车自动过分相系统原理

1、电力机车自动过分相系统原理培训书 广铁集团公司科研所电力机车自动过分相系统原理培训广铁集团公司科研所2005年2月目录前言 4第一章 GFX-2型自动过分相系统 5第一节 GFX-2型自动过分相系统组成介绍 51.1 系统组成 51.2 统设备图片 5第二节 工作原理 72.1感应接收器 82.2 地面感应器 92.3 控制系统 92.3.1 自动过分相控制装置外型尺寸112.3.2 控制装置插座对外连接122.3.3 自动过分相系统电路原理图132.4 灯显指示 15第三节 主要性能指标163.1 使用环境 163.2 额定参数 163.3 技术要求 163.4 工作性能 163.4.1 延

2、时断主断路器（接收地感器1信号） 163.4.2 立即断主断路器（接收地感器2信号）173.4.3 恢复机车状态（感应接收器3或4信号） 17第四节 控制装置与电力机车各部件的调试184.1 系统的构成184.2 调试通电前检查184.3 感应接收器的调试184.4 控制装置的调试184.4.1 控制装置上电自检184.4.2 通过控制装置试验按钮进行试验194.4.3 通过划动磁铁进行高压试验19第五节 维修维护215.1 日常维护 215.2 辅修系统检修维护 215.3 小修系统检修维护 215.4 中修系统检修维护 215.4.1信号处理装置 215.4.1.2 解体225.4.1.3

3、 组装后试验 225.4.2车感应器 225.4.3 装车试验 225.5故障分析与处理 22第二章 GFX-3型自动过分相系统 23第一节 GFX-3型系统组成介绍 231.1 系统组成 231.2 统设备图片23第二节 工作原理 252.1 感应接收器 252.2 地面感应器262.3 控制系统 262.3.1 自动过分相控制装置外型尺寸 272.3.2 控制装置插座对外连接 272.3.3 自动过分相系统电路原理图 302.4 灯显指示 31第三节 主要性能指标 323.1 使用环境 323.2 额定参数 323.3 技术要求 323.4 工作性能 32第四节 控制装置与电力机车各部件的

4、调试 334.1 系统的构成334.2 调试通电前检查334.3 感应接收器的调试334.4 自动过分相控制装置的调试334.4.1 控制装置上电自检 334.4.2 通过控制装置试验按钮进行试验 334.4.3 通过划动磁铁进行高压试验 34第五节 维修维护 365.1 日常维护 365.2 辅修系统检修维护 365.3 小修系统检修维护 365.4 中修系统检修维护 365.4.1信号处理装置 365.4.1.2 解体 365.4.1.3 组装后试验 365.4.2感应接收器 365.4.3 装车试验 375.5故障分析与处理 37前言高速重载是中国铁路的发展方向。随着列车运行速度的提高和

5、电气化铁路运营里程的不断延长，对机车车辆安全运行标准的要求也越来越高，因此电力机车安全、准确、可靠地通过分相区间也越来越引起大家的关注。 在铁道电气化牵引区段，牵引供电采用单相工频交流供电方式。为使电力系统的三相供电负荷平衡和提高电网的利用率，电气化铁路的供电接触网采用分相段供电，各分相段采用长度不等的绝缘间隔（即分相区间），电力机车通过分相区间必须断电惰行。为了保证电力机车安全通过分相区间，在分相区前、后30m线路左侧设置断、合标志牌，以提示乘务员操纵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，提前断电和滞后合闸的操纵现象屡见不鲜。由于列车无电运行时间较长，列车速度损失较大。同时

6、，随着列车运行速度的提高，特别是在准高速、高速线路上，每小时通过多个分相区，手动操纵过于频繁，对运行安全极为不利，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器等现象，由此引起变电所跳闸，中断供电，造成行车事故。电力机车自动过分相系统由广铁集团公司机务处、广铁科研所和怀化机务段共同针对非微机控制电力机车而研制的。其主要功能是当电力机车通过分相区时，系统根据当时机车速度、位置自动平滑降牵引电流、断辅助机组和分断主断路器，通过分相区后，自动闭合主断路器、闭合辅助机组和控制牵引电流平滑上升，从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化，大大的减轻了乘务员的工作强度。车载式自动过分相系统于2001年6月通过铁

