HXD3型電力機車運行途中非正常緊急制動故障分析及處理措施

陶 偉，周寶存，程文選

（濟南鐵路局 濟南西機務(wù)段，山東臨沂276004）

HXD3型電力機車運行途中非正常緊急制動故障分析及處理措施

陶 偉，周寶存，程文選

（濟南鐵路局 濟南西機務(wù)段，山東臨沂276004）

HXD3型電力機車在濟南西機務(wù)段投入使用以來，多次在運行途中發(fā)生非正常緊急制動故障，經(jīng)認(rèn)真分析，大多數(shù)主要原因是TCMS控制監(jiān)視系統(tǒng)問題、CCBⅡ控制制動系統(tǒng)問題、ATP機車自動保護系統(tǒng)或電氣線路導(dǎo)線狀態(tài)問題?，F(xiàn)從電路構(gòu)成角度，仔細(xì)分析了故障發(fā)生的原因并提出具體有效的解決措施。

HXD3型電力機車；非正常緊急制動；原因分析；措施

隨著鐵路貨運的日益繁重，為滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展對鐵路運輸運力的需求，實現(xiàn)在國內(nèi)主干線上進(jìn)行大型貨物的運輸，設(shè)計并生產(chǎn)了HXD3型交流大功率電力機車。首批機車（HXD3 8001～）在濟南鐵路局投入使用后，機車設(shè)計上的考慮不周——在設(shè)計過程中沒有充分考慮到機車實際運用操縱和檢修維護所暴露出的問題。HXD3型電力機車實際投入使用后，濟南西機務(wù)段多次在運行途中出現(xiàn)非正常緊急制動故障，甚至造成多起機破的發(fā)生。

1 故障原因分析及應(yīng)對措施

HXD3型電力機車運行途中緊急制動又被稱為機車起緊急，從電路圖結(jié)構(gòu)上看，非正常起緊急的出現(xiàn)，是機車的緊急制動電磁閥YV94得電動作，機車發(fā)生卸載。從圖1、圖2來看，控制緊急制動電磁閥YV94的電源導(dǎo)線為804＃線，因此只需分析804＃線的得電狀態(tài)［1］。造成804＃線非正常得電情況有3個方面：一是TCMS控制監(jiān)視系統(tǒng)；二是CCBⅡ控制制動系統(tǒng)；三是ATP機車自動保護系統(tǒng)或電氣線路導(dǎo)線狀態(tài)。

1.1 機車控制監(jiān)視系統(tǒng)（TCMS系統(tǒng)）

機車控制監(jiān)視系統(tǒng)（TCMS）的核心任務(wù)是根據(jù)機車司機指令，完成對主變流器及異步電動機的實時控制、輔助變流器的實時控制、牽引、制動特性控制、傳動系統(tǒng)的時序邏輯控制，顯示機車運行狀態(tài)，具備完整的故障保護、故障記憶及顯示功能，并具有一定程度上的故障自排除、自動切換和故障處理指導(dǎo)功能。

到目前為止，由于HXD3型電力機車的機車控制監(jiān)視系統(tǒng)（TCMS系統(tǒng)）而造成機車起緊急的，只有兩個方面：一是警惕裝置動作，二是緊急制動按鈕SA103（SA104）誤動作，這兩方面最終結(jié)果都是導(dǎo)致804＃線得電。

圖1 警惕裝置電路

圖2 緊急制動按鈕電路

（1）警惕裝置動作

HXD3型電力機車上設(shè)計有警惕裝置，當(dāng)機車運行速度達(dá)到30 km/h以上時，需要機車司機在60 s內(nèi)按壓（踩壓）警惕按鈕，來解除警惕裝置，否則TCMS系統(tǒng)將輸出DC 110 V在2804＃線上，使得緊急制動控制繼電器KE21得電動作，該繼電器的常開觸點閉合后，把正端電源DC 110 V引入804＃線上，使緊急制動電磁閥YV94得電動作，機車起緊急。

