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        電力機(jī)車無(wú)顯示跳主斷故障檢測(cè)裝置的研制

        2012-10-20 09:49:24新鄉(xiāng)機(jī)務(wù)段月山檢修車間王華軍
        河南科技 2012年2期
        關(guān)鍵詞:模擬量機(jī)車電源

        新鄉(xiāng)機(jī)務(wù)段 月山檢修車間 王華軍

        電力機(jī)車無(wú)顯示跳主斷故障檢測(cè)裝置的研制

        新鄉(xiāng)機(jī)務(wù)段 月山檢修車間 王華軍

        鄭州鐵路局新鄉(xiāng)機(jī)務(wù)段所承擔(dān)的“月山–長(zhǎng)治北”牽引區(qū)段屬于長(zhǎng)大坡道特殊區(qū)段,最大坡道達(dá)20.1‰,該區(qū)段所配屬的74臺(tái)SS4G機(jī)車經(jīng)常在運(yùn)行中遇到主斷路器突然斷開(kāi),而故障顯示屏卻無(wú)任何信息顯示的現(xiàn)象,即無(wú)顯示跳主斷故障。這種情況下,機(jī)車會(huì)瞬間失去牽引力和制動(dòng)力,而且由于沒(méi)有任何顯示提示,會(huì)導(dǎo)致乘務(wù)員無(wú)法采取處理措施,很容易造成坡停和機(jī)故發(fā)生。

        一、檢測(cè)裝置的主要功能和組成

        1.檢測(cè)裝置的主要功能。引起機(jī)車主斷路器斷開(kāi)的故障共有9種,分別是主電路接地保護(hù)、原邊過(guò)電流保護(hù)、次邊短路保護(hù)、牽引電機(jī)過(guò)電流保護(hù)、輔助電路過(guò)流保護(hù)、輔助電路接地保護(hù)、機(jī)車零電壓保護(hù)、緊急制動(dòng)保護(hù)、快速降弓裝置動(dòng)作保護(hù)。因此,這種無(wú)顯示跳主斷故障檢測(cè)裝置的基本功能必須包括能夠準(zhǔn)確判斷出是哪一種保護(hù)引起的主斷路器跳開(kāi)。

        2.檢測(cè)裝置的組成。該裝置由兩個(gè)主機(jī)、兩個(gè)故障顯示屏及相應(yīng)的連接電纜組成。主機(jī)是故障檢測(cè)裝置的核心,一方面提供裝置所需要的工作電源,另一方面完成機(jī)車各種狀態(tài)信號(hào)的采集處理;故障顯示屏由顯示處理單元、按鍵、揚(yáng)聲器等部分組成,根據(jù)主機(jī)的指令完成故障類別及機(jī)車狀態(tài)的顯示和報(bào)警提示。其組成如圖1所示。

        二、檢測(cè)裝置的工作原理

        主機(jī)是故障檢測(cè)裝置的核心,它由電源部分、開(kāi)關(guān)量輸入部分、模擬量輸入部分及主控部分組成,如圖2所示。

        1.電源部分。將機(jī)車上110 V電源變成系統(tǒng)所需的+5 V、±15 V電源。采用相互隔離的多路模塊式結(jié)構(gòu),包括逆變電路、隔離電路、濾波器、穩(wěn)壓器、過(guò)壓和欠壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路;為保護(hù)開(kāi)關(guān)電源免受浪涌尖峰高壓的沖擊,還專門設(shè)計(jì)了可靠的浪涌尖峰保護(hù)電路。

        2.開(kāi)關(guān)量輸入部分。完成110 V開(kāi)關(guān)量和頻率量的隔離采樣,經(jīng)過(guò)高速光電耦合器隔離,得到機(jī)車各部開(kāi)關(guān)量信號(hào),再由主機(jī)進(jìn)行處理。

        3.模擬量輸入部分。采用12位高速A/D轉(zhuǎn)換器,把模擬量轉(zhuǎn)換為可以進(jìn)行處理的數(shù)字量、模擬量高壓隔離電路,采用多路高精度隔離放大器,得到安全的模擬量信號(hào)輸入。

        4.主控部分。將經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入部分和模擬量輸入部分處理后的信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷,檢測(cè)出跳主斷故障類別等。

        三、檢測(cè)裝置的技術(shù)參數(shù)

        1.額定工作電壓為DC110 V,電壓范圍(88~121 V)。

        2.最大輸入電流為1 A。

        3.輸入DC110 V(變化范圍88~121 V)電壓,機(jī)車狀態(tài)開(kāi)關(guān)量18路。

        4.輸入DC電機(jī)電流模擬量(0~10 V)7路。

        5.輸入DC電機(jī)電壓模擬量(0~10 V)6路。

        6.輸入AC網(wǎng)壓信號(hào)模擬量(0~7.5 V)1路。

        7.輸入AC次邊短路信號(hào)模擬量(0~10 V)4路。

        8.輸入DC控制電路電壓模擬量(0~146 V)1路。

        9.信息采集周期不超過(guò)20 ms。

        10.存儲(chǔ)記錄單元容量32 kB,次數(shù)不少于200。

        四、檢測(cè)裝置的特點(diǎn)

        1.采用OLED進(jìn)行漢字顯示,并設(shè)置“返回”、“選擇”、“確認(rèn)”“退格”、“→”、“←”、“↑”、“↓”8個(gè)按鍵,用于進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。

        2.裝置采用工業(yè)化設(shè)計(jì),符合TB3201-2001標(biāo)準(zhǔn)的要求,在強(qiáng)振動(dòng)、潮濕、高溫或低溫、風(fēng)沙等惡劣環(huán)境下可以可靠工作。

        3.硬件采用光電隔離、增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)技術(shù),增強(qiáng)了裝置的可靠性。

        4.可將主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的電氣故障數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到IC卡內(nèi),再通過(guò)IC卡讀卡器將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到電腦硬盤內(nèi),利用電氣故障處理程序進(jìn)行處理和分析。

        5.設(shè)有“看門狗”,能進(jìn)行程序復(fù)位操作。

        五、結(jié)論

        檢測(cè)裝置采用并聯(lián)采樣信號(hào)方式,且經(jīng)過(guò)電路隔離,所以裝置故障不影響機(jī)車性能。若懷疑檢測(cè)裝置出現(xiàn)故障,只需斷開(kāi)總電源,拔下主機(jī)箱連接的開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入插頭,即可完全隔離此裝置。無(wú)顯示跳主斷故障檢測(cè)裝置在該段配屬SS40153、0157兩臺(tái)機(jī)車,兩個(gè)月試驗(yàn)表明,其達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,實(shí)現(xiàn)了機(jī)車狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)和跳主斷故障判斷,能夠承受機(jī)車運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和沖擊,抗干擾性能強(qiáng),可靠性高,效果令人滿意。

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