車自動過分相系統(tǒng)原理

1、電力機車自動過分相系統(tǒng)原理培訓(xùn)書 廣鐵集團公司科研所電力機車自動過分相系統(tǒng)原理培訓(xùn)廣鐵集團公司科研所2005年2月目錄前言 4第一章 GFX-2型自動過分相系統(tǒng) 5第一節(jié) GFX-2型自動過分相系統(tǒng)組成介紹 51.1 系統(tǒng)組成 51.2 統(tǒng)設(shè)備圖片 5第二節(jié) 工作原理 72.1感應(yīng)接收器 82.2 地面感應(yīng)器 92.3 控制系統(tǒng) 92.3.1 自動過分相控制裝置外型尺寸112.3.2 控制裝置插座對外連接122.3.3 自動過分相系統(tǒng)電路原理圖132.4 燈顯指示 15第三節(jié) 主要性能指標163.1 使用環(huán)境 163.2 額定參數(shù) 163.3 技術(shù)要求 163.4 工作性能 163.4.1 延

2、時斷主斷路器（接收地感器1信號） 163.4.2 立即斷主斷路器（接收地感器2信號）173.4.3 恢復(fù)機車狀態(tài)（感應(yīng)接收器3或4信號） 17第四節(jié) 控制裝置與電力機車各部件的調(diào)試184.1 系統(tǒng)的構(gòu)成184.2 調(diào)試通電前檢查184.3 感應(yīng)接收器的調(diào)試184.4 控制裝置的調(diào)試184.4.1 控制裝置上電自檢184.4.2 通過控制裝置試驗按鈕進行試驗194.4.3 通過劃動磁鐵進行高壓試驗19第五節(jié) 維修維護215.1 日常維護 215.2 輔修系統(tǒng)檢修維護 215.3 小修系統(tǒng)檢修維護 215.4 中修系統(tǒng)檢修維護 215.4.1信號處理裝置 215.4.1.2 解體225.4.1.3

3、 組裝后試驗 225.4.2車感應(yīng)器 225.4.3 裝車試驗 225.5故障分析與處理 22第二章 GFX-3型自動過分相系統(tǒng) 23第一節(jié) GFX-3型系統(tǒng)組成介紹 231.1 系統(tǒng)組成 231.2 統(tǒng)設(shè)備圖片23第二節(jié) 工作原理 252.1 感應(yīng)接收器 252.2 地面感應(yīng)器262.3 控制系統(tǒng) 262.3.1 自動過分相控制裝置外型尺寸 272.3.2 控制裝置插座對外連接 272.3.3 自動過分相系統(tǒng)電路原理圖 302.4 燈顯指示 31第三節(jié) 主要性能指標 323.1 使用環(huán)境 323.2 額定參數(shù) 323.3 技術(shù)要求 323.4 工作性能 32第四節(jié) 控制裝置與電力機車各部件的

4、調(diào)試 334.1 系統(tǒng)的構(gòu)成334.2 調(diào)試通電前檢查334.3 感應(yīng)接收器的調(diào)試334.4 自動過分相控制裝置的調(diào)試334.4.1 控制裝置上電自檢 334.4.2 通過控制裝置試驗按鈕進行試驗 334.4.3 通過劃動磁鐵進行高壓試驗 34第五節(jié) 維修維護 365.1 日常維護 365.2 輔修系統(tǒng)檢修維護 365.3 小修系統(tǒng)檢修維護 365.4 中修系統(tǒng)檢修維護 365.4.1信號處理裝置 365.4.1.2 解體 365.4.1.3 組裝后試驗 365.4.2感應(yīng)接收器 365.4.3 裝車試驗 375.5故障分析與處理 37前言高速重載是中國鐵路的發(fā)展方向。隨著列車運行速度的提高和

5、電氣化鐵路運營里程的不斷延長，對機車車輛安全運行標準的要求也越來越高，因此電力機車安全、準確、可靠地通過分相區(qū)間也越來越引起大家的關(guān)注。 在鐵道電氣化牽引區(qū)段，牽引供電采用單相工頻交流供電方式。為使電力系統(tǒng)的三相供電負荷平衡和提高電網(wǎng)的利用率，電氣化鐵路的供電接觸網(wǎng)采用分相段供電，各分相段采用長度不等的絕緣間隔（即分相區(qū)間），電力機車通過分相區(qū)間必須斷電惰行。為了保證電力機車安全通過分相區(qū)間，在分相區(qū)前、后30m線路左側(cè)設(shè)置斷、合標志牌，以提示乘務(wù)員操縱機車安全通過分相區(qū)。長期以來斷電運行均由乘務(wù)員操作完成，提前斷電和滯后合閘的操縱現(xiàn)象屢見不鮮。由于列車無電運行時間較長，列車速度損失較大。同時

6、，隨著列車運行速度的提高，特別是在準高速、高速線路上，每小時通過多個分相區(qū)，手動操縱過于頻繁，對運行安全極為不利，乘務(wù)員稍有疏忽就會產(chǎn)生拉電弧、燒分相絕緣器等現(xiàn)象，由此引起變電所跳閘，中斷供電，造成行車事故。電力機車自動過分相系統(tǒng)由廣鐵集團公司機務(wù)處、廣鐵科研所和懷化機務(wù)段共同針對非微機控制電力機車而研制的。其主要功能是當電力機車通過分相區(qū)時，系統(tǒng)根據(jù)當時機車速度、位置自動平滑降牽引電流、斷輔助機組和分斷主斷路器，通過分相區(qū)后，自動閉合主斷路器、閉合輔助機組和控制牽引電流平滑上升，從而實現(xiàn)電力機車通過分相區(qū)時操作的自動化，大大的減輕了乘務(wù)員的工作強度。車載式自動過分相系統(tǒng)于2001年6月通過鐵

