王榮新

(中國鐵路昆明局集團有限公司玉溪供電段，昆明 650100)

0 引 言

JJC型鐵路接觸網(wǎng)檢修列(簡稱JJC)是推進接觸網(wǎng)修程修制改革和接觸網(wǎng)檢修裝備現(xiàn)代化背景下研發(fā)的新型鐵路接觸網(wǎng)作業(yè)車，主要用于鐵路高空接觸網(wǎng)設備大規(guī)模、集中生產(chǎn)，能為生產(chǎn)現(xiàn)場提供運輸、工作平臺、料具存儲、配件加工、食宿、現(xiàn)場辦公等生產(chǎn)、生活條件。JJC的主要結構和配置，全路已實現(xiàn)了統(tǒng)型，由12輛不同用途的單車按固定順序編組成車列，依次為1號牽引車、2號材料車、3號材料加工及安全用具車、4號工具車、5號炊事車、6號餐車、7號會議車、8號至10號宿營車、11號辦公車、12號牽引車，頭、尾的1號車、12號車自帶動力實現(xiàn)雙向牽引，中間的2號至11號車不帶動力。每輛不帶動力車輛頂部都有獨立的能進行升降動作的作業(yè)平臺，全部作業(yè)平臺起升后在車輛頂部組合成一個長175 m、寬1.75 m的整體貫通式作業(yè)平臺，為鐵路供電專業(yè)人員開展處于高空的鐵路接觸網(wǎng)設備檢修工作提供工作平臺。工作平臺的液壓系統(tǒng)油泵電機，配件加工工裝、機具，生活電器，辦公設備和設施，為交流三相380 V或單相220 V設備，這些交流設備由交流系統(tǒng)供電[1]。

1 交流系統(tǒng)概況

JJC交流系統(tǒng)為符合民用標準的三相四線制380 V/220 V交流系統(tǒng)，由電源、配電柜、用電設備3部分及各部分間電纜組成。按JJC應用場合、生產(chǎn)現(xiàn)場、停留地點實際，設計有P220-3機組、P110-3機組、接觸網(wǎng)供電、外接供電四路電源。P220-3機組、P110-3機組均為柴油機組，安裝在1號車內，分別提供200 kVA、100 kVA電源；接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)安裝在12號車內，由12號車車頂受電弓從接觸網(wǎng)接收25 kV的單相電壓，經(jīng)降壓、整流、逆變、濾波、△/Y0轉換成三相四線制，提供200 kVA電源；1號車車體左側、右側各有1個200 A插座(同一時間只能使用其中1個)，隨車配置有與插座配套的專用電纜，使用此電纜分別連接車體上任一插座和地面電源，就能實現(xiàn)向地面電源取電。

按JJC實際使用情況，有5種電源供電方式。第1種用于作業(yè)結束在專用線停留，地面無取電條件，使用生活、辦公設施，用電設備功率P≤72 kW，使用P110-3機組；第2種用于專用線庫內作業(yè)前整備，僅使用作業(yè)平臺，72 kW145 kW，使用P220-3機組P110-3機組并聯(lián)供電；第4種用于作業(yè)結束電氣化鐵路上停留，使用生活、辦公設施，P≤145 kW，使用接觸網(wǎng)供電；第5種用于作業(yè)結束在專用線停留，地面有取電條件，使用生活、辦公設施，P≤72 kW，使用外接電源。

2 交流配電柜原理

JJC交流配電柜為P110/P220型配電柜，安裝在1號車內，作用是對四路電源按需要進行選擇，并實現(xiàn)1號車的三路電源與12號車的接觸網(wǎng)電源互鎖，以及1號車的地面電源取電檢測等保護功能。交流配電柜電路主要包括三路電源主供電電路(接觸網(wǎng)供電在12車上)和控制電路兩部分，如圖1所示，通過位置開關選擇P110-3機組、P220-3機組、P220-3機組與P110-3機組并聯(lián)供電、接觸網(wǎng)、外接5種供電方式之一進行供電[2]，工作過程簡述如下。

圖1 JJC鐵路接觸網(wǎng)檢修列 P110/P220交流配電柜原理圖

2.1 P110-3、P220-3單機組供電

以P110-3機組為例，啟動P110-3機組，斷路器QF2閉合，U21、V21、W21合閘輸出；選擇位置開關在“P110-3機組”位置，位置開關(7、8)觸點接通。

