風(fēng)缸壓力上升到350kPa時，發(fā)生受電弓沿接觸網(wǎng)抖動，機車乘務(wù)員發(fā)現(xiàn)劈相機有堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象后隨即斷開主斷。雖未造成后果，可在電氣化區(qū)段由于弓網(wǎng)接觸狀態(tài)變化極易引發(fā)弓網(wǎng)故障。2009年2月4日福州機務(wù)段就發(fā)生了一起s％電力機車因升弓風(fēng)壓不足引起燒損接觸網(wǎng)的一般C類事故。為此，筆者在對機車乘務(wù)員加強操縱流程規(guī)范的同時，對S％機車用輔助風(fēng)泵升弓時，著重研究了是否可以實現(xiàn)機車在特定情況下的自主保護投入，以彌補機車乘務(wù)員在工作中因疏忽而引發(fā)的嚴(yán)重后果。即通過一定范圍內(nèi)的技術(shù)改造來達到方便機車乘務(wù)員，和1 SS4G輔助風(fēng)源系統(tǒng)的缺陷由于SSg機車的升弓系統(tǒng)是以風(fēng)源為基礎(chǔ)的，所以在設(shè)計之初考慮到了初始升弓狀態(tài)的非常規(guī)性，在升弓風(fēng)源的安排上采用了冗余設(shè)計。以總風(fēng)缸、控制風(fēng)缸、輔助風(fēng)缸三級風(fēng)源供給，并通過逆止閥相互隔離，從而實現(xiàn)升弓風(fēng)源的常態(tài)化，從理論上說消除了因風(fēng)源消失或不足對初始升弓狀態(tài)的影響。但是在現(xiàn)場機車運用中，由于整備作業(yè)、監(jiān)控試驗和風(fēng)路的泄漏，對于SS。的風(fēng)源存風(fēng)量都會產(chǎn)生較大的影響，特別是在SS帕總風(fēng)和控制風(fēng)壓均不足以滿足升弓條件或維持升弓后弓網(wǎng)之間的靜態(tài)接觸壓力時，我們就需要利用596SB對輔助風(fēng)缸進行充風(fēng)。現(xiàn)行的輔助升弓系統(tǒng)除了輔助風(fēng)缸(105)、輔助風(fēng)泵(96)外還設(shè)有逆止閥(I帆106)、放水閥(169)及輔助風(fēng)壓表。在正常情況下利用輔助風(fēng)缸進行升弓時，只要人為將輔助風(fēng)缸初始壓力泵到升弓壓力就能進行操作。但實踐運用中由于輔助風(fēng)缸存風(fēng)量小(13．5L)，相當(dāng)于控制風(fēng)缸的l，5，總風(fēng)缸的1／10，升弓時即使風(fēng)路容積發(fā)生較小的變化都會引起輔助風(fēng)缸壓力的明顯降低(通過對S％1089、SS4G0870輔助風(fēng)缸升弓實驗，在機車升弓、合主斷后，輔助風(fēng)缸的衰減率約為初始壓力的20％一30％)。此時若沒有在第一時間被發(fā)現(xiàn)并再次補充，將會對升弓狀態(tài)造成直接影響，甚至導(dǎo)致弓網(wǎng)事故的發(fā)生。2對輔助風(fēng)源控制系統(tǒng)調(diào)整的必要性輔助風(fēng)源的補充是通過輔助風(fēng)泵的人為驅(qū)動來實現(xiàn)的，在控制電路上是通過人為按下596SB使442KM線圈得電，再通過442KM的主觸頭向447MD勵磁和電樞繞組供電。換言之就是打多少風(fēng)是由按多久596SB決定的。這樣，一方面需要人工長時間操作596SB給乘務(wù)員上班工作帶來繁瑣，另一方面由于長時間人為按壓569SB對其觸點和復(fù)原彈簧乃至447MD的使用壽命都造成了一定的影響。由于考慮到升弓的衰減率，需要有人員在其期間不間斷的確認其壓力，如低于規(guī)定值應(yīng)及時按下596SB補充，但在單班單司機操縱或是只有一人升弓時，由于不能在第一時間確認機車輔助風(fēng)缸壓力而導(dǎo)致不能在風(fēng)壓衰減到臨界值時及時充風(fēng)補給，從而會對機車受電弓和接觸網(wǎng)的接觸壓力造成一定的影響。