7、道部科教司的科技成果鑒定，與會專家一致認為該系統(tǒng)技術(shù)已達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。自動過分相系統(tǒng)分為非微機相控電力機車的自動過分相系統(tǒng)(GFX-2型)和微機控制的電力機車自動過分相系統(tǒng)(GFX-3型)。第一章 GFX-2型自動過分相系統(tǒng)第一節(jié) GFX-2型自動過分相系統(tǒng)介紹1.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由感應(yīng)接收器（簡稱車感器）、自動過分相控制裝置和信號指示三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1圖 1 車載自動過分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2 系統(tǒng)設(shè)備圖片車載自動過分相控制裝置圖2 自動過分相控制裝置安裝圖感應(yīng)接收器圖3 車感器安裝圖信號指示圖4 信號指示安裝圖第二節(jié) 工作原理本系統(tǒng)是基于免維護地面定位技術(shù)的車載自動過分相控制系統(tǒng)。

8、機車通過感應(yīng)地面定位信號確定機車與分相點的相對位置，地面定位和機車感應(yīng)信號分別采用斜對稱埋設(shè)和備份接收，以保證自動過分相的安全和可靠。圖5 地面感應(yīng)器的埋設(shè)方式如圖5所示，預(yù)先根據(jù)要求在每個分相區(qū)前后分別埋設(shè)兩個地面感應(yīng)器。以機車端向前運行為例，安裝在機車端左側(cè)的感應(yīng)接收器設(shè)為1號，右側(cè)設(shè)為2號，端左側(cè)的感應(yīng)接收器設(shè)為3號，右側(cè)設(shè)為4號(如圖6所示)。圖6 地面感應(yīng)接收器在機車上安裝位置示意圖機車按圖5箭頭方向運行在通過地面磁性感應(yīng)器時，T2號或T4號感應(yīng)接收器接收到車位定位信號(G1感應(yīng)器信號)，控制裝置記錄機車即時速度V，控制裝置根據(jù)速度計算出延時時間t，t=170m/v-t0，t0時間包

9、括司機指令回零時間、各輔助機組斷開時間、劈相機斷開時間和主斷路器斷開時間。同時，司機臺的過分相指示燈亮，表示控制裝置已接收到分相點前車位定位信號，控制裝置開始進行自動過分相控制。經(jīng)過延時t后，控制裝置分別執(zhí)行司機指令回零，通風(fēng)機、壓縮機和劈相機斷開動作，最后執(zhí)行主斷路器斷開動作。機車無負荷通過分相區(qū)間后，如控制裝置的任何一個感應(yīng)接收器接收到車位定位信號，表明機車已通過分相區(qū)間，控制裝置分別執(zhí)行主斷路器閉合，啟動劈相機、壓縮機和通風(fēng)機，最后恢復(fù)司機指令。機車恢復(fù)原有狀態(tài)。司機臺的過分相指示燈熄滅，表明控制裝置已完成自動過分相控制。在某些特殊情況下，如：地面感應(yīng)器丟失、感應(yīng)接收器故障或信號線斷等原

10、因。控制裝置的T2號或T4號感應(yīng)接收器接收不到車位定位信號。控制裝置的T1號或T3號感應(yīng)接收器接收到車位定位信號(G2感應(yīng)器信號)，司機臺的指示信號燈亮，表示控制裝置已接收到車位定位信號，控制裝置立即執(zhí)行司機指令回零，通風(fēng)機、壓縮機、劈相機和主斷路器斷開動作。2.1感應(yīng)接收器自動過分相的關(guān)鍵技術(shù)是定位，定位是否準確是系統(tǒng)準確性和可靠性的關(guān)鍵。感應(yīng)接收器安裝在機車的轉(zhuǎn)向架上，采用密封防水、防震設(shè)計處理，保證系統(tǒng)的可靠運行。安裝在機車轉(zhuǎn)向架上的感應(yīng)接收器通過地面感應(yīng)器時，在感應(yīng)接收器上感應(yīng)一個幅值和寬度與機車運行速度相對應(yīng)的信號。感應(yīng)接收器安裝于機車下部轉(zhuǎn)向架的兩側(cè)，共四個，前后相互備份。感應(yīng)接收

11、器基于電磁感應(yīng)原理，感應(yīng)接收器線圈與地面感應(yīng)器的磁場相結(jié)合，完成系統(tǒng)的定位識別。具有識別準確度高、響應(yīng)時間短、抗干擾能力強、無故障運行時間長等優(yōu)點。識別時間約為7ms，試驗的最高速度達302km/h。感應(yīng)接收器的外型尺寸及管腳定義如圖7所示圖7 感應(yīng)接收器外型尺寸感應(yīng)接收器安裝尺寸如圖8所示圖8 感應(yīng)接收器尺寸車載自動過分相裝置的感應(yīng)接收器安裝要求：距鋼軌中心300mm±10mm，距鋼軌踏面110mm10mm）。2.2 地面感應(yīng)器地面感應(yīng)器是嵌入到軌枕里的永久磁鐵，具有耐高溫、耐腐蝕、不會損壞等特點，適合安裝在室外。圖9為安裝有地面感應(yīng)器的軌枕。圖9 地面感應(yīng)器2.3 控制系統(tǒng) 控制