7、道部科教司的科技成果鉴定，与会专家一致认为该系统技术已达到国内领先水平。自动过分相系统分为非微机相控电力机车的自动过分相系统(GFX-2型)和微机控制的电力机车自动过分相系统(GFX-3型)。第一章 GFX-2型自动过分相系统第一节 GFX-2型自动过分相系统介绍1.1 系统组成系统由感应接收器（简称车感器）、自动过分相控制装置和信号指示三部分组成，系统结构如下图1图 1 车载自动过分相系统结构图1.2 系统设备图片车载自动过分相控制装置图2 自动过分相控制装置安装图感应接收器图3 车感器安装图信号指示图4 信号指示安装图第二节 工作原理本系统是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统。

8、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。图5 地面感应器的埋设方式如图5所示，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。以机车端向前运行为例，安装在机车端左侧的感应接收器设为1号，右侧设为2号，端左侧的感应接收器设为3号，右侧设为4号(如图6所示)。图6 地面感应接收器在机车上安装位置示意图机车按图5箭头方向运行在通过地面磁性感应器时，T2号或T4号感应接收器接收到车位定位信号(G1感应器信号)，控制装置记录机车即时速度V，控制装置根据速度计算出延时时间t，t=170m/v-t0，t0时间包

9、括司机指令回零时间、各辅助机组断开时间、劈相机断开时间和主断路器断开时间。同时，司机台的过分相指示灯亮，表示控制装置已接收到分相点前车位定位信号，控制装置开始进行自动过分相控制。经过延时t后，控制装置分别执行司机指令回零，通风机、压缩机和劈相机断开动作，最后执行主断路器断开动作。机车无负荷通过分相区间后，如控制装置的任何一个感应接收器接收到车位定位信号，表明机车已通过分相区间，控制装置分别执行主断路器闭合，启动劈相机、压缩机和通风机，最后恢复司机指令。机车恢复原有状态。司机台的过分相指示灯熄灭，表明控制装置已完成自动过分相控制。在某些特殊情况下，如：地面感应器丢失、感应接收器故障或信号线断等原

10、因。控制装置的T2号或T4号感应接收器接收不到车位定位信号。控制装置的T1号或T3号感应接收器接收到车位定位信号(G2感应器信号)，司机台的指示信号灯亮，表示控制装置已接收到车位定位信号，控制装置立即执行司机指令回零，通风机、压缩机、劈相机和主断路器断开动作。2.1感应接收器自动过分相的关键技术是定位，定位是否准确是系统准确性和可靠性的关键。感应接收器安装在机车的转向架上，采用密封防水、防震设计处理，保证系统的可靠运行。安装在机车转向架上的感应接收器通过地面感应器时，在感应接收器上感应一个幅值和宽度与机车运行速度相对应的信号。感应接收器安装于机车下部转向架的两侧，共四个，前后相互备份。感应接收

11、器基于电磁感应原理，感应接收器线圈与地面感应器的磁场相结合，完成系统的定位识别。具有识别准确度高、响应时间短、抗干扰能力强、无故障运行时间长等优点。识别时间约为7ms，试验的最高速度达302km/h。感应接收器的外型尺寸及管脚定义如图7所示图7 感应接收器外型尺寸感应接收器安装尺寸如图8所示图8 感应接收器尺寸车载自动过分相装置的感应接收器安装要求：距钢轨中心300mm±10mm，距钢轨踏面110mm10mm）。2.2 地面感应器地面感应器是嵌入到轨枕里的永久磁铁，具有耐高温、耐腐蚀、不会损坏等特点，适合安装在室外。图9为安装有地面感应器的轨枕。图9 地面感应器2.3 控制系统 控制

12、系统是由系统信号处理单元以及控制单元组成。系统信号处理单元具有采集感应接收器接收的定位信号、机车运行方向、处理相应的信息、发出相关的信息指令、自诊断故障信息、输出显示信息等功能。系统控制单元则由控制装置的执行电路来实现，主要功能是根据由系统信号处理单元输出的信号，控制牵引电流下降、通风机、压缩机和劈相机断开动作，最后执行主断路器断开动作。通过分相区后，根据接收到的定位信号，控制闭合主断路器和控制牵引电流平稳上升。 在前进方向右侧的感应接收器分别接收到预告感应器信号和反向强迫感应器信号，以及前进方向左侧感应接收器分别接收到强迫感应器信号和反向预告感应器信号，自动过分相控制装置则屏蔽接收信号16秒

