淺析SS4G型電力機車電子柜故障原因與處理方法

【摘 要】電子柜故障是SS4G型電力機車發生頻率較高的故障，其成因是多方面的。本文從電子柜方面入手，對常見故障原因進行了較為詳盡的分析，并提出了相應的技術卡控措施。

【關鍵詞】電子柜；機車；原因

0.前言

當前我國鐵路正面臨大建設、大發展的關鍵時期，隨著列車運行速度的提高和電氣化鐵路運營里程的不斷延長，對機車車輛安全運行標準的要求也越來越高，高速重載是中國鐵路的發展方向。因此作為電氣化鐵路牽引動力—電力機車，能夠安全可靠地運行是運輸生產安全暢通的前提保障。

1.SS4G型電力機車電子控制柜的主要功能

電子控制柜柜體用鋼板壓制而成，上部裝有一個A、B組轉換開關和六個對外連接插座，每個插座的編號從左至右為N101～N106。這六個對外連接插頭座采用了56芯矩行線簧式插頭座，為了防止插錯，插頭座內有二根防插錯的編碼銷，可組成不同的編碼。

A組有14個插件，B組有17個插件。分別為電源插件、輸入輸出插件、調制解調插件、保護邏輯插件、特性控制插件、脈沖形成插件、脈沖放大插件、轉換控制插件、信號轉換插件、轉向架控制插件、空電聯合制動插件、頻率變換插件、防空轉控制插件。

SS4G型電力機車電子控制柜的主要功能是對機車進行牽引和制動、空轉、滑行控制。根據司機指令和當前機車的運行狀況給出正確的三段橋的觸發脈沖，調節主電路輸出電壓，使機車能夠可靠運行。

SS4G型電力機車的調速特性是：⑴起動階段，恒流起動；⑵運行階段，準恒速運行。SS4G機車控制系統設置了A、B組控制功能，A組用于正常情況控制時，B組是備用功能。當A組出現故障時，可以通過撥動開關將電子柜置于B組運行。通過司控器的使用來確認操作端信號控制輸入輸出插件上的繼電器來實現。

2.電子柜插件功能與作用

⑴電源插件：為電子控制柜提供5V電源、±15V為速度傳感器及司控器提供電源、24V為儀表照明電源。

⑵輸入輸出插件：作為機車蓄電池回路和電子電路之間的接口，對進出電子控制柜的直流電位進行隔離，以消除110V回路由于各有接點電器動作導致的干擾。

⑶調制解調插件：對本務機車的電流給定值進行定頻調寬的PWM調制，調制脈沖經重聯線傳送給各重聯機車，經各機車獨立解調后，形成原給定模擬量。

⑷保護邏輯插件：牽引變壓器次邊的過流保護、各牽引電機過載保護、勵磁過載保護以及對這些過流動作的保護和顯示。

⑸脈沖形成插件：根據轉向架控制插件所產生的移相控制信號形成大段橋、二、三斷橋觸發脈沖及勵磁橋的觸發脈沖。

⑹脈沖放大插件：將脈沖形成插件產生的脈沖進行功率放大，分別是牽引電路（T1—T6）脈沖觸發，制動電路（T11、T12）脈沖觸發。送至硅機組觸發相應的晶閘管。

⑺特性控制插件：用于形成牽引、制動指令及特性，空轉保護的形成。實現軸重轉移電氣補償，產生控制兩個轉向架的牽引、制動指令。

⑻轉向架控制插件：提供電機電流、電壓反饋信號；進行電樞電流調節，產生移相控制電壓；進行制動電流調節，產生勵磁橋移相控制電壓；實現加饋制動。

⑼轉換控制插件：用于A、B組電子控制電路觸發脈沖的轉換和司機室電機電流表、電壓表顯示信號的轉換。

⑽信號轉換插件：B組運行時，進行電機電流、電壓信號的處理；對司機指令信號進行處理；牽引時可以實現恒流控制。

⑾空電聯合制動插件：根據機車速度及其他相關狀態，控制空氣制動的投入和緩解，同時對電阻制動進行干預，使空氣制動和電阻制動有機地結合起來。

⑿頻率變換插件：將軸端轉速傳感器送入的輪對轉速信號轉換成與頻率成正比的直流電壓信號。

⒀防空轉控制插件：防止、抑制空轉、滑行，提高機車粘著利用。

3.電子柜故障產生原因分析及故障處理

3.1機車無壓無流

機車無壓無流的現象是某個或全部牽引電機無壓、無流。

引起無壓無流的原因有：

⑴預備未完成。

⑵手柄離開“0”位信號未進入電子柜。

⑶牽引主回路未形成。

⑷電位器故障（無操作指令信號輸入，無調制信號）。

⑸電子柜沒有收到操作端信號（針對從務機車）。

⑹竄車保護動作。

⑺電子柜內部原因。

診斷時首先需區分是否為故障無流，然后判定是否為電子柜原因故障無流，若為電子柜原因，按照指令信號的流向，以功能單元為診斷單元，自上而下進行判定。

⑴判斷是否有系統卸載信號（或實際速度是否接近極限值）、手柄位置是否與實際速度嚴重搭配不當（比較指令輸入與實際速度信號）、是否跳主斷，來區分正常無流和故障無流。

⑵通過判斷是否有觸發脈沖輸出、是否有司機指令輸入、預備信號、“0”位信號，來區分是否為電子柜原因造成故障無流。

⑶若為電子柜原因，按功能單元進行判斷。

3.2機車竄車

機車竄車故障的現象是司機手柄一離開“0”位，機車整流柜整流橋觸發有較大的開放角，機車牽引電機有電流沖擊。

竄車故障的本質為機車的輸出電流遠大于司機的給定值。發生竄車故障的原因主要有：

⑴同步電壓信號不正常（同步信號相位反或同步信號沒有進入電子柜）。

⑵手柄電位器故障（使得輸入指令放大）。

⑶機車的操作端信號不對，使A、B兩端都為操作端或都為非操作端。

⑷電子柜內部原因（主要為脈沖形成與脈沖放大插件故障），對于竄車故障電子柜保護邏輯插件會產生竄車保護信號。

對竄車故障診斷，也像無流故障診斷一樣，先判斷是否為電子柜原因造成，若為電子柜原因，則按照指令信號的流向，以功能單元進行診斷，若某一單元明顯放大了指令信號，則故障定位到這一單元。具體為：

⑴是否有同步電壓信號以及相位是否正常。

⑵司機手柄輸入是否明顯被放大。

⑶是否竄車保護，接下來就是電子柜功能單元的診斷如上圖。

4.結束語

電子柜故障的原因是多方面的。預防電子柜故障，機務系統要努力提高機車各部技術狀態質量，嚴格執行電力機車段修規程、機車操作規程及出入庫整備檢查等各項制度。在機車進行低壓試驗、高壓試驗時，特別是機車檢修落成后試運轉過程中要嚴格盯控機車運行狀態，為電子柜故障判斷提供實踐依據。

隨著電氣化鐵路相關各項技術的不斷發展，如何有效地預防電子柜故障，將是需要我們長期探索的一個重要課題。在理論分析與實踐經驗結合的基礎上，更要從實踐中不斷總結經驗，從而找到改善和確保電子柜穩定運行的更好措施和條件。

【參考文獻】

[1]張有松，朱龍駒.韶山4型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

[2]解書全，王建立.電力機車檢修與規程[M].北京：中國鐵道出版社，2008.