12、系統(tǒng)是由系統(tǒng)信號處理單元以及控制單元組成。系統(tǒng)信號處理單元具有采集感應(yīng)接收器接收的定位信號、機車運行方向、處理相應(yīng)的信息、發(fā)出相關(guān)的信息指令、自診斷故障信息、輸出顯示信息等功能。系統(tǒng)控制單元則由控制裝置的執(zhí)行電路來實現(xiàn)，主要功能是根據(jù)由系統(tǒng)信號處理單元輸出的信號，控制牽引電流下降、通風(fēng)機、壓縮機和劈相機斷開動作，最后執(zhí)行主斷路器斷開動作。通過分相區(qū)后，根據(jù)接收到的定位信號，控制閉合主斷路器和控制牽引電流平穩(wěn)上升。 在前進方向右側(cè)的感應(yīng)接收器分別接收到預(yù)告感應(yīng)器信號和反向強迫感應(yīng)器信號，以及前進方向左側(cè)感應(yīng)接收器分別接收到強迫感應(yīng)器信號和反向預(yù)告感應(yīng)器信號，自動過分相控制裝置則屏蔽接收信號16秒

13、后才開始接收感應(yīng)信號，否則將屏蔽感應(yīng)接收信號2分鐘后開始感應(yīng)接收信號。自動過分相控制裝置在通電、屏蔽接收信號結(jié)束或通過分相區(qū)后進行一次自檢。自檢不通過則速度/故障指示燈發(fā)出1Hz的故障信號（紅色和綠黃色指示燈交替亮），裝置停止使用，采用手動控制過分相。自動過分相控制裝置的面板示意圖如圖10所示。圖10 控制裝置的面板示意圖說明：狀態(tài)指示燈：I0.0 感應(yīng)接收器1接收到感應(yīng)信號則閃亮 I0.1 感應(yīng)接收器2接收到感應(yīng)信號則閃亮 I0.2 感應(yīng)接收器3接收到感應(yīng)信號則閃亮 I0.3 感應(yīng)接收器4接收到感應(yīng)信號則閃亮 I0.4 主斷路器狀態(tài)信號，閉合時亮，斷開時滅 I0.5 機車端向前時亮 I0.6

14、 機車有速度時閃亮 I0.7 機車端向前時亮 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 主斷路器合繼電器狀態(tài)檢測信號，自檢時閃亮（J6） I1.4 主斷路器斷繼電器狀態(tài)檢測信號，自檢時閃亮（J4） I1.5 主斷路器斷繼電器狀態(tài)檢測信號，自檢時閃亮（J5） O0.0 過分相時接收到感應(yīng)信號，發(fā)出3s過分相信號 O0.1 過分相時發(fā)出斷開司機指令信號 O0.2 機車速度大于5km/h時發(fā)出速度正常信號（紅色指示燈亮），機車速度低于5km/h時發(fā)出無速度信號（綠黃色指示燈亮），裝置自檢故障時發(fā)出1Hz的故障信號（紅色和綠黃色指示燈交替亮） O0.3 過分相時發(fā)出斷開輔機信號 O0.4 過分相時發(fā)出斷

15、開劈相機信號 O0.5 過分相時發(fā)出1s主斷路器斷開信號 O0.6 過分相結(jié)束時發(fā)出1s主斷路器閉合信號 O0.7 控制裝置自檢時發(fā)出自檢信號 O1.0 過分相時發(fā)出控制裝置接入控制電路的信號，過分相結(jié)束取消控制裝置的接入 O1.1 自動過分相控制裝置的背面示意圖如圖11所示。 圖11 控制裝置的背面示意圖說明：外接插頭：自動過分相控制裝置與感應(yīng)接收器、機車控制電路和110V電源的連接插頭。電源開關(guān)：自動過分相控制裝置的電源開關(guān)。控制裝置故障時可以關(guān)閉電源。2.3.1 自動過分相控制裝置外型尺寸車載自動過分相控制裝置外形及安裝尺寸如圖12：圖12 自動過分相控制器外型尺寸圖2.3.2 控制裝置

16、插座對外連接圖13為信號處理裝置插座管腳圖圖13 連接管腳管腳定義如下：點位定義 點位定義1110V 13端向前2T1接收器信號114端向前3T1接收器信號2154T2接收器信號1165T2接收器信號2 176T3接收器信號118過分相指示燈信號7T3接收器信號219調(diào)速指令（1）8T4接收器信號120調(diào)速指令（2）9T4接收器信號221速度指示/故障燈10速度傳感器()22燈顯電源11速度傳感器() 23輔機電源（1）12主斷路器分合信號24輔機電源（2）25劈相機電源（1）29主斷路器合（1）26劈相機電源（2）30主斷路器合（2）27主斷路器分（1）31GND地28主斷路器分（2）2.3

17、.3 自動過分相系統(tǒng)電路原理圖2.4 燈顯指示 在機車的、端司機室的操縱臺上安裝一個速度/故障指示燈，一個接收到預(yù)告信號指示的蜂鳴器(如圖4所示)。燈顯指示的主要功能是顯示整個系統(tǒng)運行的狀況。當系統(tǒng)異常時或接收到信號時燈顯指示能及時、準確的發(fā)出燈光或蜂鳴聲以提醒司機。速度/故障指示燈為控制裝置輸入速度狀態(tài)或故障狀態(tài)時的指示。當機車速度小于5Km/h時速度/故障指示燈為黃綠色亮，機車速度大于5Km/h時速度/故障指示燈為紅色亮。如果機車速度大于5Km/h時速度/故障指示燈仍為黃綠色亮，則機車速度信號有故障或自動過分相裝置有故障，應(yīng)停止使用自動過分相裝置。蜂鳴器用于指示接收到預(yù)告信號的狀況，當機車