13、后才开始接收感应信号，否则将屏蔽感应接收信号2分钟后开始感应接收信号。自动过分相控制装置在通电、屏蔽接收信号结束或通过分相区后进行一次自检。自检不通过则速度/故障指示灯发出1Hz的故障信号（红色和绿黄色指示灯交替亮），装置停止使用，采用手动控制过分相。自动过分相控制装置的面板示意图如图10所示。图10 控制装置的面板示意图说明：状态指示灯：I0.0 感应接收器1接收到感应信号则闪亮 I0.1 感应接收器2接收到感应信号则闪亮 I0.2 感应接收器3接收到感应信号则闪亮 I0.3 感应接收器4接收到感应信号则闪亮 I0.4 主断路器状态信号，闭合时亮，断开时灭 I0.5 机车端向前时亮 I0.6

14、 机车有速度时闪亮 I0.7 机车端向前时亮 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 主断路器合继电器状态检测信号，自检时闪亮（J6） I1.4 主断路器断继电器状态检测信号，自检时闪亮（J4） I1.5 主断路器断继电器状态检测信号，自检时闪亮（J5） O0.0 过分相时接收到感应信号，发出3s过分相信号 O0.1 过分相时发出断开司机指令信号 O0.2 机车速度大于5km/h时发出速度正常信号（红色指示灯亮），机车速度低于5km/h时发出无速度信号（绿黄色指示灯亮），装置自检故障时发出1Hz的故障信号（红色和绿黄色指示灯交替亮） O0.3 过分相时发出断开辅机信号 O0.4 过分相时发出断

15、开劈相机信号 O0.5 过分相时发出1s主断路器断开信号 O0.6 过分相结束时发出1s主断路器闭合信号 O0.7 控制装置自检时发出自检信号 O1.0 过分相时发出控制装置接入控制电路的信号，过分相结束取消控制装置的接入 O1.1 自动过分相控制装置的背面示意图如图11所示。 图11 控制装置的背面示意图说明：外接插头：自动过分相控制装置与感应接收器、机车控制电路和110V电源的连接插头。电源开关：自动过分相控制装置的电源开关。控制装置故障时可以关闭电源。2.3.1 自动过分相控制装置外型尺寸车载自动过分相控制装置外形及安装尺寸如图12：图12 自动过分相控制器外型尺寸图2.3.2 控制装置

16、插座对外连接图13为信号处理装置插座管脚图图13 连接管脚管脚定义如下：点位定义 点位定义1110V 13端向前2T1接收器信号114端向前3T1接收器信号2154T2接收器信号1165T2接收器信号2 176T3接收器信号118过分相指示灯信号7T3接收器信号219调速指令（1）8T4接收器信号120调速指令（2）9T4接收器信号221速度指示/故障灯10速度传感器()22灯显电源11速度传感器() 23辅机电源（1）12主断路器分合信号24辅机电源（2）25劈相机电源（1）29主断路器合（1）26劈相机电源（2）30主断路器合（2）27主断路器分（1）31GND地28主断路器分（2）2.3

17、.3 自动过分相系统电路原理图2.4 灯显指示 在机车的、端司机室的操纵台上安装一个速度/故障指示灯，一个接收到预告信号指示的蜂鸣器(如图4所示)。灯显指示的主要功能是显示整个系统运行的状况。当系统异常时或接收到信号时灯显指示能及时、准确的发出灯光或蜂鸣声以提醒司机。速度/故障指示灯为控制装置输入速度状态或故障状态时的指示。当机车速度小于5Km/h时速度/故障指示灯为黄绿色亮，机车速度大于5Km/h时速度/故障指示灯为红色亮。如果机车速度大于5Km/h时速度/故障指示灯仍为黄绿色亮，则机车速度信号有故障或自动过分相装置有故障，应停止使用自动过分相装置。蜂鸣器用于指示接收到预告信号的状况，当机车

18、通过埋设在地面的预告感应器时，感应接收器接收到地面信号。自动过分相控制装置检测到感应接收器接收的信号，开始自动过分相过程控制。同时，通过蜂鸣器向司机发出自动过分相已经工作。如机车通过“禁止双弓”标牌时，蜂鸣器没有响，可以采用手动过分相。第三节 主要性能指标3.1 使用环境 海拔高度不超过2500m； 最高周围空气温度为60，允许在40存放； 最低周围空气温度为40，允许在40存放； 周围空气湿度：最湿月份平均最大相当湿度不大于95（该月月平均最低温度为25）； 相对于机车垂向、横向、纵向存在着频率f为150Hz时等于1g； 因机车连挂时冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3g; 控制装置安装在能