由警惕裝置造成機車緊急制動的主要原因是一方面由于機車上噪聲過大，機車司機精神不集中沒有聽見，忘記解除，而造成起緊急；另一方面因為TCMS系統(tǒng)接收的解除信號為脈沖式信號，由于按壓（踩壓）警惕按鈕失效，解除信號TCMS系統(tǒng)無法接收，或解除信號始終為高電平（DC 110 V），TCMS系統(tǒng)接收到后無法處理，默認(rèn)為無解除信號，而造成警惕裝置誤動作。

應(yīng)對措施：①出乘前充分休息，確保出乘機車司機精力充沛，值乘時認(rèn)真執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)；加強安全責(zé)任教育，明確責(zé)任考核，提高機車司機安全責(zé)任心；

②機車出庫前，檢查TCMS系統(tǒng)線號信息顯示，檢驗按壓（踩壓）警惕按鈕性能；

③如列車運行途中，由于按壓（踩壓）警惕按鈕失效，TCMS系統(tǒng)無法接收脈沖式解除信號，機車司機嚴(yán)格按照機務(wù)段規(guī)定的措施，在運行監(jiān)控裝置上及時按壓“警惕”鍵，以明確非乘務(wù)員責(zé)任。按壓操縱臺“復(fù)位”按鈕進(jìn)行復(fù)位，若無效則停車降弓，斷開蓄電池總電源30 s以上進(jìn)行復(fù)位，待TCMS系統(tǒng)正常后，升弓閉合主斷路器，確認(rèn)機車狀態(tài)良好，按行車規(guī)章要求操作后繼續(xù)運行。

（2）緊急制動按鈕

HXD3型電力機車的操縱臺上配有緊急按鈕，若該緊急制動按鈕誤動作，則機車立刻緊急制動，同時機車斷開主斷路器并封鎖牽引變流器。再通過開關(guān)連鎖，直接將DC 110 V電源通過350＃線，引入804＃線上，來實現(xiàn)機車的緊急制動。

應(yīng)對措施：立即將電子制動閥自閥手柄推至緊急位等待至少60 s以上，待機車停穩(wěn)后，右旋復(fù)位緊急制動按鈕，之后再將自閥手柄拉回運轉(zhuǎn)位，檢查確認(rèn)機車狀況良好，按行車規(guī)章要求操作后，即可恢復(fù)運行。

1.2 機車控制制動系統(tǒng)（CCBⅡ系統(tǒng)）

HXD3型電力機車制動系統(tǒng)采用的是克諾爾CCBⅡ型制動機，該制動系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)控制的電空制動系統(tǒng)。CCBⅡ型制動機與微機顯示屏一起來完成制動系統(tǒng)的診斷、自檢、校準(zhǔn)、故障記錄等。而機車產(chǎn)生緊急制動的信號輸入/輸出主要是來源于繼電器接口模塊RIM信號的輸入/輸出，繼電器接口模塊RIM是集成處理器模塊IPM與機車卸載、報警、緊急撒沙、單獨制動、自動制動切除和懲罰制動的繼電器接口。當(dāng)外部安全裝置，如警惕裝置動作等所產(chǎn)生的緊急信號都由804＃線輸入到繼電器接口模塊RIM內(nèi)，經(jīng)繼電器接口模塊RIM傳送給集成處理器模塊IPM處理，再將緊急信號反饋給繼電器接口模塊RIM經(jīng)由1804＃線輸出，送到TCMS系統(tǒng)上，同時該信號經(jīng)過二極管EV34，再由804＃線經(jīng)緊急制動電磁閥YV94和400K＃線，輸送到繼電器接口模塊RIM，形成緊急制動的反饋信號。

通過圖1的分析，與控制制動系統(tǒng)CCBⅡ有關(guān)的部件，主要是繼電器接口模塊RIM和集成處理器模塊IPM。

應(yīng)對措施：①若繼電氣接口模塊RIM存在問題，更換電氣接口模塊RIM并從IPM經(jīng)RIM到機車PCS檢查接線的連續(xù)性。

②若集成處理器模塊IPM存在問題，重新斷電恢復(fù)再將備份熱機狀態(tài)的IPM作為牽引機車使用，直到更換機車。

1.3 機車自動保護系統(tǒng)（ATP系統(tǒng)）或電氣線路導(dǎo)線狀態(tài)