18、通過埋設(shè)在地面的預(yù)告感應(yīng)器時，感應(yīng)接收器接收到地面信號。自動過分相控制裝置檢測到感應(yīng)接收器接收的信號，開始自動過分相過程控制。同時，通過蜂鳴器向司機發(fā)出自動過分相已經(jīng)工作。如機車通過“禁止雙弓”標牌時，蜂鳴器沒有響，可以采用手動過分相。第三節(jié) 主要性能指標3.1 使用環(huán)境 海拔高度不超過2500m； 最高周圍空氣溫度為60，允許在40存放； 最低周圍空氣溫度為40，允許在40存放； 周圍空氣濕度：最濕月份平均最大相當濕度不大于95（該月月平均最低溫度為25）； 相對于機車垂向、橫向、縱向存在著頻率f為150Hz時等于1g； 因機車連掛時沖擊，沿機車縱向激起的加速度不大于3g; 控制裝置安裝在能

19、防止風(fēng)、沙、雨、雪直接侵襲的車體內(nèi)。 3.2 額定參數(shù) 型號：GFX2型自動過分相控制裝置 工作電壓：DC77V137V; 絕緣電阻：500; 工作溫度：2570； 適用速度范圍 10300Km/h; 感應(yīng)接收器直流電阻：620±5；3.3 技術(shù)要求 車載自動過分相裝置控制裝置的元件滿足TB/T3021-2001鐵道機車車輛電子裝置標準要求的規(guī)定；3.4 工作性能3.4.1 延時斷主斷路器（接收地面感應(yīng)器1信號）30km/h速度>15Km/h斷開指令動作延時時間 (170*3.6)/v-1 s±10% 斷開輔機和劈相機延時時間 (170*3.6)/v-0.2 s

20、77;10% 主斷路器斷開動作延時時間 (170*3.6)/v s±10%90km/h>速度30km/h斷開指令動作延時時間 (170*3.6)/v-4 s±10% 斷開輔機和劈相機延時時間 (170*3.6)/v-0.2 s±10% 主斷路器斷開動作延時時間 (170*3.6)/v s±10%140km/h>速度90km/h斷開指令動作延時時間 (195*3.6)/v-5 s±10% 斷開輔機和劈相機延時時間 (195*3.6)/v-1.2 s±10% 主斷路器斷開動作延時時間 (195*3.6)/v-1 s±

21、10%速度140km/h 斷開指令動作延時時間 0.25 s±10% 斷開輔機和劈相機延時時間 (195*3.6)/v-1.2 s±10%主斷路器斷開動作延時時間 (195*3.6)/v-1 s±10%3.4.2 立即斷主斷路器（接收地面感應(yīng)器2信號）斷開指令動作延時時間 0.25s斷開輔機和劈相機延時時間 0.3s 主斷路器斷開動作延時時間 0.3s 3.4.3 恢復(fù)機車狀態(tài)（接收地面感應(yīng)器3或4信號）主斷路器閉合動作延時時間 0.05s閉合劈相機動作延時時間 1.9s±10%閉合輔機動作延時時間 4.9s±10%閉合指令動作延時時間 5.1

22、s±10%第四節(jié) 控制裝置與電力機車各部件的調(diào)試4.1 系統(tǒng)的構(gòu)成非微機相控電力機車自動過分相系統(tǒng)主要包括GFX-2型自動過分相控制裝置、感應(yīng)接收器、轉(zhuǎn)換插座和燈顯指示盒等部件組成。燈顯指示盒安裝在司機室的司機臺上。自動過分相系統(tǒng)與電力機車各部件的調(diào)試目的主要在于檢測裝置與機車各部件的連接的正確性。各部件順序為：感應(yīng)接收器的調(diào)試、自動過分相控制裝置的調(diào)試、燈顯指示盒的調(diào)試。4.2 調(diào)試通電前檢查（1） 各部件外觀無損傷，安裝牢固，安裝螺釘擰緊。（2） 各連接線、插頭、插座正確連接，安裝牢固。（3） 接線排上接線端子正確連接，連接螺母擰緊。（4） 機車控制電源電壓大于77V（注意電源極

23、性不能接反）。4.3 感應(yīng)接收器的調(diào)試感應(yīng)接收器的位置：以施工圖為準，檢查感應(yīng)接收器高度和中心位 置。感應(yīng)接收器接法：由機車廠配線時，應(yīng)檢查感應(yīng)接收器接線是否正確。電纜線：各電纜線務(wù)必根據(jù)自動過分相控制裝置安裝電路圖進行正確裝配，每條線必須正確。4.4 控制裝置的調(diào)試4.4.1 控制裝置上電自檢將控制裝置電源開關(guān)撥至開位，從控制裝置觀察窗可看到PLC指示燈指示下：. PLC指示燈0.00.5, 0.6, 1.01.5,Q0.7閃亮。. 司機臺上的燈顯指示盒的速度故障指示燈亮綠。. 控制裝置上電自檢完畢后指示燈含義： I 0.0（閃亮）：T1感應(yīng)接收器有信號 I 0.1（閃亮）：T2感應(yīng)接收器有

24、信號 I 0.2（閃亮）：T3感應(yīng)接收器有信號 I 0.3（閃亮）：T4感應(yīng)接收器有信號 I 0.4（亮）：主斷路器狀態(tài)信號（斷） I 0.5（亮）：機車I端向前 I 0.6（閃亮）：機車速度 I 0.7（亮）：機車I端向后 I 1.0（亮）：機車重聯(lián)狀態(tài) I 1.1（）： I 1.2（）： I 1.3（閃亮）：主斷路器閉合狀態(tài)信號（繼電器J6） I 1.4（閃亮）：主斷路器斷開狀態(tài)信號（繼電器J4） I 1.5（閃亮）：主斷路器斷開狀態(tài)信號（繼電器J5） Q0.0（閃亮）：過分相指示 Q0.1（亮）：司機指令輸出 Q0.2（亮）：速度/故障指示（速度<5Km/h,滅。5Km/h,亮。裝

