SS4G型电力机车假空转故障的探讨

(呼和浩特铁路局包头西机务段 技术科，内蒙古 包头 014010)
摘 要：探讨了SS4G型电力机车假空转的原因，对消除假 空转提出了具体的应对措施和改进建议，并取得了一定效果。
关键词：电力机车；假空转；转速传感器；信号电缆
中图分类号：U264.91  文献标识码：B  文章编号： 1007—6921(2009)17—0111—01
机车空转是由于轮轨间的粘着力小于牵引力产生的，表现为轮对打滑、转速上升。而假空转 是指轮轨间并未发生空转，只是操纵台上的“空转”指示灯闪亮的现象，是我段SS4G型电力 机车的一种惯性故障。
1 概述

SS4G型电力机车的防空转/滑行保护系统由空转保护插件、光电式转速传感器、信号电缆和 接线盒组成。
其作用原理是由装在轴端的光电式转速传感器每转产生200个方波脉冲，经信号电缆送入电 子柜，空转保护插件则将脉冲信号转换成电压信号后进行模数转换供CPU读取。CPU计算出同 转向架的速度差Δν、每架的最大加速度dν/dt和加速度导数dν²/dt²并将其作为控制 值，以全节车的速度差信号为基础，按各自整定值根据空转程度不同分别输出“空转”显示 、撒砂、严重滑行保护等，有效抑制宏观空转、滑行，提高机车的粘着利用率。

由于电子柜是以速度信号为依据判断空转的，如果速度信号本身出现问题，电子柜就会依据 错误的速度信号而误判为机车空转(即假空转)，进而执行降低牵引电流、撒砂功能，并会 造成牵引电流波动，影响列车的平稳运行。
2 原因分析
2.1 转速传感器丢失脉冲

因空转故障更换下的转速传感器，在试验台上测试80%以上表现为有丢失脉冲的现象。从解 体情况看，光栅片脏污是造成传感器丢失脉冲的主要原因；从转速传感器的结构与安装部位 分析，轴箱污油窜入是造成光栅片脏污的主要原因。

用酒精清洗光栅片可以消除传感器丢失脉冲的现象，但是机车运用一段时间后会再次出现空 转。

轴箱污油窜入传感器内部，其轴端密封不良是一方面原因，可以通过更新密封轴承来处理。 其次是高速旋转的轮轴会使轴箱内部产生一定的正压力(机车速度60km/h时，轮径按1 250mm 计算，轮轴转速达255r/min)，将加剧油气的生成，导致污油更易向传感器内部窜入；在环 境温度较高时更为明显。
2.2 信号电缆内部导线折损

电缆线折损后，内部导线的有效截面积变小(现机车上的信号电缆公称截面积为3×0.5mm² )，影响速度信号的正常传输。从接线盒与信号电缆在机车上的安装位置分析，电缆线长期 受拉拽、摆动的反复作用是造成其内部导线折损的主要原因。

传感器接线盒固定在转向架侧梁上，而绑扎电缆线的卡子焊接在车体上。电缆线绑扎后，如 果预留长度过小，当机车运行在弯道时，车体与转向架呈较大程度的相对位移，使电缆受到 纵向拉拽与横向剪切的作用；如果预留长度过大，受机车振动的影响将造成电缆的大幅度摆 动。这些力的长期、反复作用最终将造成信号电缆老化、内部导线拉伸折损。

通过解体损坏的电缆线，发现导线的折损部位集中在距插头顶端90～110mm处这一短距离范 围内(如图所示)。

从图1中可以看出，电缆线的拉拽、摆动是以距插头尾端10～30mm处为支点的。由于折损部 位处于电缆的防护胶套内，外观检查不易发现，造成空转故障不能及时排除，从而产生大量 的重复报活。
3 改进措施

根据以上分析，我们采取了以下应对措施和改进建议：①机车小修轮轴探伤后，轴箱内严格按规定数量补油，并彻底清除溢出挡板外侧的油脂及探 伤后遗留的稀油，减少污油产生的几率；②在安装转速传感器的轴箱正下方打一个φ3mm的 通气孔与大气相通，消除因轮轴旋转产生的正压力，延缓轴箱内油气的生成，降低污油向传 感器内部窜入的可能性；③将绑扎电缆线的卡子由车体处转移至转向架侧梁上，使电缆线跟 随转向架位移，避免受拉拽与剪切的作用。并将卡子用φ6mm的圆钢弯制成“”型，以保 证电缆线的平缓过度(卡子长度130mm、开口宽度150mm、焊接在转向架侧梁上)，减少因机 车振动而产生的大幅度摆动；电缆线在布线时，应顺着卡子的走向平缓过渡并绑扎牢固，防 止出现电缆线弯折及磨损现象；④对更换转速传感器和空转保护插件不能消除故障的情况， 通过逐个在电子柜并接信号通道的方法，确认信号电缆折损的准确轴位并及时进行更换处理 。
4 结束语

现在，我们对SS4G机车速度信号电缆的绑扎卡子进行了改造试 验，经过运用观察，在转速传感器与信号电缆均未更换的情况下，故障得到了明显抑制，取 得了比较满意的效果。通过对上述应对措施的落实，机车多次重复报活的现象得到了有效遏 制，不但减轻了现场的检修工作量，而且确保了机车的平稳运行。

以上的应对措施与改进方案只是一种补强措施。由于SS4G型电力机车目前使用的是有源光电 式转速传感器，其输出方波波形占空比及输出高、低电平的大小都直接影响速度信号的准确 度，尤其是其耐振性不良时更易造成脉冲的误输出。因此，从提高机车防空转/滑行保护系 统的工作可靠性出发，应逐步改进转速传感器的整体质量和信号电缆的制造工艺。
［参考文献］
［1］ 隆颖军，唐永忠，吴涛.SS8机车空转问题的探讨［J］.机车电传动，2003,(3) .
［2］ 彭显银，田永峰，赵玉波.SS4改型机车速度信号传输电缆损坏分析及应对措施 ［J］.电力机车与城轨车辆，2006,(4).

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