SS4改型電力機車自動降弓裝置功能的改進

沈紅海

摘 要：隨著朔黃鐵路萬噸列車的開行，朔黃鐵路運輸處SS4改型電力機車自動降弓裝置的功能已經滿足不了運輸生產的需要，文章對原自動降弓裝置的設計進行了改進，實現了功能的優化，并且經過實踐驗證，效果明顯。

關鍵詞：受電弓；弓網故障；自動降弓；裝置；減壓量

中圖分類號：U269.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）17-0105-02

Abstract： With the operation of ten-thousand-ton train in Shuohuang Railway， the function of automatic bow reduction device of SS4 modified electric locomotive in Shuohuang Railway Transportation Department has been unable to meet the needs of transportation production. The design of the original automatic bow lowering device has been improved in this paper. The function is optimized， and the effect is obvious.

Keywords： pantograph； pantograph fault； automatic bow lowering； device； decompression

1 概述

朔黃鐵路作為晉煤東運的重要通道，運量任務逐年攀升，2017年計劃運量已經達到3億噸，在線路運輸能力基本上達到飽和的情況下，為了進一步挖掘運輸潛力，增加單列的牽引載重，開行萬噸重載列車、兩萬噸重載列車是有效的解決途徑。目前，朔黃鐵路運輸處SS4改型電力機車加裝的自動降弓裝置動作后，會產生緊急制動，根據朔黃鐵路行車組織規則的相關規定，萬噸重載列車發生緊急制動后，乘務員需要對全列進行檢查，往返檢查一遍最少需要15分鐘以上，嚴重干擾了運輸秩序，因此需要對自動降弓裝置的部分功能進行改進。

2 自動降弓裝置的組成及功能介紹

2.1 自動降弓裝置的組成

朔黃鐵路運輸處SS4改型電力機車采用的是成都主導生產的JG-61A型自動降弓裝置，該裝置主要由車頂充氣滑條、限位閥、蜂鳴報警器、氣動控制盒、電動控制盒以及相關的控制管路、線路組成。

2.2 自動降弓裝置的原設計功能

（1）在受電弓滑板條出現裂紋或磨耗到限時，就會擊穿充氣滑條，導致風壓迅速降低，自動降弓裝置保護動作，防止受電弓損壞接觸網，導致弓網故障擴大。

（2）在接觸網偏離受電弓距離超過弓頭兩側的限位閥位置時，就會打斷限位閥，自動降弓裝置保護動作，防止刮弓故障的發生。

（3）自動降弓裝置保護動作后，切斷機車主斷路器，避免帶負載降弓產生拉弧，燒斷接觸網或損壞受電弓滑板。

2.3 自動降弓裝置的工作原理

當發生弓網故障時，通常會伴隨著充氣滑條擊穿、限位閥打斷、控制管路斷裂等情況的發生，此時受電弓控制管路就會因為“漏氣”而壓力突降，當氣動控制盒檢測到控制管路氣壓變化后，給電動控制盒送出動作信號，由電控控制盒發出指令信號，控制機車斷開主斷路器、降下受電弓，并產生緊急制動停車。

3 自動降弓裝置功能改進的必要性和緊迫性

列車發生緊急制動后，列車車輪與鋼軌的制動沖擊點產生沖擊應力和材質熱，此時車輪停止轉動，但是在慣性作用下，輪對與鋼軌在滑行狀態下持續發生熱摩擦，從而導致車輪踏面擦傷；全列車突然產生巨大的逆向沖擊力，造成機車與車輛之間的車鉤緩沖裝置的橫向壓力瞬間劇增，巨大的沖擊力極易造成車鉤緩沖裝置故障、鉤尾框發生裂紋，同時使機車局部的縱向力和橫向力發生驟變，造成機車的牽引梁、轉向架構架等發生裂紋或斷裂；由于朔黃鐵路起伏坡道多、長大坡道多，萬噸重載列車在坡道上發生緊急制動后，很可能造成列車斷鉤，情節嚴重時，可能造成局部脫軌事故的發生。

4 自動降弓裝置功能的改進方案

4.1 自動降弓裝置功能改進分析

機車發生弓網故障后，為了防止故障擴大，必須停車進行檢查，綜合考慮萬噸列車發生緊急制動的后果和朔黃鐵路當前的運輸形勢兩個因素，可以將緊急制動停車改成常用制動停車。SS4改型電力機車常用減壓量一般情況下最小為50KPA，最大為170KPA，如果自動降弓裝置動作后，常用動作產生最大減壓量停車，在長大起伏坡道時，也有起非常、車輛斷鉤的風險，且萬噸列車最大減壓量停車的充風時間也比較長；如果自動降弓裝置動作后，常用動作產生最小減壓量停車，由于朔黃鐵路具有長大坡道多、牽引載重大的特點，常用動作產生最小減壓量停車時，停時時間較長，會造成弓網故障擴大，發揮不了自降降弓裝置的弓網保護功能；綜合考慮常用制動減壓量過大、過小的弊端后，認為將常用動作后減壓量控制在80-100KPA之間最為合理。