25、置故障0.5Hz閃亮） Q0.3（亮）：輔助機組輸出 Q0.4（亮）：劈相機輸出 Q0.5（亮）：主斷路器分輸出 Q0.6（亮）：主斷路器合輸出 Q0.7（亮）：裝置自檢輸出 Q1.0（亮）：故障/安全輸出（在過分相時，輸出信號將控制觸點接入控制電路） Q1.1（）： 4.4.2 通過控制裝置試驗按鈕進行試驗強迫狀態(tài)試驗閉合司機鑰匙，I端司機手把轉(zhuǎn)向前狀態(tài)，I 0.5（亮）：機車I端向前。按下控制裝置上的試驗按鈕，I 0.0（閃亮）。Q0.0（亮）： 過分相指示信號輸出（3S脈寬），司機臺上蜂鳴器響。然后，Q0.1（亮）、 Q0.3（亮）、 Q0.4（亮）、 Q0.5（閃亮）。延時60S，再按

26、下試驗按鈕，I 0.0（閃亮）。Q0.6（閃亮），延時1S Q0.4（滅），再延時3S Q0.3（滅），再延時4S Q0.1（滅）。如果在重聯(lián)狀態(tài)，再按下試驗按鈕后，延時30S，在進行上述動作。延時2分鐘后，再進行下一步試驗?；蛑匦麻_機進行自檢后測試。預(yù)告狀態(tài)試驗閉合司機鑰匙，I端司機手把轉(zhuǎn)向后狀態(tài)，I 0.7（亮）：機車I端向后。按下控制裝置試驗按鈕，I 0.0（閃亮）。Q0.0（閃亮）：過分相指示信號輸出（3S脈寬），司機臺上蜂鳴器響。然后，Q0.1（亮）、延時119S Q0.3（亮）、在延時1S Q0.4（亮）和Q0.5（閃亮）。.延時60S，再按下試驗按鈕，I 0.0（閃亮）。Q0.6

27、（閃亮），延時1S Q0.4（滅），再延時3S Q0.3（滅），再延時4S Q0.1（滅）。如果在重聯(lián)狀態(tài)，再按下試驗按鈕后，延時30S，在進行上述動作。4.4.3 通過劃動磁鐵進行高壓試驗 閉合司機鑰匙，升弓，合主斷。I端司機手把轉(zhuǎn)向前狀態(tài)，I 0.5（亮）：機車I端向前。也可以上閘給上100A的牽引電流。強迫狀態(tài)試驗用磁鐵快速劃過T1感應(yīng)接收器表面，I 0.0（閃亮）：T1感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，Q0.0（亮）： 過分相指示信號輸出（3S脈寬），司機臺上蜂鳴器響。然后，Q0.1（亮）、 Q0.3（亮）、 Q0.4（亮）、 Q0.5（閃亮）。牽引電流下降，主斷路器斷開。延時60S，用磁鐵

28、快速劃過T3感應(yīng)接收器表面，I 0.2（閃亮）：T3感應(yīng)接收器有信號輸入。再次用磁鐵快速劃過T3感應(yīng)接收器表面，I 0.2（閃亮）：T3感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，Q0.6（閃亮），延時1S Q0.4（滅），再延時3S Q0.3（滅），再延時4S Q0.1（滅）。如果在重聯(lián)狀態(tài)，再按下試驗按鈕后，延時30S，在進行上述動作。主斷路器閉合，牽引電流緩慢上升到100A。如果，輔助機組工作時，牽引電流需等輔助機組全部開啟后電流緩慢上升到100A。延時2分鐘后，再進行下一步試驗?；蛑匦麻_機進行自檢后測試。預(yù)告狀態(tài)試驗用磁鐵快速劃過T2感應(yīng)接收器表面，I 0.1（閃亮）：T2感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，

29、Q0.1（亮）：通過預(yù)告信號輸出通道恢復(fù)信號（3S脈寬），司機臺上蜂鳴器響。Q0.1（亮）、延時119S Q0.3（亮）、在延時1S Q0.4（亮）和Q0.5（閃亮）。牽引電流下降，主斷路器斷開。延時60S，用磁鐵快速劃過T4感應(yīng)接收器表面，I 0.3（閃亮）：T4感應(yīng)接收器有信號輸入。再次用磁鐵快速劃過T4感應(yīng)接收器表面，I 0.3（閃亮）：T4感應(yīng)接收器有信號輸入。同時Q0.6（閃亮），延時1S Q0.4（滅），再延時3S Q0.3（滅），再延時4S Q0.1（滅）。如果在重聯(lián)狀態(tài)，再按下試驗按鈕后，延時30S，在進行上述動作。主斷路器閉合，牽引電流緩慢上升到100A。如果，輔助機組工作時

30、，牽引電流需等輔助機組全部開啟后電流緩慢上升到100A。閉合司機鑰匙，升弓，合主斷。I端司機手把轉(zhuǎn)向后狀態(tài)，I 0.7（亮）：機車I端向后。也可以上閘給上100A的牽引電流。強迫狀態(tài)試驗用磁鐵快速劃過T4感應(yīng)接收器表面，I 0.3（閃亮）：T4感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，Q0.1（亮）、 Q0.3（亮）、 Q0.4（亮）、 Q0.5（閃亮）。牽引電流下降，主斷路器斷開。延時60S，用磁鐵快速劃過T2感應(yīng)接收器表面，I 0.1（閃亮）：T2感應(yīng)接收器有信號輸入。再次用磁鐵快速劃過T2感應(yīng)接收器表面，I 0.1（閃亮）：T2感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，Q0.6（閃亮），延時1S Q0.4（滅），再