HXD3型電力機車的機車自動保護系統(tǒng)采用了目前國產(chǎn)電力機車通用的LKJ2000型監(jiān)控主機，TAX2監(jiān)測裝置、JT1通用式機車信號設(shè)備（SJ-93信號主機）等。

造成機車運行途中非正常的緊急放風(fēng)制動，還與LKJ2000型監(jiān)控主機故障影響ATP系統(tǒng)電氣線路有關(guān)。在ATP裝置上同樣也有804＃線輸出，正常情況下，由于機車司機的誤操作，造成ATP裝置起緊急時，通過804＃線，將信號送入緊急制動電磁閥YV94和繼電器接口模塊RIM上，使緊急制動電磁閥YV94得電動作，機車產(chǎn)生緊急制動，并在監(jiān)控數(shù)據(jù)上做出相應(yīng)的記錄（如果ATP裝置通過804＃線送出錯誤信號，那么監(jiān)控器上將不會做出主動起緊急的記錄）。

由于電氣線路故障造成機車起緊急時，故障表現(xiàn)較為隱蔽，同時故障出現(xiàn)較為隨機，且沒有故障記錄。能夠造成機車起緊急的電線路為804＃線、1804＃線和806＃線。而1804＃線、806＃線通過二極管EV34、EV35后，轉(zhuǎn)變?yōu)?04＃線，能夠造成上述導(dǎo)線非正常帶有正端電源只有兩種情況：一是電線路相互之間絕緣下降，電線路之間相互竄電，使上述導(dǎo)線非正常得電后，緊急制動電磁閥YV94得電動作，機車起緊急；二是外部干擾造成804＃線帶有正電源（通過實測，正常情況下804＃線對地阻抗約為10 MΩ以上，因此阻抗越高，抗干擾能力越弱，而集成處理器模塊IPM輸入端口的電壓為25 V，集成處理器模塊IPM就有輸出），雖然該干擾不能使緊急制動電磁閥YV94得電動作，但是繼電器接口模塊RIM接收到信號后，經(jīng)過集成處理器模塊IPM處理后送出一個緊急信號，通過1804＃線，造成緊急制動電磁閥YV94得電動作，機車起緊急。

應(yīng)對措施：LKJ2000型監(jiān)控主機故障，斷電30 s以上重新開機恢復(fù)；斷電不能恢復(fù)，則檢查并擰緊主機箱各插頭；若仍然存在故障，可以拆除804＃線，立即匯報并以不超過20 km/h的速度運行至前方站，等待維修。

2 結(jié)束語

通過對HXD3型電力機車非正常緊急制動故障原因的深入分析，找出了機車在運用操縱和檢修維護等方面的問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案和行之有效的檢修維護標(biāo)準(zhǔn)，并梳理了3種類型的判斷處理措施，有效減少了HXD3型電力機車起緊急次數(shù)的發(fā)生，大幅提高了HXD3大功率交流電力機車的運用質(zhì)量。

［1］ 張曙光.HXD3型電力機車［M］.北京：中國鐵道出版社，2010：199.

［2］ HXD3型機車電路圖、制動機管路圖閱讀指南［R］.濟南：濟南西機務(wù)段，2012.

［3］ 2000型監(jiān)控裝置（LKJ）機車乘務(wù)員操作使用手冊［R］.濟南：濟南鐵路局，2011.

［4］ HXD3大功率機車司機操作技術(shù)培訓(xùn)手冊［R］.濟南西機務(wù)段，2012.

Analysis and Solution to the Abnormal Emergency Braking of HXD3 Electric Locomotive

TAO Wei，ZHOU Baocun，CHENG Wenxuan
（Jinan West Locomotive Depot，Jinan Railway Bureau，Linyi 272604 Shandong，China）

Since the HXD3 electric locomotive was introduced to Jinan West Locomotive Depot of Jinan Railway Bureau，the abnormal emergency braking has happened many times.Most of the main reasons are train control and monitoring system，computer control brake system，and automatic train protection system by careful analysis.From the perspective of circuit constitute，the paper analyzes carefully the failure reason and puts forward the concrete and effective solutions.

HXD3；abnormal emergency braking；cause analysis；solution

U264.91

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.01.20

1008－7842（2014）01－0095－03

?）男，技師（

2013－09－02）