1)接觸網(wǎng)電源未使用，U31無電，位置開關(3、4)觸點斷開，接觸網(wǎng)電源控制電路U31、V31經(jīng)KM1常閉觸點、KM2常閉觸點、KM3常閉觸點、KM4線圈不能構成回路，KM4輔助常開觸點斷開；U31、KM4輔助常開觸點、KM5線圈、N不能構成回路，KM5(10、2)常閉觸點接通。

2)U11無電，U11、KM6、N不能構成回路，KM6(9、5)觸點斷開。

3)U11、KM6(9、5)觸點、KM7(5、9)觸點、KM1(21X、22X)觸點、KM2(21X、22X)觸點、KM8線圈、N不能構成回路，KM8(1、9)常閉觸點、KM8(3、11)常閉觸點均接通。

P110-3機組控制電路U21、V21通過KM5的(10、2)常閉觸點、KM8的(1、9)常閉觸點、位置開關(7、8)觸點、KM2線圈、KM8的(3、11)常閉觸點構成回路，KM2主觸點閉合，U21、V21、W21接通主電路U41、V41、W41進行供電。P220-3機組供電與此類似。

2.2 P110-3、P220-3雙機組并聯(lián)供電

閉合斷路器QF1、QF2，選擇位置開關在“并聯(lián)供電”位置，位置開關(5、6)、(7、8)、(9、10)、(11、12)四組觸點接通，先啟動P220-3機組合閘輸出，再啟動P110-3機組，兩機組自動同步，同步成功后P110-3機組合閘輸出，具體工作過程分4個階段：

1)啟動P220-3機組后，U11、V11、W11合閘輸出；如2.1節(jié)所述，P220-3機組控制電路U11、V11通過KM5的(11、3)常閉觸點、KM8的(2、10)常閉觸點、位置開關(5、6)觸點、KM1線圈、KM8的(12、4)常閉觸點構成回路，接通KM1線圈，U11、V11、W11接通主電路U41、V41、W41進行供電。

2)KM1線圈通電后KM1的(21X、22X)常閉觸點斷開，聯(lián)鎖控制電路U11與 KM8線圈斷開，KM8的(1、9)常閉觸點、(3、11)常閉觸點接通。

3)P110-3機組啟動后，檢測、調整機組電壓、頻率、相位與P220-3機組一致后，U21、V21、W21合閘輸出，如2.1節(jié)所述，P110-3機組控制電路U21、V21通過KM5的(10、2)常閉觸點、KM8的(1、9)常閉觸點、位置開關(7、8)觸點、KM2線圈、KM8的(3、11)常閉觸點構成回路，接通KM2線圈，U21、V21、W21接通主電路U41、V41、W41進行供電。

4)P220-3機組、P110-3機組同步后，位置開關(9、10)觸點、(11、12)觸點接通，兩機組控制電路的KM1線圈、KM2線圈實現(xiàn)并聯(lián)，兩機組穩(wěn)定地進行同步供電。

2.3 接觸網(wǎng)供電

位置開關在“接觸網(wǎng)供電”位置(3、4)觸點接通，只有P220-3機組、P110-3機組、外接三路均不供電的情況下，交流接觸器KM1、KM2、KM3線圈不通電，接觸網(wǎng)供電控制電路U31、V31通過KM1、KM2、KM3的常閉觸點接通KM4線圈，接觸網(wǎng)U31、V31、W31接通主電路U41、V41、W41進行供電。

2.4 外接供電

選擇位置開關在“外接供電”位置(1、2)觸點接通：在接觸網(wǎng)不供電U31不接通KM5繼電器，以及經(jīng)檢測外接電源U51、V51、W51相序符合2個條件滿足的情況下，外接供電控制電路U31、V31通過KM5常閉觸點、相序保護器JTD1的(8、5)觸點接通KM3線圈，U51、V51、W51接通主電路U41、V41、W41進行供電。

2.5 互鎖保護

一方面通過工作位置開關任一時刻只能選擇1種供電方式，實現(xiàn)5種供電方式間的互鎖；另一方面如2.3節(jié)所述，P220-3機組、P110-3機組、外接三路供電(三路供電均在1車)與接觸網(wǎng)供電(接觸網(wǎng)供電在12車)互鎖，這樣即使錯誤操作同時接通1車、12車供電，也能實現(xiàn)只能有1車或12車1個車供電。