31、延時3S Q0.3（滅），再延時4S Q0.1（滅）。如果在重聯(lián)狀態(tài)，再按下試驗按鈕后，延時30S，在進行上述動作。主斷路器閉合，牽引電流緩慢上升到100A。如果，輔助機組工作時，牽引電流需等輔助機組全部開啟后電流緩慢上升到100A。延時2分鐘后，再進行下一步試驗?；蛑匦麻_機進行自檢后測試。預(yù)告狀態(tài)試驗用磁鐵快速劃過T3感應(yīng)接收器表面，I 0.2（閃亮）：T3感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，Q0.1（亮）：通過預(yù)告信號輸出通道恢復(fù)信號（3S脈寬），司機臺上蜂鳴器響。Q0.1（亮）、延時119S Q0.3（亮）、在延時1S Q0.4（亮）和Q0.5（閃亮）。牽引電流下降，主斷路器斷開。延時60S，用

32、磁鐵快速劃過T1感應(yīng)接收器表面，I 0.0（閃亮）：T1感應(yīng)接收器有信號輸入。再次用磁鐵快速劃過T1感應(yīng)接收器表面，I 0.0（閃亮）：T1感應(yīng)接收器有信號輸入。同時，Q0.6（閃亮），延時1S Q0.4（滅），再延時3S Q0.3（滅），再延時4S Q0.1（滅）。如果在重聯(lián)狀態(tài)，再按下試驗按鈕后，延時30S，在進行上述動作。主斷路器閉合，牽引電流緩慢上升到100A。如果，輔助機組工作時，牽引電流需等輔助機組全部開啟后電流緩慢上升到100A。第五節(jié) 維修維護5.1 日常維護要定期檢查感應(yīng)接收器有無丟失、損壞，連線電纜有無損壞斷裂。機車出庫前或交接班時，司機要通電檢查，系統(tǒng)能否通過自檢，燈顯指

33、示是否工作正常。機車速度大于5km/h時，注意觀察速度/故障指示是否有黃綠色轉(zhuǎn)變成紅色。機車運行過程中，司機要關(guān)注控制裝置的工作狀況。5.2 輔修系統(tǒng)檢修維護檢查感應(yīng)接收器有無丟失、損壞，連接電纜有無損壞斷裂,轉(zhuǎn)接插頭有無插緊，防護橡膠板有無損壞。檢查感應(yīng)接收器安裝支架的緊固件是否松動，以及自動過分相控制裝置的安裝緊固件是否松動。檢查自動過分相控制裝置的指示燈和開關(guān)是否能正常工作。將自動過分相控制裝置的連接插頭松開，分別用萬用表通過插頭的插孔2、3，4、5，6、7，8、9測量感應(yīng)接收器的直流電阻在正常范圍內(nèi)，以及測量對地阻值在正常范圍內(nèi)。使用磁鐵或測試儀對自動過分相控制裝置按照自動過分相的各種

34、狀況進行聯(lián)機試驗。5.3 小修系統(tǒng)檢修維護檢查感應(yīng)接收器有無丟失、損壞，連接電纜有無損壞斷裂,轉(zhuǎn)接插頭有無插緊，防護橡膠板有無損壞。檢查感應(yīng)接收器安裝支架的緊固件是否松動，以及自動過分相控制裝置的安裝緊固件是否松動。自動過分相控制裝置的指示燈和開關(guān)是否能正常工作。將自動過分相控制裝置的連接插頭松開，分別用萬用表通過插頭的插孔2、3，4、5，6、7，8、9測量感應(yīng)接收器的直流電阻在正常范圍內(nèi)，以及測量對地阻值在正常范圍內(nèi)。使用磁鐵或測試儀對自動過分相控制裝置按照自動過分相的各種狀況進行聯(lián)機試驗。5.4 中修系統(tǒng)檢修維護 5.4.1 控制裝置5.4.1.1 解體前檢查5.4.1.1.1 外觀檢查各

35、信號燈及開關(guān)完好5.4.1.1.2 外觀檢查輸入信號插座體完好5.4.1.2 解體 5.4.1.2.1 拆下機箱罩,拆下接口電路板5.4.1.2.2 用酒精清洗接口電路板5.4.1.2.3 檢查電路板，印刷線路清晰，不得過熱，金屬泊不得起基板，各元器件不得過熱、變色，電容不得鼓包，元件焊點牢固、光潔，不得虛焊、開焊及短路。繼電器的檢修按JZ15-44Z型中間繼電器檢修工藝執(zhí)行，動作靈活，無卡滯，觸頭和觸橋接觸良好無燒痕5.4.1.2.4 用高壓風(fēng)清除可編程控制器內(nèi)的灰塵5.4.1.2.5 安裝接口電路板，安裝機箱罩5.4.1.3 組裝后試驗5.4.1.3.1 利用測試儀對自動過分相控制裝置按照

36、自動過分相的狀態(tài)進行試驗， 5.4.2 感應(yīng)接收器5.4.2.1 外觀檢查連接車體的信號轉(zhuǎn)換插座體完好，連接導(dǎo)線完好5.4.2.2 感應(yīng)接收器從安裝支架拆下清潔5.4.2.3 用萬用表測量車感應(yīng)器的內(nèi)阻620±5，用500V兆歐表測對外殼絕緣電阻500M5.4.3 裝車試驗 5.4.3.1使用磁鐵或測試儀對自動過分相控制裝置按照自動過分相的各種狀況進行聯(lián)機試驗。 5.5 故障分析與處理無法收到地面信號，注意排除是否是因為控制裝置正常屏蔽信號所致，可以將裝置電源開合一次，使裝置復(fù)位后再次試驗。如果仍然無法收到，檢查故障指示燈。若無故障顯示，則可能為感應(yīng)接收器距離鋼軌面距離過高所致，應(yīng)調(diào)

