SS4改进型电力机车单节故障自动切除或快速切除电路的改进
(呼和浩特职业学院 铁道学院，内蒙古 呼和浩特 010010)
摘 要：针对SS4改进型电力机车故障需切除一节车时程序上的繁琐问题，提出了两节车采取故障分闸信号隔离和司机台增加1个转换开关（QS）的改进办法，有效地防止了坡停和机破事故的发生。
关键词：SS4改进型；电力机车；故障切除
中图分类号：U260.355 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)05—0083—02
SS4改进型电力机车（以下简称SS4改）是两节8轴总功率6400kW的干线重载货用机车。两节机车的控制电路逻辑关系密切，其最大的不足之处是：
①两节车分闸信号重联，某一节车故障时两节车主断路器（以下简称主断）同时跳闸；若处理不当，又会造成分闸线圈烧损、主阀卡位、电子柜封锁等附加故障；若跳闸又无显示，乘务员将无法判断故障到底发生在哪一节车；②切除一节车程序繁琐，尤其是切除前节车（操纵端）需要操作主断、零压、劈相机故障隔离开关（或在适当时候断开283AK），隔离故障，人为地使恢复继电器动作，预备继电器动作，闭合蓄电池重联闸刀。在实践中往往因为故障未被隔离、预备继电器闭合不好等原因造成全车牵引电机无电流，形成机破。
为了使机车在某一节车故障时能够迅速得到处理，应快速切除故障节车（或自动切除故障节车），让一节车维持运行，以减少机破的发生。我们对SS4改机车的电路设计进行了分析研究，提出了几套技术改造方案，经反复论证筛选，最终确定了一套。
1 改进方案
1.1 两节车故障分闸信号隔离
操作司机台分闸按钮，两节车主断同时跳开，机车因故障分闸，仅故障节车主断跳开；运行中若后节车（非操作端）因故障主断跳开，则自动切除动力。乘务员可不进行任何处理，连调速手轮都可以维持在级位上，不用退回零位，因前节车有牵引动力维持运行，通过关键区段。
1.2 在司机台上增加一个转换开关（QS）用来切除前节车
当前节车故障主断跳开时，司机不用离开司机室，只要将调速手轮退回零位，将司机台上故障转换开关置故障位，利用后节车维持运行即可。调速手轮在低级位时，甚至不用退回零位，只要将司机台上转换开关打到故障为即可，处理时间只有1s。
2 改进前后的电路分析
2.1 主断分闸电路
在分闸电路（见图1）中增加二极管D，利用二极管D可实现两节车故障分闸信号隔离。
.gif)
2.2 主断合闸电路
在主断合闸电路（见图2）541#线处增加QS连锁，在切除前节车用来切除主断合闸回路。QS置1位，切断主断合闸电路，但闭合401SK，仍能使恢复继电器562KA得电；同时540#线得电，使电子柜复位。
原设计的本意是，在电子柜收到二次侧短路、牵引电机过流、励磁过流等故障信息时，电子柜对故障进行记忆，合闸信号可使电子柜复位。但通过实际验证，只要前节车电子柜的输入输出调制解调电路工作正常，不需要合闸复位，仍可向后节车传送指令信号。因此，将QS设在能够切断合闸回路的任何一处均可。设在541#线上时，全部引线在1号端子柜与司机台间，施工简单，操作方便，该方案最终被采纳。
2.3 辅机控制电路
在辅机控制供电电源电路（见图3）561#、577#之间增加QS连锁。QS置1位，保证切前节车后除前节车后，后节车辅机能正常工作；并且若前节车主断在闭合位误将QS置1位，前节车劈相机和辅机仍能正常启动，不会发生辅机因缺相启动而烧损的情况。
在前节车主断断开、后节车主断闭合的情况下，闭合“劈相机”按键开关404SK，后节车劈相机正常启动。前节车567KA得电动作，随即533KT动作，切断561＃~577＃线无电。由于前节车283AK不能动作，使566KA不能得电，533KT始终不能释放。因此，增加QS连锁，连通561＃~577＃线，使后节车辅机接触器能够正常得电闭合，后节车辅机正常启动；前节车各辅机接触器由于566KA的常开连锁控制不会闭合。正因为如此，即使乘务员误操作（即在主断闭合的情况下，将QS置1位，并且先闭合辅机按钮，后闭合劈相机按钮）,前节车劈相机也能正常启动。在劈相机转速达到大约额定转速的0.9倍时，283AK动作，使566KA动作，之后才连通各辅机接触器控制电路，相应的辅机才开始启动。
因此，在各种误操作的情况下，辅机不会走单相。与原电路设计相比，QS置1位后，辅机在劈相机达到0.9倍所谓额定转速后启动，辅机启动控制少了3s的延时。但通过多次验证，原设计有安全余量，在先闭合辅机按钮的情况下，各辅机仍能正常启动。
2.4 预备控制电路
在预备电路（见图4）559＃线与电子柜558＃线之间增加QS连锁。QS置1位，保证在前节车位置开关转换到位后，再向电子柜送预备完成信号，防止在前节车切除后，因位置开关错位由剩磁发电而造成前节车牵引电机环火。若调速手柄离开零位，操纵端的电子柜向非操纵端的电子柜送指令信号，而后节车预备完成，则后节车电子柜正常工作，后节车有电流。但因预备信号绕过了劈相机及风速保护环节，在误操作的情况下（在前节车主断闭合的情况下将QS置1位），若不闭合劈相机按钮进级，则前节车有电流，后节车无电流。
3 改进后的效果
改进后两节车主断分闸线路隔离，机车发生主辅电路接地、一次测过流、辅助电路过流等故障时，仅故障节车主断断开。若故障发生在后节车，只要确认后节车主断已经断开，可以不进行任何操作，用前节车维持运行，实行后节车自动切除。
若故障发生在前节车，则只需将司机台上的QS置“1”位，即可用后节车自动切除。
为验证改进后的效果，我们除了进行正常故障切除实验外，还专门进行了乘务员非正常操作试验：①合闸状态下后节车QS置1位。正常操作，全车有电流；断开主断后，后节车主断合不上，仅前节车有电流；
②分闸状态下后节车QS置1位。后节车主断合不上，仅前节车有电流；③合闸状态下前节车QS置1位。正常操作全车有电流；不正常操作时，如不启动劈相机，辅机进级，前节车有电流，后节车无电流（严禁此项操作）；断开主断后，前节车主断合不上，进级操作，后节车有电流；④分闸状态下前节车QS置1位（正常操作）。前节车主断合不上，进级操作后节车有电流；⑤合闸状态下前节车QS置1位。先闭合通风机按钮，后闭合劈相机按钮；两节车劈相机、风机能正常启动（试验时网压2.6kV）。
4 结束语
本方案考虑较为周全，施工改造简单，使用操作方便，深受检修人员及乘务员的欢迎。机车一经改造，可有效防止坡停和机破事故的发生。