張鐵英 紀(jì)德壽 廖冠林 王 靜

(上海地鐵維護(hù)保障有限公司通號分公司， 200235， 上?！蔚谝蛔髡?， 高級技師)

車載牽引制動(dòng)故障控制板又稱為非安全型繼電器板，是ATO(列車自動(dòng)運(yùn)行)系統(tǒng)的重要組成部分。隨著上海軌道交通1號線車載大修改造項(xiàng)目完成，已換下的車載牽引制動(dòng)故障控制板急需檢測，以充分利用既有資源，達(dá)到節(jié)約的目的。另一方面，當(dāng)列車發(fā)生故障不能及時(shí)定位時(shí)，需要1套測試裝置對換下的車載牽引制動(dòng)故障控制板進(jìn)行檢測，確認(rèn)該板卡是否存在異常狀況，以確保車載系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。為此，亟需開展車載牽引制動(dòng)故障控制板測試裝置的研發(fā)，為上海城市軌道交通信號車載提供全新的測試設(shè)備。此項(xiàng)工作研發(fā)難度大、技術(shù)指標(biāo)高、沒有參照標(biāo)準(zhǔn)，上海地鐵維護(hù)保障有限公司通號分公司通過1年時(shí)間的努力，成功研發(fā)出車載牽引制動(dòng)故障控制板測試裝置。

1 車載牽引制動(dòng)故障控制板簡介

車載牽引制動(dòng)故障控制板主要由3個(gè)非安全型繼電器組成，分別為牽引繼電器、制動(dòng)繼電器和故障繼電器，如圖1所示。

圖1 車載牽引制動(dòng)故障控制板組成示意圖

牽引繼電器和制動(dòng)繼電器的勵(lì)磁組合決定列車在ATO系統(tǒng)控制列車情況下的牽引、制動(dòng)、惰行的極位選擇，具體的繼電器組合如表1所示。

表1 牽引繼電器和制動(dòng)繼電器在列車不同狀態(tài)下的極位組合關(guān)系表

故障繼電器作為信號ATO系統(tǒng)與車輛狀態(tài)的接口，當(dāng)ATC(列車自動(dòng)控制)子系統(tǒng)存在錯(cuò)誤時(shí)，故障繼電器將提供1個(gè)車輛故障表示系統(tǒng)的接口，警告列車司機(jī)ATC系統(tǒng)出現(xiàn)故障。導(dǎo)致故障繼電器失磁的ATC系統(tǒng)故障主要包括以下幾種情況：① 速度傳感器信號不正確；② 列車牽引時(shí)在5 s內(nèi)沒有檢測到速度；③ ATO系統(tǒng)與司機(jī)手動(dòng)駕駛安全輸入沖突；④ 6節(jié)編組列車與8節(jié)編組列車安全輸入沖突；⑤ 開門與關(guān)門安全輸入沖突；⑥ 失去ATC系統(tǒng)電源。

2 測試裝置的電路設(shè)計(jì)

車載牽引制動(dòng)故障控制板的測試裝置是為了檢測牽引繼電器、制動(dòng)繼電器和故障繼電器的電氣特性而設(shè)計(jì)的，該裝置由主回路和控制回路電路組成。如圖2所示，主回路為虛線部分，其余部分為控制回路。主回路的作用是判斷牽引繼電器、制動(dòng)繼電器和故障繼電器線圈的勵(lì)磁情況。控制回路主要是通過各元器件實(shí)現(xiàn)主回路的通斷、檢測、顯示等功能，并可檢測牽引繼電器、制動(dòng)繼電器、故障繼電器的接點(diǎn)電阻，從而判斷接點(diǎn)閉合是否良好。

注：DR——牽引繼電器；F——故障繼電器；BR——制動(dòng)繼電器。

2.1 主回路電路

主回路工作原理如下：AC 220 V電源通過插頭輸出到A1、N1兩端，A1、N1兩端分別與K1總開關(guān)連接，K1的下端子A2與保險(xiǎn)絲1RD相連，保險(xiǎn)絲下端子與電源指示燈A3端相連。當(dāng)總開關(guān)K1合上時(shí)，指示燈A3點(diǎn)亮，開關(guān)電源KU1輸入AC 220 V電源，輸出DC 30 V電源。此時(shí)通過內(nèi)部調(diào)壓器得到0～30 V可調(diào)電壓，其兩端分別接于7J繼電器常閉觸點(diǎn)。7J常開觸點(diǎn)接于檔位開關(guān)K2兩端，檔位開關(guān)分別連接牽引繼電器線圈、制動(dòng)繼電器線圈、故障繼電器線圈，同時(shí)并聯(lián)直流電壓表。

