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摘要：和谐型电力机车过分相系统的功能验证，一直是机车试验的重点。在这里通过了解过分相系统的工作原理，回顾两种和谐型电力机车过分相系统暴露的问题，分析故障原因，并就如何优化完善试验方法进行思考。
关键词:机车试运；性能检验；质量分析
1 机车过分相系统介绍
为了保证电力机车安全通过分相区，长期以来断电运行均由乘务员操作完成，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器、烧接触网等现象，造成行车事故。针对这种情况，后期全路机车安装自动过分相装置，其主要功能是当电力机车通过分相区前，自动分断主断路器，通过分相区后，自动闭合主断路器、从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化。
1.1自动过分相系统工作原理
自动过分相系统的车载部分由感应接受器（简称车感器）、自动过分相信号处理器和信号指示三部分组成，系统结构如下图1：
过分相装置的地面部分包括四个地面磁感应器，预先根据要求在每个分相区前后分别埋设两个地面感应器。机车通过感应地面定位信号确定机车与分相点的相对位置，地面定位和机车感应信号分别采用斜对称埋设和备份接收，以保证自动过分相的安全和可靠。
机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车感器和车感信号处理装置共同完成。机车过分相的控制，由微机系统及机车控制回路完成。
机车运行至G1(G4)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，信号处理器向微机系统发出过分相预告信号，微机根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断‘主断’信号给控制电路，控制电路控制机车断主断（预告模式）；当G1(G4)信号失效时，机车运行至G2(G3)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，信号处理器向微机发出过分相强迫断信号，微机立即封锁电机电流输出，发出断‘主断’信号。在正常接收到G1(G4)信号时G2(G3)信号（强迫断模式）不起作用。机车通过无电区后，根据接收G3(G1)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号，则向微机送出合‘主断’ 信号，在正常接收G3(G1)信号时G4(G2)信号不起作用。至此机车完成自动过分相。
1.2半自动过分相原理
半自动过分相装置的硬件系统相对简单。前后操纵台面板上设置半自动过分相按钮，当机车运行分相点断电标前，司机按下半自动过分相按钮，微机系统得到指令后，分断主断路器，列车惰力运行，检测到网压低后，微机报网压低故障信息，机车通过无电区，进入有电区，微机检测到网压恢复17.5KV以上，发出合主断信号，完成过分相。
2 过分相装置质量问题分析
HXD3型机车对两套系统动作的控制定义为，当半自动过分相实施时，自动过分相被封锁，不参与动作；当不实施半自动过分相时，自动过分相投入运用。这种控制方式的优点是简单明了，缺点是一旦司机使用半自动过分后，但半自动分相发生了故障，此时自动过分相又被封锁，将会导致机车过分相失控。
HXD3B型机车初期调试试验时，多台机车试运发生过分相系统故障。首先是机车半自动过分相实施、机车断主断后运行至断电标处（自动过分相强迫断主断磁铁处），发生主断自动吸合故障、或机车过分相区后主断不自动闭合、或过分相动作正常，但机车显示自动过分相故障信息这三种情况，分析原因应是两种分相装置动作不同步，互相干扰。经多次修改软件，将接收到网压后的动作延时一倍、理顺自动分相T1～T4脉冲指令断合主断先后顺序和逻辑关系等，但问题依然存在，后对过分相阶段所有控制主断指令实时监控下载分析，发现地面信号的接收，本应接收顺序为T2、T1、T4、T3信号，但实际接收顺序是混乱的，且各机车不相同，因此造成主断动作混乱。要求该处增加标识并逐台普查纠正，该问题得以解决；后又发现当机车速度低于42km/h时半自动过分相后，主断不合。经查找，原因为备用制动退出后，各变流器水泵不工作，系统认为变流器故障了，不实施合主断控制。对机车软件更改后问题消除。
3 过分相性能的检验
机车线路试运是对过分相装置最直接的验证方法，试运时司机采用半自动过分相，如动作正常且不报故障则认为该端半自动分相良好。但试运时下行一般双机或三机联挂运行，非本务机车Ⅰ端的过分相性能无法得到验证，为此，试验时采用如下方法：网下升弓、合主断，在Ⅰ端换向手柄置前进位，按下操纵端过分相按钮，施加半自动过分相指令，机车断主断，此时人为断开网压断路器以模拟机车进入分相区，微机报网压低信息，间隔3－5S后合上网压断路器，微机检测到网压信号，自动合主断，完成半自动过分相控制。通过这种方法可以将试运时遗漏的部分试全，不留死角。
由于半自动过分相优先，自动过分相功能好坏是不能在试运时全部确认的。因此必须进行厂内自动分相装置动作试验，该试验分两种方式：控制盒试验按钮试验和永磁铁滑动试验。该试验在厂内机车低压或高压试验时进行，机车正常合主断状态下，如在Ⅰ端换向手柄置前进方向，在T1(强迫信号)车感器下部用磁铁滑动模拟机车有速度通过地面感应器，机车应跳主断，之后滑动T3(强迫合)，主断合；手柄置后退位或换Ⅱ端前进位，依次滑动T4、T2，主断完成断、合动作。由于HXD3B型机车分相信号处理器T1～T4插头是分体的，当T1和T2接反，或T3和T4接反，试验时主断依然能够完成分合动作（此时是预备信号参与动作），为防止该问题，滑动磁铁时还要观察控制盒显示灯是否与车感器一致。
对新车型初期试验，应结合其原理尽可能对各种工况进行验证，如HXD3B机车,如果仅在机车速度较高时试验，而忽略低速过分相的情况，其低速时半自动分相后主断不吸合问题则无法被暴露而带问题出厂，留下安全隐患。
3结束语
综上所述，电力机车过分相系统涉及运用安全，性能必须得到可靠保证。随着新车型的不断增加，我们也要积累经验，不断摸索完善的方法。
论文作者:尹梦迪,战雨奇,迟颖,贾昱
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
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