通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙的研制

許小進 俞乃修 中國鐵路上海局集團有限公司合肥機務段

鐵路運輸使用的電力機車或內燃機車均采用電傳動方式控制。機車的控制電路、輔助電路、安全保護電路等多采用接觸器或繼電器來控制，達到互控、聯鎖功能。每臺機車均安裝多種型號、數量達幾十個接觸器。大多數都是電器故障，我們按照作業指導書和應急處置的規定，可以人工閉合相應的繼電器或接觸器維持運行。但是由于接觸器的種類很多，人工閉合工具多種多樣，導致容易混淆、丟失，造成閉合不成功。使用的方法五花八門導致現場操作錯誤增加，造成一次成功率低閉合的工具也缺乏，往往影響列車運行。

針對上述不足，研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙，具有使用攜帶方便，準確高效的特點。

1 現場調研

2016年8月～12月份我段機車故障84起（如圖1所示），其中電器故障63起，占總次數75%，電器故障中接觸器繼電器故障46起，占總次數54%，占電器故障73%。由此可見接觸器繼電器故障是導致機車故障的主要原因。機車電器故障后，最簡單快捷的方法是將未能正常吸合的接觸器繼電器人工閉合。

圖1 2016年8月-12月份我段內燃機車故障情況調查

我們對各型號機車使用的接觸器和繼電器型號進行梳理，發現機車部分接觸器 QCC1-0104、CZQ-40/22，沙爾特寶S141、S152配備人工閉合器鑰匙，其他各類型的接觸器繼電器沒有專門的閉合工具。配備的閉合器鑰匙丟失率嚴重，我們決定研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙，讓機車乘務員隨身攜帶，方便處理故障。

2 研制方案

機車部分接觸器QCC1-0104、CZQ-40/22，沙爾特寶S141、S152配備人工閉合器鑰匙（如圖2所示），其他各類型的接觸器繼電器沒有專門的閉合工具。我們對機車上使用接觸器繼電器型號及人工閉合情況（表1）、各型號機車使用接觸器繼電器型號（表2）、機車上常用接觸器繼電器的人工閉合方式（表3）、機車上常用接觸器繼電器的閉合行程（表4）進行分析，采用一體結構設計思路，利用結構的尺寸和形狀來滿足閉合要求，研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙，可以實現對多種接觸器和閉合器的人工閉合。

圖2 常用人工閉合器鑰匙

表1 機車接觸器繼電器型號及人工閉合情況表

表2 各型號機車使用接觸器繼電器型號

表3 機車上常用接觸器繼電器的人工閉合方式表

表4 機車上常用接觸器繼電器的閉合行程表

2.1 形狀確定

根據現有的四種人工閉合鑰匙，分析他們的工作特點，結構特性，科學合理的組合成為一體，成為一種通用型人工閉合鑰匙的雛型（如圖3所示）。

圖3 通用型人工閉合鑰匙的雛型

根據ND5型內燃機車GE通用型接觸器人工閉合的特點，對通用型人工閉合鑰匙增加了一個斜面。根據各型號接觸器繼電器的閉合行程，利用軟件構建了3D模型。（如圖4所示）

圖4 通用型人工閉合鑰匙3D模型

2.2 材質屬性驗證

通過檢測硬質塑料的強度和絕緣性能，通過試驗檢測所使用的硬質塑料PLA的硬度是莫氏硬度為2.8，絕緣性能極好，滿足閉合器需要的強度和絕緣度（如圖5所示）。

圖5 通用型人工閉合鑰匙絕緣測量

2.3 鋼針的長度和直徑

測量需要使用鋼針閉合的QCC2-800和CZQ-40/22兩種接觸器的閉合孔形狀和閉合行程。鎖閉鋼針的設計：大鋼針的長度為14 mm,直徑為3 mm；小鋼針的長度為7 mm，直徑為2 mm。

2.4 實物制作

將SOLIDWORKS創建的3D模型，使用3D打印機打印出實物 (如圖6所示)。與之前設計的鋼釘裝配，形成一件完整的人工閉合鑰匙。

圖6 3D打印機打印實物

3 現場驗證

在機車電器間，使用通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙對各型號接觸器繼電器進行人工閉合。可以滿足作業指導書提到的8種類型接觸器和繼電器的閉合（表 5）。

表5 各型接觸器現場驗證結果一覽表現場試驗

4 結束語

通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙具有體積小，重量輕，攜帶方便，能夠閉合多種繼電器接觸器，使用方便快捷，一次閉合成功率高，保障行車安全。另外在研制過程中使用3D打印技術，縮短了研制周期和費用，對今后技改工具的研制有積極的作用。