韶山3型電力機車使用緊急制動仍能使用電阻制動改造方案的弊病及補救措施

李亞可，劉 利

（成都鐵路局 西昌機務段西昌運用車間，四川西昌615000）

改造方案的目的是使電力機車（韶山3型4000系列）在使用緊急制動后，仍然能夠使用電阻制動，從而達到增加列車制動力，縮短制動距離，防止事故的發生。

在實際的工作中，尤其是在長大下坡道的運行中，往往光靠電力機車的動力制動（韶山3型為電阻制動）是不能滿足在下坡道制動力的需要的，所以就要依靠空氣制動來輔助電阻制動。但是也就出現一個問題，當使用空氣制動輔助后，需要對列車進行緩解，但是剛剛緩解了，全列車的壓力還沒充滿，這個時候出現緊急情況，比如行人阻道；山體滑坡等。此時作為司機的第一反應就是使用緊急制動（不使用的話，電阻制動也不能滿足列車制動需要）。但是在機車原來的邏輯關系控制下，就會斷開主斷路器，切斷電阻制動。由于全列車的列車管的壓力沒有充滿。勢必要延長制動距離，甚至造成制動力過小，列車放揚。對行車造成很大的安全隱患。因此，有必要改變韶山3型的控制邏輯，使其在使用緊急制動后，仍然能使用電阻制動。確保列車的運行安全。

1 原有的改造方案及邏輯說明

1.1 增加一個中間繼電器

首先，要滿足機車在緊急制動時，不能斷開主斷路器，改造以前的邏輯控制是230號線—12zk—L WZJ常閉連鎖—920號線，給出斷開主斷路器的指令。現在取消L WZJ的常閉連鎖。無論使用緊急制動的時候，調速手柄是不是在零位，都可以使804號線的電到不了920號線，達到不斷開主斷路器的目的。

增加一個中間繼電器。暫時命名為804 KA（如圖1）。

804 KA接在804號線上，保證804號線得電，804 KA就動作，以實現其他的控制邏輯。

圖1 增加中間繼電器原理圖

1.2 在LCZJ的得電電路上1FYJ支路上加裝804 KA的常閉連鎖

804號線得電后，804 KA動作制動缸壓力大于150 k Pa不再切斷制動力（如圖2）。

其原理是改造前，電阻制動時，由于制動缸壓力大于150 k Pa，1FYJ就會作用，使得LCZJ動作，從而切斷LC的得電電路，達到切除制動力的作用。加裝804 KA后，在制動工況的時候使用緊急制動，804號線得電，804 KA動作，804 KA的常閉連鎖斷開，此時，制動缸的壓力達到150 k Pa以上，1FYJ動作，但是，LCZJ還是不會得電自持，達到不切除制動力的目的。

圖2 改造后常閉連鎖加裝804 KA原理圖

1.3 對監控裝置發出的卸載指令，只卸載牽引力，不能卸載電阻制動的制動力

改造前如圖3，960號線的電經過監控裝置的卸載連鎖JK—3常閉連鎖，再到684號線進入電子柜，電子柜才實現機車的牽引力和制動力的給定。如果監控裝置得到卸載指令，JK—3動作，切斷684號線的電源，電子柜卸載機車的牽引力和制動力。

改造的方案是在960到684號線之間直接加一個1 WHz或者2 WHz的常開連鎖，電阻制動的時候，兩位置轉換開關轉到制動位，就直接短接監控的卸載功能，從而達到不卸載制動力的目的。牽引工況1 WHz或2 WHz斷開960至684號線的通路，監控的卸載指令JK—3連鎖作用不變。

此外還需要在JK—3的支路上，串聯一個804 KA的常閉連鎖，在牽引工況使用緊急制動的時候，804 KA動作，切斷684號線的電源，電子柜預備信號丟失，卸載牽引力。

圖3 改造后卸載指令原理圖

2 對原有改造方案的補充

為防止機車輪對滑行的改造。

由于機車使用緊急制動后，機車制動缸的壓力會迅速上升至450 k Pa，如果現在使用電阻制動且制動力大的時候，極容易造成機車的兩個制動力相加，大于機車輪對黏著力，輪對在鋼軌上滑行，擦傷輪對，降低機車的制動力，延長制動距離。所以在使用緊急制動后，使用電阻制動的時候，應該降低機車的制動缸壓力，以確保機車動輪不產生滑行。如圖4，在818號線與排風1電空閥之間，多加一條電路，加LC常開連鎖和804常開連鎖。電源接在804號線。邏輯原理為：

