(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

1 概述

神華十二軸(AB節(jié))電力機車(以下簡稱神十二(AB節(jié))機車)(見圖1)是常規(guī)神華十二軸電力機車去除C節(jié)的雙司機室八軸電力機車，其采用了中車時代的控制系統(tǒng)。由中車株機公司依據(jù)神華集團運能需要提供，在必要時可以加入C節(jié)形成三節(jié)編組的神華十二軸機車。神十二(AB節(jié))機車作為八軸機車與傳統(tǒng)神華八軸機車相比其運行采用了雙主斷運行模式，可靠性更高，帶大負載運行能力更強。由于采用一節(jié)車一個主斷供電，重聯(lián)時多個主斷并聯(lián)運行的方式，當某一節(jié)機車發(fā)生故障時可以人工切除故障節(jié)或系統(tǒng)軟件檢測自動斷開故障節(jié)主斷以單機模式繼續(xù)運行。

圖1 神華十二軸機車總圖

2 神十二(AB節(jié))機車主回路及主斷控制原理簡介

1)神十二(AB節(jié))機車的主電路原理如圖2所示，接觸網(wǎng)電流通過受電弓11-E01，高隔11-Q04，一路經(jīng)過本節(jié)車主斷11-Q01到達主變壓器原邊繞組，另一路則通過高隔11-Q03，經(jīng)過重聯(lián)跳線到達另一節(jié)車。

圖2 神十二(AB節(jié))主回路

2)神十二(AB節(jié))的主斷環(huán)回路(見圖3)由緊急按鈕、藍鑰匙、布赫繼電器組成。主斷環(huán)路硬線閉合輸入節(jié)點E31_01閉合，當CCU，TCU主斷允許時，司機才可以操作主斷正常閉合。當出現(xiàn)以上任一條件不滿足時，主斷將斷開。神十二(AB節(jié))機車主斷環(huán)以及控制回路并沒有與重聯(lián)節(jié)有硬線上的聯(lián)系，而是通過兩節(jié)車的GWM模塊將司機操作指令以及相關(guān)的反饋信號通過WTB網(wǎng)絡傳輸。

3 神十二(AB節(jié))機車高壓連鎖試驗

1)在內(nèi)重聯(lián)高壓試驗中，按照要求進行了高壓連鎖試驗。當在A節(jié)操作時，此時升B節(jié)受電弓，AB節(jié)主斷閉合。將B節(jié)制動柜上的藍鑰匙(受電弓隔離塞門)轉(zhuǎn)到切除位時，B節(jié)的主斷隨即斷開，同時可以聽到受電弓下降時伴隨滋滋的電流聲。從操作節(jié)司機顯示器發(fā)現(xiàn)A節(jié)的主斷并沒有馬上斷開，在車外可以觀察到受電弓下降整個過程碳滑板與接觸網(wǎng)之間長長的火花，這是一種嚴重的拉弧現(xiàn)象。為了避免拉弧損壞設(shè)備，我們馬上采取措施，按下操作節(jié)(A節(jié))緊急按鈕，A節(jié)主斷斷開，拉弧現(xiàn)象消失。

圖3 主斷控制硬線回路

2)根據(jù)主斷控制回路見圖3原理圖分析，切除B節(jié)藍鑰匙塞門，B節(jié)的主斷環(huán)輸入節(jié)點E31_01斷開，CCU主斷允許通道斷開，B車主斷立即斷開。同時B節(jié)主斷硬線環(huán)狀態(tài)節(jié)點E31_01，由機械間IO模塊通過MVB網(wǎng)絡線傳輸給GWM模塊，隨即輸出降弓指令使本車受電弓降下。與此同時GWM模塊通過WTB內(nèi)重聯(lián)網(wǎng)絡線將藍鑰匙切除信號發(fā)送給A節(jié)的GWM模塊，A節(jié)GWM模塊再給出指令將A節(jié)主斷斷開。由以上分析可以得知，B節(jié)主斷由于本節(jié)硬線回路斷開馬上分斷，而A節(jié)接收到B節(jié)網(wǎng)絡傳輸來藍鑰匙切除信號后，再通過A節(jié)GWM給出分主斷指令，所以A節(jié)主斷斷開要滯后B節(jié)。根據(jù)主電路分析見圖4，B節(jié)受電弓在下降時A節(jié)主斷仍然處于閉合狀態(tài)，即受電弓碳滑板在脫離觸網(wǎng)時A節(jié)車負載仍然在運行，因而產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。

圖4 帶負載降弓造成拉弧

經(jīng)確認GWM模塊在收到它車通過WTB網(wǎng)絡線發(fā)來的藍鑰匙切除信號，需經(jīng)過4.5 s的濾波處理已防止誤動作再給出分主斷指令。更改程序?qū)⒋诵盘枮V波環(huán)節(jié)去除，再次進行以上試驗，拉弧現(xiàn)象消失。經(jīng)研究決定，后續(xù)車輛執(zhí)行此新的程序，解除了一個危害接觸網(wǎng)及車頂設(shè)備安全的重大安全隱患。

4 電弧的產(chǎn)生以及危害

在上述進行的神十二(AB節(jié))高壓連鎖試驗中，由于軟件程序原因，造成降弓瞬間AB節(jié)有一個主斷滯后斷開長達數(shù)秒，我們知道接觸網(wǎng)電壓將近27 kV，機車靜態(tài)高壓模式下原邊電流也有十幾至數(shù)十安的電流。在帶大負載的情況下，受電弓直接脫離接觸線，弓線兩端電壓迅速升高，氣體被擊穿，產(chǎn)生非常嚴重的電弧。在改進軟件之后，主斷器會先斷開負載，再執(zhí)行降弓指令，回到正常情況，只出現(xiàn)少量不可避免的電弧，從而保護了機車和接觸網(wǎng)。

5 結(jié)語

通過本次神十二(AB節(jié))電力機車內(nèi)重聯(lián)高壓試驗中發(fā)現(xiàn)的弓網(wǎng)電弧事件的研究分析，主要原因是軟件引起機車斷主斷信號滯后。如今電力機車控制采用軟硬結(jié)合，關(guān)鍵信號硬線必不可少。在電力機車調(diào)試過程中更要了解網(wǎng)絡信號和硬線信號在電路中的作用，才能更全面地檢測機車整個控制系統(tǒng)，排除隱患，修復缺陷。