針對Ss虻機車所采用的全手動打小風(fēng)泵向輔助風(fēng)缸補風(fēng)模式，筆者認為其不足之處在于：一方面在人機控制上不能滿足人機互控、備份冗余的模式，加之由于總風(fēng)缸、控制風(fēng)缸、輔助風(fēng)缸容積大相徑庭所以在用備份風(fēng)源升弓時如不通過人為補充就會出現(xiàn)大幅衰減不利于維持受電弓與接觸網(wǎng)的接觸壓力。另一方面是對輔助風(fēng)缸壓力檢測不夠快速有效，完全依賴乘務(wù)員對風(fēng)壓的人工控制，并且在出現(xiàn)壓力不足以支持升弓時，也只有通過人工斷電來防止。當(dāng)遇到只有～人需要利用輔助風(fēng)缸進行升弓操作時，由于在司機室不能第一時間確認輔助風(fēng)缸壓力表，所以也不能對升弓時輔助風(fēng)壓進行檢測和補充，有悖于機車運用工作的安全導(dǎo)向原則。根據(jù)上述分析，萬方數(shù)據(jù)SS,z電力機車輔助風(fēng)泵控制回路優(yōu)化筆者進一步探討了輔助風(fēng)泵控制回路技術(shù)改造方案。3輔助風(fēng)源控制系統(tǒng)的優(yōu)化方法考慮到輔助風(fēng)缸在升弓時風(fēng)壓變化的必然行，設(shè)想通過用風(fēng)信號轉(zhuǎn)化為電信號，再利用電信號傳送到司機室和低壓柜進行人機互控。在機車輔助風(fēng)缸出口、控制風(fēng)缸出庫和總風(fēng)缸出口管增設(shè)四個壓力開關(guān)傳感器，分別控制Y1(輔助)、Y2(輔助)、Y3(總風(fēng))、Y4(控制)壓力開關(guān)，其動作值分別為800kPa、500kPa、450kPa、480kPa。并同時設(shè)有1KT、2KT分別延時3S、5S，一方面用于緩和1Y、2Y風(fēng)壓信號的不穩(wěn)定性，另一方面給司機確認和人為采取措施留有時間，避免頻繁產(chǎn)生保護信號，以至影響機車。為了避免乘務(wù)員長時間手按596SB，在442KM圈負端設(shè)Y1輔助反聯(lián)鎖，并在442KM圈正端和596SB之間增設(shè)442KM輔助正聯(lián)鎖實現(xiàn)442KM的自鎖，從而以簡單的操縱達到規(guī)定的升弓條件。考慮到雙風(fēng)泵冗余打風(fēng)目的，在N68l#增設(shè)GKI，當(dāng)一節(jié)輔助風(fēng)泵出現(xiàn)故障時可將其切除，利用甩單節(jié)升弓的方法進行配合操作。而在680#上增設(shè)1ZJ，用于在總風(fēng)缸壓力低予450kPa并且控制風(fēng)缸壓力低于480kPa時進入控制系統(tǒng)風(fēng)壓保護狀態(tài)。在司機室狀態(tài)顯示屏增設(shè)XDl、XD2以及逆流二極管D1、D2，分別由Y1、Y2輔助正聯(lián)鎖控制，同時增設(shè)680G#、681G#技改線。在主斷分閘信號544#后增加lZJ和2KT延時吸合輔助低壓反聯(lián)鎖，并使其串聯(lián)用于自動控制低壓保護投入。4輔助風(fēng)源控制系統(tǒng)優(yōu)化后的工作原理當(dāng)機車乘務(wù)員需要用輔助風(fēng)缸進行升弓時，可在關(guān)閉兩節(jié)169#塞門后按一下任意一節(jié)車的596SB按鈕，兩節(jié)車442KM同時得電。此時因442KM自鎖聯(lián)鎖閉合，即可放開596SB，447MD會在其自鎖聯(lián)鎖的驅(qū)動下繼續(xù)全速運行(見圖1)。當(dāng)輔助風(fēng)缸壓力充到500kPa時其681G#上的Y2低壓正聯(lián)鎖溝通控制臺XD2燈顯回路，XD2點亮告訴司機充風(fēng)正常，輔助風(fēng)缸正在建立壓力，要求對風(fēng)感壓力繼續(xù)跟蹤觀察。與此同時Y2低壓聯(lián)鎖溝通2KT控制回路，風(fēng)壓保護信號被切除。