19、防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内。 3.2 额定参数 型号：GFX2型自动过分相控制装置 工作电压：DC77V137V; 绝缘电阻：500; 工作温度：2570； 适用速度范围 10300Km/h; 感应接收器直流电阻：620±5；3.3 技术要求 车载自动过分相装置控制装置的元件满足TB/T3021-2001铁道机车车辆电子装置标准要求的规定；3.4 工作性能3.4.1 延时断主断路器（接收地面感应器1信号）30km/h速度>15Km/h断开指令动作延时时间 (170*3.6)/v-1 s±10% 断开辅机和劈相机延时时间 (170*3.6)/v-0.2 s

20、77;10% 主断路器断开动作延时时间 (170*3.6)/v s±10%90km/h>速度30km/h断开指令动作延时时间 (170*3.6)/v-4 s±10% 断开辅机和劈相机延时时间 (170*3.6)/v-0.2 s±10% 主断路器断开动作延时时间 (170*3.6)/v s±10%140km/h>速度90km/h断开指令动作延时时间 (195*3.6)/v-5 s±10% 断开辅机和劈相机延时时间 (195*3.6)/v-1.2 s±10% 主断路器断开动作延时时间 (195*3.6)/v-1 s±

21、10%速度140km/h 断开指令动作延时时间 0.25 s±10% 断开辅机和劈相机延时时间 (195*3.6)/v-1.2 s±10%主断路器断开动作延时时间 (195*3.6)/v-1 s±10%3.4.2 立即断主断路器（接收地面感应器2信号）断开指令动作延时时间 0.25s断开辅机和劈相机延时时间 0.3s 主断路器断开动作延时时间 0.3s 3.4.3 恢复机车状态（接收地面感应器3或4信号）主断路器闭合动作延时时间 0.05s闭合劈相机动作延时时间 1.9s±10%闭合辅机动作延时时间 4.9s±10%闭合指令动作延时时间 5.1

22、s±10%第四节 控制装置与电力机车各部件的调试4.1 系统的构成非微机相控电力机车自动过分相系统主要包括GFX-2型自动过分相控制装置、感应接收器、转换插座和灯显指示盒等部件组成。灯显指示盒安装在司机室的司机台上。自动过分相系统与电力机车各部件的调试目的主要在于检测装置与机车各部件的连接的正确性。各部件顺序为：感应接收器的调试、自动过分相控制装置的调试、灯显指示盒的调试。4.2 调试通电前检查（1） 各部件外观无损伤，安装牢固，安装螺钉拧紧。（2） 各连接线、插头、插座正确连接，安装牢固。（3） 接线排上接线端子正确连接，连接螺母拧紧。（4） 机车控制电源电压大于77V（注意电源极

23、性不能接反）。4.3 感应接收器的调试感应接收器的位置：以施工图为准，检查感应接收器高度和中心位 置。感应接收器接法：由机车厂配线时，应检查感应接收器接线是否正确。电缆线：各电缆线务必根据自动过分相控制装置安装电路图进行正确装配，每条线必须正确。4.4 控制装置的调试4.4.1 控制装置上电自检将控制装置电源开关拨至开位，从控制装置观察窗可看到PLC指示灯指示下：. PLC指示灯0.00.5, 0.6, 1.01.5,Q0.7闪亮。. 司机台上的灯显指示盒的速度故障指示灯亮绿。. 控制装置上电自检完毕后指示灯含义： I 0.0（闪亮）：T1感应接收器有信号 I 0.1（闪亮）：T2感应接收器有

24、信号 I 0.2（闪亮）：T3感应接收器有信号 I 0.3（闪亮）：T4感应接收器有信号 I 0.4（亮）：主断路器状态信号（断） I 0.5（亮）：机车I端向前 I 0.6（闪亮）：机车速度 I 0.7（亮）：机车I端向后 I 1.0（亮）：机车重联状态 I 1.1（）： I 1.2（）： I 1.3（闪亮）：主断路器闭合状态信号（继电器J6） I 1.4（闪亮）：主断路器断开状态信号（继电器J4） I 1.5（闪亮）：主断路器断开状态信号（继电器J5） Q0.0（闪亮）：过分相指示 Q0.1（亮）：司机指令输出 Q0.2（亮）：速度/故障指示（速度<5Km/h,灭。5Km/h,亮。装