（1）當機車牽引狀態使用緊急制動，804 KA動作，但是LC連鎖不動作，排風1電空閥不得電。不降低機車制動缸壓力。

（2）在機車已經有電阻制動制動力（LC吸合）使用緊急制動，804 KA動作使排風1電空閥持續得電，快速排除制動缸的壓力，防止機車滑行。

（3）機車先使用緊急制動時沒有電阻制動力（惰力運行、牽引運行使用緊急制動急需加載在電阻制動的時候）LC未吸合。使用緊急制動，制動缸壓力迅速上升至450 k Pa，保證機車的制動力；當機車已經完成緊急制動后的電阻制動各項準備工作，司機加載制動力，此時LC才吸合，才排除機車制動缸的壓力，保證了在未加載制動力之前，機車制動缸的壓力不下降。防止發生斷鉤的現象。

圖4 加常開連鎖圖

3 原有改造方案的弊病

804 KA作為一個經常動作的電氣元件，其本身也會出現故障，比如804 KA得電線圈燒損，常開連鎖不吸合，常閉連鎖虛接，常閉連鎖燒結等，注意會對機車造成一系列的故障現象，影響機車的邏輯控制，甚至有些故障還會造成很嚴重的后果，導致發生事故。804 KA出現故障會造成的后果如下。

（1）LCZJ得電電路中，804 KA加裝的804 KA常閉連鎖，如果該連鎖出現虛接現象，那么LCZJ將始終不能得電，其后果是無論機車制動缸是否達到150 k Pa，LC都不會斷開，不會卸載電阻制動力。極易造成機車輪對滑行。1FYJ也就失去作用。如果該連鎖燒結，在使用緊急制動后，制動缸壓力大于150 k Pa，就卸載電阻制動力，失去了改造的意義。

（2）機車卸載電路中加裝的2 WHz和804 KA的常閉連鎖。804 KA常閉連鎖出現虛接，牽引工況電子柜將始終在卸載狀態，造成機車無流無壓，且該故障無任何顯示，與機車其他無流無壓故障現象混合，加大故障判斷難度，且該故障不容易發現和處理。804 KA常閉連鎖燒結或者2 WHz卡在吸合位，將造成在牽引工況使用緊急制動，機車不卸載，極易造成斷鉤，延長制動距離，從而發生冒出、冒進、撞車等事故。

（3）在加裝的機車制動缸壓力自動緩解的改造中，804KA常開連鎖虛接，那么該支路將失去作用，804KA常開連鎖燒結，那么將會出現使用電阻制動，LC吸合，就產生緊急制動。嚴重影響行車。且這個故障一旦出現，機車乘務員很難判斷處理。

所以，為了避免上述情況的給機車造成的不良影響，防止因804 KA出現故障，造成不必要的機破，運緩，甚至是事故。有必要對機車進行進一步改造。

4 加裝故障隔離開關，消除原有方案的弊病

加裝804 KA故障隔離開關

因為804 KA本身會出現故障，對機車造成不良的后果，所以考慮加裝804 KA故障隔離開關。當804KA出現故障。只需要將804故障隔離開關置于故障位，全面恢復到機車改造前的控制邏輯。消除804 KA故障對機車的危害。

（1）對LCZJ得電電路的加裝改造

如果804 KA連鎖觸頭虛接，不能接通電路，那么，正常使用電阻制動的時候，1FYJ將失去作用，機車制動缸的壓力達到150 k Pa也不會切斷LC，會造成機車由于輪對制動力過強，產生滑行，擦傷輪對，延長制動距離的危害。在該支路的804 KA常閉連鎖上并聯一個故障隔離開關的故障位接點，當故障隔離開關置于故障位，短接該觸頭，消除由于該觸頭故障造成的影響。

（2）對804繼電器電路的加裝改造

在L WZJ常閉連鎖串聯一個故障隔離開關的故障位接點。

加裝故障隔離開關后，不需要取消L WZJ常閉連鎖。當804 KA正常投入使用的時候，故障隔離開關切斷L WZJ的得電電路。達到取消L WZJ的目的。當804KA發生故障，將故障隔離開關置于故障位，接通L WZJ的通路，使得L WZJ重新投入工作。達到改造前的邏輯控制狀態。