37、整感應(yīng)接收器安裝支架。自動過分相控制裝置故障指示燈閃，表示輸入回路有故障,可能的原因有：感應(yīng)接受器丟失，屏蔽電纜線破損斷裂，信號接收裝置損壞等。斷開連接插頭，測量各感應(yīng)接受器回路是否通，(檢查感接收器器的電阻是否正常)。有回路不通，則檢查相應(yīng)回路。如果回路沒有問題，則更換新的自動過分相控制裝置，在地面進行檢測。 第二章 GFX-3型自動過分相系統(tǒng)第一節(jié) GFX-3型系統(tǒng)組成介紹1.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由感應(yīng)接受器（簡稱車感器）、自動過分相控制裝置和信號指示三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1圖 1 車載自動過分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2 系統(tǒng)設(shè)備圖片1.2.1 控制裝置圖2 自動過分相控制裝置安裝圖1.2.2 車

38、載感應(yīng)接收器圖3 車感器安裝圖1.2.3 信號指示圖4 信號指示安裝圖第二節(jié) 工作原理 本系統(tǒng)是基于免維護地面定位技術(shù)的車載自動過分相控制系統(tǒng)。機車通過感應(yīng)地面定位信號確定機車與分相點的相對位置，地面定位和機車感應(yīng)信號分別采用斜對稱埋設(shè)和備份接收，以保證自動過分相的安全和可靠。圖5 地面感應(yīng)器的埋設(shè)方式如圖5所示，預(yù)先根據(jù)要求在每個分相區(qū)前后分別埋設(shè)兩個地面感應(yīng)器。機車過分相信號的感應(yīng)、處理，由地面磁感應(yīng)器、感應(yīng)接收器和信號處理裝置共同完成。機車過分相的控制，由微機柜及機車控制回路完成。微機柜對機車過分相的自動控制，與司機操作控制并聯(lián)，當司機操作控制過分相，自動控制起監(jiān)視作用。機車運行至G1(

39、G4)點，自動過分相控制裝置接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的預(yù)告地面定位信號，控制裝置向微機柜發(fā)出過分相預(yù)告信號，微機柜根據(jù)此時機車運行速度，控制電機電流平穩(wěn)下降到0，發(fā)出斷主斷信號給控制電路，控制電路控制機車斷劈相機、斷主斷（預(yù)告模式）；同時，司機室蜂鳴器響3s,提醒司機過分相區(qū)。當G1(G4)信號失效時，機車運行至G2(G3)點，自動過分相控制裝置接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的強迫地面定位信號，控制裝置向微機柜發(fā)出過分相強迫斷信號，微機柜立即封電機電流，發(fā)出斷主斷信號給控制電路控制機車斷劈相機、斷主斷。在正常接收到G1(G4)信號時G2(G3)信號不起作用（強迫斷模式）。機車通過無電區(qū)后，根據(jù)接收G3(G2

40、)點，自動過分相控制裝置接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的合閘地面定位信號，則通過預(yù)告信號通道向微機柜送出合主斷 信號，司機室蜂鳴器響3s,提醒司機已通過分相區(qū)。微機柜發(fā)出合主斷給控制電路，控制電路控制機車合 主斷、 合劈相機。預(yù)備好后，微機柜控制電機電流緩慢恢復(fù)到過分相前工況。在正常接收G3(G2)信號時G4(1)信號不起作用。2.1 感應(yīng)接收器自動過分相的關(guān)鍵技術(shù)是定位，定位是否準確是系統(tǒng)準確性和可靠性的關(guān)鍵。感應(yīng)接收器安裝在機車的轉(zhuǎn)向架上，采用密封防水、防震設(shè)計處理，保證系統(tǒng)的可靠運行。安裝在機車轉(zhuǎn)向架上的感應(yīng)接收器通過地面感應(yīng)器時，在感應(yīng)接收器上感應(yīng)一個幅值和寬度與機車運行速度相對應(yīng)的信號。感應(yīng)接

41、收器安裝于機車下部轉(zhuǎn)向架的兩側(cè)，共四個。前后相互備份。感應(yīng)接收器基于電磁感應(yīng)原理，感應(yīng)接收線圈與地面感應(yīng)器的磁場相結(jié)合，完成系統(tǒng)的定位識別。具有識別準確高、相應(yīng)時間短、抗干擾能力強、無故障運行時間長等優(yōu)點。識別時間約為7ms，試驗的最高速度達302km/h。感應(yīng)接收器的外型尺寸及安裝尺寸如第一章中的圖7、圖8所示。2.2 地面感應(yīng)器 地面感應(yīng)器是嵌入到軌枕里的永久磁鐵，具有耐高溫、耐腐蝕、不會損壞等特點，適合安裝在室外。2.3 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是由系統(tǒng)信號處理單元以及控制單元組成。系統(tǒng)控制裝置采集感應(yīng)接收器接收的定位信號、機車運行方向、處理相應(yīng)的信息、發(fā)出相關(guān)的信息指令、自診斷故障信息、輸出

42、顯示信息等功能。系統(tǒng)控制單元則由機車的微機柜來實現(xiàn)，主要功能是采集由系統(tǒng)控制裝置輸出的定位信息、機車速度、司機指令、牽引電流、供電網(wǎng)壓等相關(guān)機車信息，并根據(jù)接收到控制裝置輸出的定位信息、機車運行速度，確定控制牽引電流下降的速率和確定斷開主斷路器的位置。通過分相區(qū)后，根據(jù)接收到控制裝置輸出的定位信息，控制閉合主斷路器和控制牽引電流平穩(wěn)上升。 控制裝置在通電、屏蔽接收信號結(jié)束或通過分相區(qū)后進行一次自檢。在機車前進方向右側(cè)兩個感應(yīng)接收器分別接收到預(yù)告感應(yīng)器信號和反向強迫感應(yīng)器信號，以及前進方向左側(cè)兩個感應(yīng)接收器分別接收到強迫感應(yīng)器信號和反向預(yù)告感應(yīng)器信號，控制裝置則屏蔽接收信號16秒后才開始接收感應(yīng)