25、置故障0.5Hz闪亮） Q0.3（亮）：辅助机组输出 Q0.4（亮）：劈相机输出 Q0.5（亮）：主断路器分输出 Q0.6（亮）：主断路器合输出 Q0.7（亮）：装置自检输出 Q1.0（亮）：故障/安全输出（在过分相时，输出信号将控制触点接入控制电路） Q1.1（）： 4.4.2 通过控制装置试验按钮进行试验强迫状态试验闭合司机钥匙，I端司机手把转向前状态，I 0.5（亮）：机车I端向前。按下控制装置上的试验按钮，I 0.0（闪亮）。Q0.0（亮）： 过分相指示信号输出（3S脉宽），司机台上蜂鸣器响。然后，Q0.1（亮）、 Q0.3（亮）、 Q0.4（亮）、 Q0.5（闪亮）。延时60S，再按

26、下试验按钮，I 0.0（闪亮）。Q0.6（闪亮），延时1S Q0.4（灭），再延时3S Q0.3（灭），再延时4S Q0.1（灭）。如果在重联状态，再按下试验按钮后，延时30S，在进行上述动作。延时2分钟后，再进行下一步试验。或重新开机进行自检后测试。预告状态试验闭合司机钥匙，I端司机手把转向后状态，I 0.7（亮）：机车I端向后。按下控制装置试验按钮，I 0.0（闪亮）。Q0.0（闪亮）：过分相指示信号输出（3S脉宽），司机台上蜂鸣器响。然后，Q0.1（亮）、延时119S Q0.3（亮）、在延时1S Q0.4（亮）和Q0.5（闪亮）。.延时60S，再按下试验按钮，I 0.0（闪亮）。Q0.6

27、（闪亮），延时1S Q0.4（灭），再延时3S Q0.3（灭），再延时4S Q0.1（灭）。如果在重联状态，再按下试验按钮后，延时30S，在进行上述动作。4.4.3 通过划动磁铁进行高压试验 闭合司机钥匙，升弓，合主断。I端司机手把转向前状态，I 0.5（亮）：机车I端向前。也可以上闸给上100A的牵引电流。强迫状态试验用磁铁快速划过T1感应接收器表面，I 0.0（闪亮）：T1感应接收器有信号输入。同时，Q0.0（亮）： 过分相指示信号输出（3S脉宽），司机台上蜂鸣器响。然后，Q0.1（亮）、 Q0.3（亮）、 Q0.4（亮）、 Q0.5（闪亮）。牵引电流下降，主断路器断开。延时60S，用磁铁

28、快速划过T3感应接收器表面，I 0.2（闪亮）：T3感应接收器有信号输入。再次用磁铁快速划过T3感应接收器表面，I 0.2（闪亮）：T3感应接收器有信号输入。同时，Q0.6（闪亮），延时1S Q0.4（灭），再延时3S Q0.3（灭），再延时4S Q0.1（灭）。如果在重联状态，再按下试验按钮后，延时30S，在进行上述动作。主断路器闭合，牵引电流缓慢上升到100A。如果，辅助机组工作时，牵引电流需等辅助机组全部开启后电流缓慢上升到100A。延时2分钟后，再进行下一步试验。或重新开机进行自检后测试。预告状态试验用磁铁快速划过T2感应接收器表面，I 0.1（闪亮）：T2感应接收器有信号输入。同时，

29、Q0.1（亮）：通过预告信号输出通道恢复信号（3S脉宽），司机台上蜂鸣器响。Q0.1（亮）、延时119S Q0.3（亮）、在延时1S Q0.4（亮）和Q0.5（闪亮）。牵引电流下降，主断路器断开。延时60S，用磁铁快速划过T4感应接收器表面，I 0.3（闪亮）：T4感应接收器有信号输入。再次用磁铁快速划过T4感应接收器表面，I 0.3（闪亮）：T4感应接收器有信号输入。同时Q0.6（闪亮），延时1S Q0.4（灭），再延时3S Q0.3（灭），再延时4S Q0.1（灭）。如果在重联状态，再按下试验按钮后，延时30S，在进行上述动作。主断路器闭合，牵引电流缓慢上升到100A。如果，辅助机组工作时

30、，牵引电流需等辅助机组全部开启后电流缓慢上升到100A。闭合司机钥匙，升弓，合主断。I端司机手把转向后状态，I 0.7（亮）：机车I端向后。也可以上闸给上100A的牵引电流。强迫状态试验用磁铁快速划过T4感应接收器表面，I 0.3（闪亮）：T4感应接收器有信号输入。同时，Q0.1（亮）、 Q0.3（亮）、 Q0.4（亮）、 Q0.5（闪亮）。牵引电流下降，主断路器断开。延时60S，用磁铁快速划过T2感应接收器表面，I 0.1（闪亮）：T2感应接收器有信号输入。再次用磁铁快速划过T2感应接收器表面，I 0.1（闪亮）：T2感应接收器有信号输入。同时，Q0.6（闪亮），延时1S Q0.4（灭），再

