HXD2型電力機車控制電壓、止輪器及監控裝置開關機報警裝置的研發與設計

張磊

【摘 要】目前，HXD2型電力機車存在監控裝置開關機與機車電鑰匙沒有互鎖、控制回路電壓沒有提示以及開車時止輪器沒有及時撤取的問題。上述問題均給行車安全埋下嚴重的隱患。為此設計研發了控制電壓、止輪器及監控裝置開關機報警裝置，為機車安全運輸提供了有力保障。

【Abstract】At present， there are some problems existing in HXD2 type electric locomotive，such as no interlock between the switch and the electric key，no prompt of the control circuit voltage，taking off the wheel stopper not timely.These problems buried serious hidden dangers to traffic safety. Therefor， the control voltage monitoring device， the wheel stop monitoring device and the switch alarm device are designed and developed to provide a strong guarantee for the safe transportation of locomotives.

【關鍵詞】控制電壓；止輪器；開關機報警裝置

【Keywords】 control voltage；stop wheel；switch alarm device

【中圖分類號】U264.3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0109-02

1 引言

HXD2型機車控制回路電壓在不升弓合閘的情況下，由機車蓄電池組提供維持機車低壓設備工作，該電壓雖然可通過機車故障顯示屏或控制電壓表（機械間）查看，但由于顯示不直觀、不直接、不便于現場司乘人員對控制回路電壓的盯控；再加上HXD2機車若控制電壓低于88V，MPU就會對機車受電弓回路進行封鎖，機車無法升弓合閘。若有控制回路電壓報警裝置，能夠及時提醒當前電壓變化情況，司乘人員若及時采取有效預防措施，可有效減少機車因控制電壓低造成機車故障。

止輪器，用于鐵軌之上，車輪踏面密貼在防溜止輪器上起到靜止制動作用。由于傳統止輪器制動均沒有檢測止輪器，在鐵軌上的功能，一旦輪器在軌制動時工作人員忘記撤除而進行升弓合閘動車，易造成脫軌掉道的事故發生，行車安全存在嚴重的安全隱患。若有止輪器報警裝置，能夠及時提醒司乘人員將止輪器歸位，有效避免因未撤除止輪器造成的安全事故。

HXD2型機車監控裝置的開關機不受機車電源鑰匙控制，由獨立開關控制，乘務員在換端操作時若未開機，會影響機車正常開行；若未關閉監控裝置，機車有速度后會引起緊急制動；存在嚴重的安全隱患。若有監控裝置開關機報警裝置及時提醒司乘人員，可有效避免此類問題發生，消除安全隱患。

2 解決方案

①控制回路電壓檢測解決。本裝置驅動電源直接接在機車控制回路母線，當檢測到機車控制回路電壓低于90V，進行循環提示報警，提示語音為“控制回路電壓低”。當機車控制回路電壓上升到95V，結束報警。②止輪器監測的解決。本裝置提供止輪器架、報警盒。當檢測到止輪器不在位時，未升弓或啟機時，發出燈光報警進行提示。機車升弓或啟機后，報警盒發出燈光報警和語音報警進行提示報警，提示語音為 “注意止輪器”，表示止輪器不在位，需檢測止輪器是否在軌制動中。機車的兩端司機室各安裝一個報警盒，在機車通電時兩個報警盒開啟。③監控裝置開關機監測的解決。通過采集監控裝置開關、機車電鑰匙信號，經過對比分析進行相應語音提示。當監控裝置開機、機車電鑰匙關閉時，語音提示“請關閉監控裝置”，當監控裝置關機、機車電鑰匙閉合時，語音提示“請打開監控裝置”，此方案通過電鑰匙、監控裝置開關預留點位采集信號，對司乘人員進行提示，不改變機車電路設計，不參與機車控制。

3 系統技術參數及功能

3.1 技術參數

輸入電壓：額定 110VDC 范圍：85VDC～125VDC

輸入信號：①兩對干接點常閉信號，常開告警；②監控裝置開關、機車電鑰匙開關信號。

輸出信號：①語音報警；②LED報警

工作方式：異步半雙工差分傳輸

傳輸介質：雙絞線或屏蔽線

外形尺寸：①報警盒 185mm×100mm×36mm；②放置架 295mm×200mm×120mm

輸出方式：連接線公母頭對接（5芯線+8芯線+3芯線）

使用環境：-40℃到70℃，相對濕度0%到85%

3.2 功能

3.2.1 控制回路電壓報警條件測試

3.2.2 止輪器在位邏輯測試（通信狀態）

3.2.3 監控裝置開關機邏輯測試（通信狀態）

3.2.4 LED報警條件測

3.2.5 語音報警條件測試

3.2.6 通信測試

4 主要技術難點

①機車控制回路電壓低報警功能，對機車110V母線電壓進行監測，可以防止因機車控制回路電壓低及其相關故障進行預警，防止事故擴大。②止輪器監測具有防脫功能，可徹底杜絕機車止輪器未撤除啟動。③監控裝置開關機報警，可及時提醒關閉機車電鑰匙后關閉監控裝置，以及閉合機車電鑰匙后打開監控裝置。

5 結語

HXD2型機車控制電壓、止輪器及監控裝置開關機報警裝置，可有效解決目前在止輪器使用中存在的事故隱患，規范止輪器的管理，有效防止人為失誤導致列車溜車、脫軌、顛覆等安全事故。具有對機車原有控制回路電壓進行在線檢測功能；機車控制回路電壓嚴重下降，機車蓄電池或DC110V充電系統可能發生故障，控制回路電壓低報警能夠及時提醒司乘人員，為采取補救措施預留時間，避免因欠壓引起“拖車損失”故障導致緊急制動、機車無法升弓等嚴重后果。