同時在804 KA得電電路上加裝804 KA故障隔離開關的運轉位接點。故障隔離開關置故障位，切斷804 KA的電源。

圖5 加裝隔離開關原理圖

圖6 804繼電器改造電路

（3）對卸載電路的改造

在2 WHz支路上串聯加裝804故障隔離開關的運轉位接點。另外，在監控卸載電路JK—3支路上加裝了804 KA的常閉連鎖。當804KA故障，故障開關置于故障位，切除2 WHz位置連鎖和804 KA連鎖的功能，使得監控主機恢復卸載的功能。以達到改造前恢復監控卸載的功能。

圖7 卸載電路改造圖

（4）對排風1電空閥電路的加裝改造

在排風1電空閥電路的改造中，加裝了LC和804KA連接在804號線上，如果804KA燒結，那么一但使用電阻制動，LC吸合，排風1電空閥的電就會反串至804號線，造成機車起緊急制動。在該支路上加裝804故障隔離開關的運轉位接點，當804 KA正常工作時，804 KA和LC正常工作，起到改造后的邏輯控制。當804 KA故障，將故障隔離開關置于故障位，切斷該支路，恢復排風1電空閥改造前的邏輯控制。

圖8 電空閥電路加裝改造圖

5 改造后的高低壓試驗和相關故障判斷

（1）機車改造后，機車的制動機和高低壓試驗程序

在乘務員對機車進行檢查后，完成5步閘（8步閘）試驗后，高壓試驗前，應對機車改造后的邏輯進行試驗。試驗分為兩步：

第1步：機車制動缸保持300 k Pa，牽引工況，調速手柄離開零位（電流100 A）以下，防止機車溜逸。此時使用緊急制動，機車不跳主斷路器，列車管壓力迅速降為零，牽引電流應下降為零（機車卸載），制動缸壓力迅速上升至450 k Pa。

第2步：調速手柄回零位，啟動牽引風機，制動風機，換向手柄置制動位。調速手柄置＊位。

觀察應有加饋制動電流50 A制動缸壓力自然下降（應注意及時回調調速手柄，防止加饋制動電流作用，造成機車向后溜逸）。

做完以上兩步，緩解列車管壓力為定壓，繼續做高壓試驗的其他內容。

（2）804 KA相關故障現象及判斷處理

試驗第一步出現的故障現象：

①機車無100 A牽引電流

考慮為804 KA在卸載電路中的常開連鎖虛接，造成機車無流無壓。將804 KA故障隔離開關置故障位，能有牽引電流，為該故障。

運行中處理，804 KA故障隔離開關置故障位維持運行

②使用緊急制動后，牽引電流不卸載

為804 KA在卸載電路中的常開連鎖燒結或2 WHz位置連鎖卡在吸合位。將804 KA故障隔離開關置故障位維持運行。

③機車制動缸壓力下降

排風1電空閥的電路中LC常開連鎖燒結。將804 KA故障隔離開關置故障位維持運行。

試驗第2步出現的故障現象：

①電制動燈不亮，有加饋50 A電流，無勵磁電流

將804 KA故障隔離開關置故障位，再試，正常，則為804KA在LCZJ電路中的常開連鎖燒結。

②無加饋制動電流

為在卸載電路中的2 WHz位置連鎖不良。

③機車制動缸不自動緩解，排風1電空閥得電電路中804 KA支路不良。

高壓試驗電阻制動（未使用緊急制動時）出現的故障現象：

①手柄離開零位就起緊急制動（小閘手把在運轉位或緩解位時。平時試驗制動電流，為了使機車保持100 k Pa壓力，小閘手把都在中立位）。

為排風1電空閥得電電路中804 KA常開連鎖燒結。

將804 KA故障隔離開關置故障位維持運行。

②使制動缸壓力上升至150 k Pa以上，電阻制動不卸載

為在LCZJ得電電路中的804 KA常開連鎖虛接，運行途中可不處理，維持運行或將804 KA故障隔離開關置故障位維持運行。

以上關于804 KA的故障，均可以通過804 KA故障隔離開關置故障位消除，不需要做其他任何處理。在實際運用中，司機只需要記住故障現象，便能處理，方便快捷，節省時間。

6 結束語

通過增加故障隔離開關，當804 KA及其相關電路出現故障的時候，造成機車邏輯控制錯誤，影響機車的正常操作和控制。此時，司機不需要花太多時間去處理故障，只需要將故障隔離開關置于故障位，就能全面恢復機車改造前的技術狀態。從而快速排除故障，節省機車故障處理時間，也簡化了故障處理的程序。

［1］劉友梅.韶山3型4000系電力機車［M］.北京：中國鐵道出版社，1998：159－178.

［2］SS3B型電力機車電路分析（成都機務段資料）.