4.2 原自動降弓裝置的控制原理

原電氣控制盒控制裝置的輸入信號為534入線，來自受電弓扳鍵開關閉合信號；輸出信號為534出線、804線、544線，其中534出線接到受電弓升弓電控閥1YV，804線接通制動控制緊急信號，544線接通主斷路器分閘信號。當發生弓網故障時，電氣控制盒得電動作，輸出緊急制動信號、主斷路器分閘信號，控制機車停車。

4.3 自動降弓裝置改造方案

要實現自動降弓動作后，制動機不進行緊急制動而是常用制動，并且將減壓量控制在80-100KPA之間的目的，可以利用時間繼電器延時閉合、斷開以及延時時間可調的特性，來控制841線的失電時間，從而達到控制減壓量的目的。

在改進電路中，840線、841線為機車原有線，當840線得電時機車處于保壓狀態，總風停止向列車管充風；當841失電時機車處于減壓狀態，列車管開始排風；當841、840線同時得電時機車處于充風緩解狀態，總風向列車管充風，此外每節車增加了一個中間繼電器600KA、一個時間繼電器300KT ，安裝于1號端子柜內，便于日常檢查和日后檢修。

機車在正常運用過程中，自動降弓裝置不發生動作，中間繼電器600KA由于沒有來自自動降弓裝置的電源信號，一直處于失電狀態，同時840線也處于失電狀態；閉合電鑰匙570QS后，401線得電，時間繼電器300KT通過中間繼電器600KA的常閉聯鎖一直處于得電狀態；閉合蓄電池后，電控制動電源899線得電，J841線經過監控裝置內部一個常閉聯鎖得電，由于600KA處于失電狀態，所有常閉聯鎖閉合，841線處于得電狀態。若機車運行過程中發生弓網故障，自動降弓裝置動作， JG804線得電，而300KT一直處于得電狀態，其常開聯鎖閉合，因此600KA得電，其所有常開聯鎖均閉合、常閉聯鎖斷開，并且600KA通過其本身的常開聯鎖進行自持，此時即使300KT失電，600KA也一直處于得電狀態，所以840線得電，列車處于保壓狀態，總風停止向列車管充風；600KA得電，其常閉聯鎖斷開，300KT失電，其常閉聯鎖閉合，由于時間繼電器300KT的特性決定其閉合需要一定的延時，在閉合延時期間，841線處于失電狀態，列車管開始排風，通過控制300KT延時時間，來實現控制減壓量的目的。

5 自動降弓裝置功能的改進效果驗證

5.1 自動降弓裝置改進功能試驗

在肅寧北折返段，對SS4改754機車的自動降弓功能進行了改造，將時間繼電器300KT的延時時間設定為3秒，并對改造效果進行了現場試驗，具體情況如下表：

從自動降弓裝置動作后減壓量試驗統計表中可以看出，通過將時間繼電器300KT延時時間設定為3秒，可以將常用減壓量控制在80-100KPA之間，改造效果顯著。

5.2 自動降弓裝置功能改進的實際效果

2016年4月6日，主控SS4改6182號機車，從控SS4B型175號機車，列車運行至黃驊港站內9道582.465km處速度為39km/h時，主控機車SS4改6182機車自動降弓動作，自動減壓停車，停車12分11秒。

從案例可以看出，自動降弓裝置功能改進后，大大減少了弓網發生故障后堵塞正線區間的時間，一定程度上提高了朔黃線運輸效率，自動降弓裝置功能的改進對運輸生產任務的完成有積極作用。

6 結束語

在當前朔黃鐵路運輸任務逐年增加，列車開行密度越來越大的形勢下，必須減少列車途停時間，避免區間長時間停車對運輸秩序的干擾。朔黃鐵路運輸處SS4改型電力機車安裝的自動降弓裝置的部分功能已經滿足不了新運輸模式的需要，技術人員經過不懈努力，將自動降弓裝置的緊急制動功能改造成常用減壓80-100KPA，既能夠保證在發生弓網故障時，盡快停車的安全需要，又能夠縮短列車充風、乘務員檢查的作業時間，提高區間開通效率，為運輸生產任務的順利完成提供保障。

參考文獻：

[1]王奇鐘.韶山4型電力機車操縱與保養[M].中國鐵道出版社，2009.

[2]楊兆坤.韶山4型電力機車乘務員[M].中國鐵道出版社，2008.

[3]范榮華.SS4改型電力機車過電壓吸收電路燒損的原因及改進

措施[J].科技創新與應用，2014（32）：3-4.

[4]張天祥.SS4型電力機車受電弓常見故障分析與處理[J].科技創新與應用，2015（29）：66-67.