43、信號，否則屏蔽接收信號2分鐘開始接收信號。控制裝置的面板示意圖如圖6所示。圖6 控制裝置的面板示意圖說明：故障指示燈：控制裝置進行自檢，當檢測到有一路到三路的感應(yīng)接收回路有故障時，故障指示燈閃亮。當檢測到所有感應(yīng)接收回路有故障時，故障燈長亮。工作指示燈：控制裝置工作時，工作指示燈亮?？刂蒲b置不能正常工作，則工作指示燈滅。控制裝置的背面示意圖如圖7所示。圖7 控制裝置的背面示意圖說明：外接插頭：控制裝置與感應(yīng)接收器、微機柜、機車控制電路和110V電源的連接插頭。電源開關(guān)：控制裝置的電源開關(guān)?？刂蒲b置故障時可以關(guān)閉電源。試驗按鈕：可用于試驗自動過分相系統(tǒng)工作是否正常。在端司機室的手柄放在“前”位，

44、按動試驗按鈕，可模擬自動過分相強迫斷。等2分鐘后或斷合一次控制裝置的電源開關(guān)。在端司機室的手柄放在“后”位，按動試驗按鈕，可模擬自動過分相預(yù)告斷。自動過分相預(yù)告斷在機車靜止狀態(tài)時，要等30s后斷主斷路器。2.3.1 自動過分相控制裝置外型尺寸自動過分相外型尺寸如圖8所示:圖8 GFX-3型控制裝置外型尺寸圖2.3.2 控制裝置插座對外連接圖9控制裝置插座管腳圖圖9 控制裝置連接插座控制裝置引線插座定義如下：點位定義 點位定義1T1接收器信號1112端向前2T1接收器信號212T3屏蔽3T2接收器信號113預(yù)告輸出4T2接收器信號214強迫斷輸出5T1屏蔽15故障信號輸出6T3接收器信號116T

45、4屏蔽7T3接收器信號217空8+110V18GND9T2屏蔽19T4接收器信號1101端向前20T4接收器信號22.3.3 GFX-3型自動過分相系統(tǒng)電路原理圖2.4 燈顯指示在機車的、端司機室的操縱臺上安裝一個故障指示燈，一個接收到預(yù)告信號指示的蜂鳴器。燈顯指示的主要功能是顯示整個系統(tǒng)運行的狀況。當系統(tǒng)異常時或接收到信號時燈顯指示能及時、準確的發(fā)出燈光或蜂鳴聲以提醒司機。故障指示燈為控制裝置的輸入信號故障時燃亮。當輸入信號有故障，但不影響過分相工作時故障指示燈閃亮。如果影響過分相工作時故障指示燈一直燃亮。蜂鳴器用于指示接收到預(yù)告信號的狀況，當機車通過埋設(shè)在地面的預(yù)告感應(yīng)器時，感應(yīng)接收器接收

46、到地面信號?？刂蒲b置接收到感應(yīng)接收器接收的信號，向微機柜發(fā)出過分相區(qū)的預(yù)告信號。同時，通過蜂鳴器向司機發(fā)出自動過分相已經(jīng)工作。如機車通過“禁止雙弓”標牌時，蜂鳴器沒有響，可以采用手動過分相。第三節(jié) 主要性能指標3.1 使用環(huán)境 海拔高度不超過2500m； 最高周圍空氣溫度為60，允許在40存放； 最低周圍空氣溫度為40，允許在40存放； 周圍空氣濕度：最濕月份平均最大相當濕度不大于95（該月月平均最低溫度為25）； 相對于機車垂向、橫向、縱向存在著頻率f為150Hz時等于1g； 因機車連掛時沖擊，沿機車縱向激起的加速度不大于3g; 控制裝置安裝在能防止風(fēng)、沙、雨、雪直接侵襲的車體內(nèi)。3.2 額

47、定參數(shù) 型號：GFX3型自動過分相裝置 工作電壓：DC77V137V； 功耗：6W； 絕緣電阻：500； 工作溫度：2570； 適用速度范圍 10300km/h； 感應(yīng)接收器直流電阻：620±5；3.3 技術(shù)要求車載自動過分相裝置控制裝置的元件滿足TB/T3021-2001鐵道機車車輛電子裝置標準的規(guī)定；3.4 工作性能 左邊地感器信號輸出（強迫信號） 110V、脈寬1s±10%右邊地感器信號輸出（預(yù)告信號） 110V、脈寬3s±10%恢復(fù)信號（從預(yù)告信號通道輸出） 110V、脈寬3s±10%接收相應(yīng)時間0.05s±10%第三節(jié) 控制裝置第四節(jié) 與電力機車各部件的調(diào)試4.1 系統(tǒng)的構(gòu)成微機控制電力機車自動過分相系統(tǒng)主要包括GFX-3型自動過分相控制裝置、感應(yīng)接收器、轉(zhuǎn)換插座、蜂鳴器和故障燈等部件組成。對于標準化司機室，蜂鳴器和故障指示燈安裝在司機臺上的開關(guān)面板上。自動過分相系統(tǒng)與電力機車各部件的調(diào)試目的主要在于檢測裝置與機車各部件的連接的正確性。各部件順序為：感應(yīng)接收器的調(diào)試、自動過分相控制裝置調(diào)試、蜂鳴器和故障指示燈調(diào)試。4