2.6 相序保護

外接供電時相序保護器JTD1對外接電源U51、V51、W51相序進行檢測，如相序與主電路不一致，相序保護器JTD1的觸點(8、5)不接通，如2.4節(jié)所述，外接U51、V51、W51電源不能接通主電路U41、V41、W41進行供電。

3 故障情況

JJC庫內整備檢查作業(yè)平臺，P110-3、P220-3雙機組正常運轉，操作作業(yè)平臺不能動作?，F(xiàn)場目視檢查發(fā)現(xiàn)：1)配電柜內接觸器KM1、KM2接入主電路的主觸點均未閉合；2)P110-3機組不能合閘；3)P220-3機組能合閘。

隨后排查發(fā)現(xiàn)配電柜下方端子排左側最外方的控制繼電器KM6觸點燒蝕、常開觸點(9、5)粘連。結合電路工作過程，故障原因為：

1)KM6觸點燒蝕，造成常開觸點(9、5)粘連,形成通路。

2)P220-3機組起機后合閘，U11、V11、W11帶電。

3)P110-3機組起機后合閘，U21、KM7、N回路接通，KM7的(5、9)觸點接通。

4)聯(lián)鎖控制電路U11、N通過KM6的(9、5)觸點、KM7的(5、9)觸點、KM1的輔助常閉觸點(21X、22X)、KM2的輔助常閉觸點(21X、22X)、控制繼電器KM8線圈形成通路，KM8線圈通電，KM8的(2、10)常閉觸點、(12、4)常閉觸點斷開。

5)如2.1節(jié)所述，P220-3機組控制電路U11、V11通過KM5的(11、3)常閉觸點、KM8的(2、10)常閉觸點、位置開關的(5、6)觸點、KM1線圈、KM8的(12、4)常閉觸點不能構成回路，KM1主觸點不能接通，U11、V11、W11不能供電。

6)因選擇位置開關在“并聯(lián)供電”位置，P110-3機組檢測不到P220-3機組電壓、頻率、相位，由“合閘”退出到“分閘”狀態(tài)，U21、V21、W21不能輸出。

7)如2.1節(jié)所述，P110-3機組控制電路U21、V21通過 KM5的(10、2)常閉觸點、KM8的(1、9)常閉觸點、位置開關的(7、8)觸點、KM2線圈、KM8的(3、11)常閉觸點不能構成回路，KM2主觸點不能接通。

在故障排查中還發(fā)現(xiàn)廠家出廠時KM8繼電器座上3號端子上同時連接了V21、X23。按故障原因，重新更換KM6繼電器，并將V21、X23分別連接到KM8繼電器座的11號端子、3號端子上，故障排除。

4 處理方法

JJC開展接觸網(wǎng)檢修作業(yè)過程中，交流配電柜控制電路的繼電器故障時有發(fā)生，造成現(xiàn)場接觸網(wǎng)檢修作業(yè)不能繼續(xù)開展，甚至會因起升的作業(yè)平臺不能及時復位造成作業(yè)時間延時，影響鐵路運輸?，F(xiàn)場作業(yè)中發(fā)生交流系統(tǒng)供電故障作業(yè)平臺不能使用，先要斷開車列上的全部交流負載，觀察配電柜門上電壓、電流、頻率儀表數(shù)據(jù)和P110-3、P220-3這2個機組控制器顯示屏信息，如機組正常運轉顯示“運行中”、儀表顯示數(shù)據(jù)為0，故障范圍可確定在交流配電柜。處理方法是將P110-3、P220-3雙機組“并聯(lián)供電”方式調整為“P220-3機組”供電方式，以維持現(xiàn)場作業(yè)。參照以下3個步驟和方法進行處理：

4.1 調整供電方式操作

JJC接觸網(wǎng)檢修作業(yè)，一般按P110-3、P220-3雙機組“并聯(lián)供電”方式對作業(yè)平臺進行供電。經(jīng)實際測試，JJC使用作業(yè)平臺時所需功率約100 kW左右，P110-3、P220-3雙機組供電、P220-3單機組供電任一方式均可滿足現(xiàn)場作業(yè)需要。調整“并聯(lián)供電”方式為“P220-3機組”供電方式的操作順序是先進行兩機組停機，再依次起動P220-3機組、合/分閘、設置位置開關在“P220-3機組”位置、接通負載。