當(dāng)選擇測試牽引繼電器時(shí)，檔位開關(guān)K2接通1、24兩端，故障繼電器和制動(dòng)繼電器斷開。同理，當(dāng)故障繼電器接通時(shí)，牽引繼電器和制動(dòng)繼電器斷開；當(dāng)制動(dòng)繼電器接通時(shí)，牽引繼電器和故障繼電器斷開。

2.2 控制回路電路

控制回路工作原理如下：A3、N兩端輸入220 V交流電壓，A3端與1QA按鈕上端子連接，1QA按鈕下端子與1J繼電器線圈上端子連接，1J繼電器線圈下端子與N端連接。并聯(lián)2QA按鈕與2J繼電器線圈相連。同理，并聯(lián)3QA按鈕與3J繼電器線圈相連，并聯(lián)4QA按鈕與4J繼電器線圈相連，并聯(lián)5QA按鈕與5J繼電器線圈相連，并聯(lián)6QA按鈕與6J繼電器線圈相連，并聯(lián)7QA按鈕與7J繼電器線圈相連。

當(dāng)1QA按鈕閉合時(shí)，1J繼電器線圈得電，2組1J常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)2QA按鈕閉合時(shí)，2J繼電器線圈得電，2組2J常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)3QA按鈕閉合時(shí)，3J繼電器線圈得電，2組3J常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)4QA按鈕閉合時(shí)，4J繼電器線圈得電，2組4J常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)5QA按鈕閉合時(shí)，5J繼電器線圈得電，2組5J常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)6QA按鈕閉合時(shí)，6J繼電器線圈得電，2組6J常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)7QA按鈕閉合時(shí)，7J繼電器線圈得電，4組7J常開觸點(diǎn)閉合，2組7J常閉觸點(diǎn)斷開。

在進(jìn)行牽引繼電器、制動(dòng)繼電器和故障繼電器接點(diǎn)電阻測試時(shí)，電路圖狀態(tài)如圖2所示，5 V開關(guān)電源正極與DJ繼電器線圈上端子連接，DJ繼電器線圈下端子與8TA按鈕上端子連接，8TA按鈕下端子與8QA按鈕上端子連接，8QA按鈕下端子與5 V開關(guān)電源負(fù)極連接。DJ繼電器常開觸點(diǎn)與8QA按鈕并聯(lián)。

A3、N兩端為AC 220 V開關(guān)電源輸入電源，輸出DC 5 V電源，為風(fēng)扇供電。當(dāng)A3端與DJ繼電器常開觸點(diǎn)連接時(shí)，A3、N兩端為AC 220 V開關(guān)電源輸入電源，輸出DC 24 V電源，為電阻表供電。

當(dāng)8QA按鈕閉合時(shí)，DJ繼電器線圈得到5 V電壓，DJ繼電器吸起動(dòng)作，DJ常開觸點(diǎn)閉合，形成自保電路，2組DJ常閉觸點(diǎn)斷開。此時(shí)，A3端的DJ常開觸點(diǎn)閉合，電阻表得到工作電源。

當(dāng)1QA按鈕閉合時(shí)，1J繼電器線圈得電，1J繼電器動(dòng)作，1J常開觸點(diǎn)閉合，電阻表被測端S-、F-分別與1J常開觸點(diǎn)連接，再與被測牽引繼電器觸點(diǎn)的C1端相連，牽引繼電器另一端引出2根線分別接于F+、S+兩端，此時(shí)電阻表上顯示被測牽引繼電器第1個(gè)觸點(diǎn)的電阻值。同理，當(dāng)2QA按鈕閉合時(shí)，電阻表上顯示牽引繼電器第2個(gè)觸點(diǎn)的電阻值;當(dāng)3QA按鈕閉合時(shí)，電阻表上顯示制動(dòng)繼電器觸點(diǎn)的電阻值;當(dāng)4QA按鈕閉合時(shí)，電阻表上顯示故障繼電器第1個(gè)觸點(diǎn)的電阻值;當(dāng)5QA按鈕閉合時(shí)，電阻表上顯示故障繼電器第2個(gè)觸點(diǎn)的電阻值;當(dāng)6QA按鈕閉合時(shí)，電阻表上顯示故障繼電器第3個(gè)觸點(diǎn)的電阻值。