圖1線圈控制系統(tǒng)隨著輔助風(fēng)缸壓力繼續(xù)上升，當(dāng)壓力達到800kPa時Y1壓力開關(guān)被驅(qū)動，其低壓正聯(lián)鎖溝通1KT控制回路，經(jīng)過3S延時后通過1KT延時釋放反聯(lián)鎖切斷442KM線圈控制電路(見圖2)，輔助風(fēng)泵停打，此時Y1另一對低壓正聯(lián)鎖接通680G#的XDl燈顯回路，此時控制臺XD2、XDl同時點亮，告訴司機此時輔助風(fēng)缸已經(jīng)打到規(guī)定升弓壓力，可以進行升弓作業(yè)(見圖3)。圖2壓力延時控制系統(tǒng)當(dāng)升弓時出現(xiàn)輔助風(fēng)缸風(fēng)壓衰減，與此同時由于Yl低壓正聯(lián)縮的釋放XDl首先熄滅，告訴司機輔助風(fēng)壓正在衰減(正常情況下衰減到580kPa一600kPa即會進入穩(wěn)壓狀態(tài))，此時2XD仍然點亮。是可通過狀態(tài)顯示屏的測試按鈕對其進行檢測，避免因燈泡故障而對升弓作業(yè)的風(fēng)壓信號造成誤解)。Y2的另一個低壓正聯(lián)鎖切斷2KT控制回路，通過2KT的延時吸合反聯(lián)鎖以控制風(fēng)壓保護信號的輸出。若此時總風(fēng)缸風(fēng)源未達到450kPa，控制風(fēng)缸壓力也低于480kPa，Y3、Y4壓力開關(guān)同時被激發(fā)。Y4的一個低壓反聯(lián)鎖與Y3低壓反聯(lián)鎖串聯(lián)后接入1ZJ線圈控制電路，其作用是在控制風(fēng)缸和總風(fēng)缸均達不到升弓壓力時才會有輔助風(fēng)缸失風(fēng)保護信號輸出。當(dāng)用控制風(fēng)缸升弓，總風(fēng)缸避免了在用正常風(fēng)源升弓時輔助均壓力不足而造成的主斷分閘信號誤輸出。1zJ低壓正聯(lián)鎖吸合，機車544#輸出主斷跳閘信號(見圖4)。圖4風(fēng)壓保護信號輸出回路也就是說當(dāng)總風(fēng)、控制風(fēng)缸未打到定壓時Y3、Y4低壓反聯(lián)鎖閉合溝通IZJ線圈回路，1zJ上的一個低壓正聯(lián)鎖閉合進入輔助風(fēng)壓自動保護檢測狀態(tài)，此時機車開始對輔助風(fēng)缸壓力進行偵測。當(dāng)偵測到低于規(guī)定壓力值(500kPa)時，就會使Y2低壓正聯(lián)鎖閉合，使2KT投入且經(jīng)過5s延時后，若機車乘務(wù)員仍然未采取補救措施，則機車輸出主斷分閘信號使機車主斷跳開，用于保護機車，避免其在帶負載的情況下，因升弓壓力不足引起抖弓導(dǎo)致拉弧放電燒損接觸網(wǎng)或引起變電所跳閘。5總結(jié)綜上所述，機車輔助風(fēng)源控制系統(tǒng)經(jīng)加裝該套裝置，在利用輔助風(fēng)源升弓圖3操縱臺提示燈顯回路 時，一方面：實現(xiàn)了機車乘務(wù)員在司機室若由于某種原因?qū)е嘛L(fēng)壓繼續(xù)下 就可以直接對輔助風(fēng)缸壓力變化情況進降，當(dāng)下降到500kPa以下Y2壓力開關(guān) 行檢測，能在第一時間判斷輔助風(fēng)源的動作，其低壓正聯(lián)鎖釋放XD2熄滅，此 衰減變化情況(司機只需對XDl、XD2時告訴司機輔助風(fēng)缸風(fēng)壓已經(jīng)接近正 進行確認，通過其亮、滅情況就能判斷升常升弓壓力底值參數(shù)，需要立即補充(在 弓條件是否滿足)，真正做到了共同確認XDI、XD2回路中還增設(shè)DI、D2，其作用 情況下的”自控、互控、他控”；另一方面也實現(xiàn)了在人機互 (下轉(zhuǎn)第39頁)萬方數(shù)據(jù)注漿法在加固路橋過渡段中的應(yīng)用類別及填料組別，同時了解加固前后土性參數(shù)的變化。加固前后土性變化如表I所示。表I K78㈣加固前后室內(nèi)試驗結(jié)果匯總＼ 烘干法 聯(lián)臺測定法 重型擊實 比重瓶法＼方法 塑性 易仇 最大指標(biāo)＼ 臺水量 滾限 塑限 指數(shù) 含水量 干密度 比重＼ (％) (％) (％) (％) (％) (g／m'-)注漿前 21．34 28．94 18．50 10．44 12．06 1．912 2．70汪漿后 20．28 30．01 20．23 9．78 13．45 1．935 2．