4.2 互換控制繼電器

進行上步處置后，如故障仍然不能排除，繼續(xù)進行本步驟。配電柜的控制電路有KM5、KM6、KM7、KM8這4個相同的繼電器，按圖1，與“P220-3機組”供電方式有關的繼電器有KM5、KM8?？梢詫M5、KM8拆下，將KM6、KM7任一個與KM5、KM8進行互換，互換后再按4.1節(jié)所述進行操作。

4.3 加裝控制線

進行上步處置后，如故障仍然不能排除，繼續(xù)進行本步驟。P220-3機組主電路接觸器KM1型號ABB AF400-30，線圈電壓為250～600 V。按照線圈電壓參數(shù)，如果為KM1的A1、A2端子提供AC 220 V，就能代替P220-3機組的控制電路：U11→KM5常閉觸點→KM8常閉觸點→位置開關觸點→KM1線圈→KM8的常閉觸點→V11，使KM1主觸點閉合供電。先拆除KM1的A1端子X11號線、A2端子X20號線，再使用2根2.5 mm2或4 mm2單芯鋁芯或銅芯硬導線，分別連接A1、A2端子至相線銅排和N線銅排，比如一根連接A相線銅排(或B、C任一相線)和A1，另一根連接N相銅排和A2，連接后再按4.1節(jié)所述進行操作。比如，一次作業(yè)中KM5繼電器故障，因A2端子X20與V11相線連接，拆卸A1端子的X11號線，在A1端子與N線銅排間加裝控制線藍色線如圖2所示，A1、A2端子間為相電壓AC 220 V，KM1線圈通電后，KM1主觸點接通了U11、V11、W11與U41、V41、W41主電路進行供電，實現(xiàn)了作用平臺的臨時使用。

圖2 KM1線圈加裝控制線

5 改進方案

從JJC使用情況看，交流系統(tǒng)中電源系統(tǒng)質量比較穩(wěn)定，繼電器故障時有發(fā)生，特別是KM6、KM7相對KM5、KM8工作時間長，故障率相對更高，實際檢查發(fā)現(xiàn)，故障的繼電器多數(shù)為觸點粘連。因此，采取適當加大觸點容量和帶測試按鈕結構的繼電器2項措施，既能加大觸點過流能力，又能在觸點粘連、繼電器線圈電路故障時使用測試按鈕手動操作觸點，及時處置故障。

1)原廠繼電器。車輛出廠時使用的4個繼電器均為OMRON My4n-J 型，為AC 220 V繼電器，其結構特點及主要參數(shù)為：四開四閉觸點、觸點容量(3 A、AC 250 V)/(5 A、AC 240 V)、配套繼電器座為優(yōu)化型端子排列、繼電器帶指示燈、繼電器無測試按鈕[3]。

2)替換繼電器。選擇與原繼電器座相匹配的Schneider RXM4AB2P7型繼電器，代替原OMRON My4n-J 型繼電器。Schneider RXM4AB2P7型繼電器為AC 220 V繼電器，其結構特點及主要參數(shù)為：四開四閉觸點、觸點容量(6 A、AC 250 V)、配套繼電器座為優(yōu)化型端子排列、繼電器帶指示燈、繼電器帶測試按鈕[4]。2種繼電器如圖3所示。

圖3 Schneider RXM4AB2P7型(左)、OMRON My4n-J(右)繼電器

3)替換后繼電器使用。拆下原OMRON My4n-J型繼電器，將Schneider RXM4AB2P7型繼電器按原繼電器方向插入原繼電器座即可。更換為Schneider RXM4AB2P7繼電器后，發(fā)生故障時把Schneider RXM4AB2P7繼電器上的測試按鈕拔片向上拔起，就能手動操作觸點，將觸點狀態(tài)調整到未故障時的正常工作狀態(tài)，方便、快速地解決繼電器故障問題。

6 結 語

全路各鐵路局集團公司的供電設備維護單位均配置了JJC，全路保有量已達到75列。提出的處置方法和改進方案，實際實施取得了一定的效果，可參照執(zhí)行。但在實施時，要執(zhí)行好以下防觸電安全措施：

1)車輛作業(yè)中短距離運行，在機組處于運行狀態(tài)，檢查交流配電柜時不得拆除檔板，只能通過擋板觀察各繼電器紅色指示燈是否點亮，判斷各繼電器狀態(tài)；

2)需要拆除檔板檢查、處理配電柜內各部件故障時，必須將機組停機，斷開配電柜內的3個斷路器；

3)故障處理結束后，需要恢復隔板，將配電柜柜門鎖閉，防止無關人員打開柜門。