牽引繼電器、制動(dòng)繼電器、故障繼電器線圈電阻測試時(shí)電路圖狀態(tài)為：7QA按鈕閉合，7J繼電器線圈得電，7J繼電器動(dòng)作，4組7J常開觸點(diǎn)閉合，再將電阻表F+、S+短接，S-、F-短接分別接于被測端5、7兩端。如圖2所示，當(dāng)檢測牽引繼電器線圈電阻時(shí)，把檔位開關(guān)旋轉(zhuǎn)至BR兩端，此時(shí)電阻表上顯示牽引電器線圈的電阻值。同理，檢測故障繼電器線圈電阻時(shí)，將檔位開關(guān)旋轉(zhuǎn)至F兩端，此時(shí)電阻表上顯示故障繼電器線圈的電阻值;檢測制動(dòng)繼電器線圈電阻時(shí)，將檔位開關(guān)旋轉(zhuǎn)至BR兩端，此時(shí)電阻表上顯示制動(dòng)繼電器線圈的電阻值。

3 測試裝置的應(yīng)用

測試裝置實(shí)物如圖3所示。該裝置體積雖小，但可以進(jìn)行牽引繼電器、制動(dòng)繼電器、故障繼電器電氣特性的檢測，也可用于1號線車載牽引制動(dòng)故障控制板的故障搶修。測試時(shí)，操作者基于測試特性選擇測試對象，按下面板按鈕，觸發(fā)測試盒進(jìn)行測試。檢測項(xiàng)目包括牽引繼電器、制動(dòng)繼電器、故障繼電器的工作值和釋放值，以及接點(diǎn)電阻值、線圈電阻值等。采用該裝置進(jìn)行測試時(shí)，無需焊下繼電器便可直接檢測，平均檢測時(shí)間明顯減少，還可減少反復(fù)焊接后新故障的發(fā)生。應(yīng)用該裝置后，車載牽引制動(dòng)故障控制板的人工維護(hù)人數(shù)從原來的3人縮減至1人。該裝置操作便捷、可靠性高，突破性地解決了該類車載控制板的檢測難題，對于車載牽引制動(dòng)故障控制板的在線監(jiān)測技術(shù)具有一定的借鑒意義。

圖3 車載牽引制動(dòng)故障控制板測試裝置實(shí)物圖

上海軌道交通1號線車載大修改造項(xiàng)目已換下了102塊車載牽引制動(dòng)故障控制板，急需對這些板卡進(jìn)行篩查，以減少不必要的浪費(fèi)?，F(xiàn)場人員通過現(xiàn)有的繼電器數(shù)據(jù)，結(jié)合繼電器維修班組成員的經(jīng)驗(yàn)，制定了適用于上海軌道交通1號線非安全型繼電器的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示，用以判斷非安全型繼電器是否破損，從而更快速地對板卡進(jìn)行篩查。

表2 適用于上海軌道交通1號線的非安全繼電器內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)

1) 經(jīng)初步篩選,102塊非安全型繼電器控制板中，繼電器罩殼破損3塊，板卡破損1塊，待測98塊。

2) 采用車載牽引制動(dòng)故障控制板測試裝置對98塊非安全型繼電器控制板進(jìn)行測試，其工作值為17.1～18.2 V，釋放值為4.1～4.9 V，線圈電阻值為1 623～1 679 Ω?；诒?的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，可得出這98塊繼電器吸合狀態(tài)良好的結(jié)論。在對接點(diǎn)電阻的測試中發(fā)現(xiàn)，98塊非安全型繼電器控制板中接點(diǎn)電阻值大于0.1 Ω的有20塊，合格的有78塊。將檢測合格的78塊板卡插入機(jī)籠后，列車線勵(lì)磁;而把檢測不合格的20塊板卡插入機(jī)籠后，列車線失磁。因此，接點(diǎn)不合格是造成板卡無法使用的主要原因。

4 結(jié)語

本文研發(fā)的車載牽引制動(dòng)故障控制板測試裝置推廣到線路班組后，應(yīng)用效果顯著，解決了現(xiàn)場檢測車載牽引制動(dòng)故障控制板這一技術(shù)盲區(qū)，為一線的運(yùn)營維護(hù)提供了全新的測試手段。該測試裝置具有較強(qiáng)的實(shí)用性與可靠性，便于對車載牽引制動(dòng)故障控制板進(jìn)行分析與數(shù)據(jù)采樣，為車載牽引制動(dòng)故障控制板的計(jì)劃修提供了可能。采用車載牽引制動(dòng)故障控制板測試裝置，按每年檢測1次的要求，預(yù)計(jì)可保證約85%的車載牽引制動(dòng)故障控制板能夠放心繼續(xù)使用，從而避免了重復(fù)采購的成本浪費(fèi)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。