7l結(jié)果表明：路基填土為粉砂土的，適合注漿加固。注漿以后，密度、比重、壓縮模量、凝聚力都有所提高，孔隙比、壓縮系數(shù)顯著降低，證明土體的物理力學(xué)性質(zhì)得到明顯改善，達到了土體改性的目的。2．3路基沉降長期監(jiān)測為進一步了解注漿效果，對加固區(qū)段進行長期的路基沉降監(jiān)測，如圖8所示。路基沉降變形在注漿前后有較大變化，注漿后路基沉降速率明顯降低，每次觀測沉降值相對上次大部分有減小趨勢，且經(jīng)過一段時間后趨于穩(wěn)定，說明注漿對治理路橋過渡段沉降有一定的效果。Fi麗五麗麗習(xí)路橋過渡段觀莉點 I!丑睦墨吐t圖8 K78+690觀測沉降曲線圖3結(jié)論及建議3．1主要結(jié)論(1)注漿加固基床對填料和漿液的可灌性要求較高。通常黏性土、細粒土只能采用劈裂注漿，即采用高壓力將土層劈裂，導(dǎo)致脈狀注入，使薄弱處得到加強。但對既有線路基來說，基床施工壓力過大，會導(dǎo)致線路上拱，甚至影響路基邊坡穩(wěn)定；壓力太小，則漿液難以滲透。因此，既有線黏性土、細粒土基床不宜采用注漿加固，可采用擠密樁或換填法加固，或者考慮換填土質(zhì)較好的填料，而粗粒土、砂性土基床易采用注漿加固。(2)通過對路橋過渡段的注漿加固處理，承載力得到了明顯的改善，路基結(jié)構(gòu)動態(tài)性能明顯得到提高，動力學(xué)特征及變化明顯改善。經(jīng)過一個汛期后，檢測結(jié)果表明，注漿加固后的路基沒有發(fā)生病害，減少了以往需要起道填砟來維持線路平順性的情況。(3)利用注漿技術(shù)進行整治路橋過渡段，具有工程造價低、工期短、對既有行車干擾小的特點，其加同效果良好。即通過注漿的方法，能夠提高線路質(zhì)量。(4)注漿加固既有線路基的最終效果是通過軌道質(zhì)量的狀態(tài)反映出來，而軌道質(zhì)量狀態(tài)與路基存在一定的關(guān)系。軌檢資料分析表明，注漿加固以后軌道質(zhì)量狀態(tài)有所提高。(5)通過對加固區(qū)段路基長期沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析看出，注漿加固以后試驗區(qū)段沉降變形速率明顯降低，說明注漿加固起到一定的作用。3．2建議在加強監(jiān)控的情況下，加固處理宜根據(jù)路基狀況、結(jié)合工程改造和維修養(yǎng)護等情況，抓住有利時機，有計劃地逐步進行。對加固效果的檢測，可采用探地雷達對加固前后路基質(zhì)量和基床病害進行調(diào)查。另外，需要進一步積累試驗數(shù)據(jù)，并結(jié)合多年來過渡段加固技術(shù)的資料，通過理論分析和現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)分析，提出既有線路橋過渡段加固的技術(shù)條件。參考文獻【1】陳忠明．水泥漿體加周公路路基技術(shù)研究【D】．西安：西安公路交通大學(xué)．1998【2】程驍，張鳳祥．土建注漿施工與效果檢測【M】．上海：同濟大學(xué)出版社，1998【3】鐵道部第四勘測設(shè)計院物探工程研究所．洛湛線壺天巖溶路基注漿效果物探檢測【R】．武漢：鐵道部第四勘測設(shè)計院物探工程研究所，2002【4】賈應(yīng)革．應(yīng)用水平注漿加固軟土路基的試驗【J】．鐵道建筑，2004責(zé)任編輯：宋飛來稿時間：2010—3—24(上接第58頁) 參考文獻： 印刷社，2000，10控的基礎(chǔ)上，通過四個壓力開關(guān)及中間 [1]劉順良。許榮華．(ss49機車乘務(wù)員》．中國鐵繼電器的協(xié)調(diào)作用，實現(xiàn)了輔助風(fēng)泵”工 道出版社，2006．8 責(zé)任編輯：萬寶安作、停打、跳閘”的自動化控制，基本實現(xiàn) [2]張有松，朱龍駒·《ss4G型電力機車》．中國鐵 來稿日期：2010—04—01

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