31、延时3S Q0.3（灭），再延时4S Q0.1（灭）。如果在重联状态，再按下试验按钮后，延时30S，在进行上述动作。主断路器闭合，牵引电流缓慢上升到100A。如果，辅助机组工作时，牵引电流需等辅助机组全部开启后电流缓慢上升到100A。延时2分钟后，再进行下一步试验。或重新开机进行自检后测试。预告状态试验用磁铁快速划过T3感应接收器表面，I 0.2（闪亮）：T3感应接收器有信号输入。同时，Q0.1（亮）：通过预告信号输出通道恢复信号（3S脉宽），司机台上蜂鸣器响。Q0.1（亮）、延时119S Q0.3（亮）、在延时1S Q0.4（亮）和Q0.5（闪亮）。牵引电流下降，主断路器断开。延时60S，用

32、磁铁快速划过T1感应接收器表面，I 0.0（闪亮）：T1感应接收器有信号输入。再次用磁铁快速划过T1感应接收器表面，I 0.0（闪亮）：T1感应接收器有信号输入。同时，Q0.6（闪亮），延时1S Q0.4（灭），再延时3S Q0.3（灭），再延时4S Q0.1（灭）。如果在重联状态，再按下试验按钮后，延时30S，在进行上述动作。主断路器闭合，牵引电流缓慢上升到100A。如果，辅助机组工作时，牵引电流需等辅助机组全部开启后电流缓慢上升到100A。第五节 维修维护5.1 日常维护要定期检查感应接收器有无丢失、损坏，连线电缆有无损坏断裂。机车出库前或交接班时，司机要通电检查，系统能否通过自检，灯显指

33、示是否工作正常。机车速度大于5km/h时，注意观察速度/故障指示是否有黄绿色转变成红色。机车运行过程中，司机要关注控制装置的工作状况。5.2 辅修系统检修维护检查感应接收器有无丢失、损坏，连接电缆有无损坏断裂,转接插头有无插紧，防护橡胶板有无损坏。检查感应接收器安装支架的紧固件是否松动，以及自动过分相控制装置的安装紧固件是否松动。检查自动过分相控制装置的指示灯和开关是否能正常工作。将自动过分相控制装置的连接插头松开，分别用万用表通过插头的插孔2、3，4、5，6、7，8、9测量感应接收器的直流电阻在正常范围内，以及测量对地阻值在正常范围内。使用磁铁或测试仪对自动过分相控制装置按照自动过分相的各种

34、状况进行联机试验。5.3 小修系统检修维护检查感应接收器有无丢失、损坏，连接电缆有无损坏断裂,转接插头有无插紧，防护橡胶板有无损坏。检查感应接收器安装支架的紧固件是否松动，以及自动过分相控制装置的安装紧固件是否松动。自动过分相控制装置的指示灯和开关是否能正常工作。将自动过分相控制装置的连接插头松开，分别用万用表通过插头的插孔2、3，4、5，6、7，8、9测量感应接收器的直流电阻在正常范围内，以及测量对地阻值在正常范围内。使用磁铁或测试仪对自动过分相控制装置按照自动过分相的各种状况进行联机试验。5.4 中修系统检修维护 5.4.1 控制装置5.4.1.1 解体前检查5.4.1.1.1 外观检查各

35、信号灯及开关完好5.4.1.1.2 外观检查输入信号插座体完好5.4.1.2 解体 5.4.1.2.1 拆下机箱罩,拆下接口电路板5.4.1.2.2 用酒精清洗接口电路板5.4.1.2.3 检查电路板，印刷线路清晰，不得过热，金属泊不得起基板，各元器件不得过热、变色，电容不得鼓包，元件焊点牢固、光洁，不得虚焊、开焊及短路。继电器的检修按JZ15-44Z型中间继电器检修工艺执行，动作灵活，无卡滞，触头和触桥接触良好无烧痕5.4.1.2.4 用高压风清除可编程控制器内的灰尘5.4.1.2.5 安装接口电路板，安装机箱罩5.4.1.3 组装后试验5.4.1.3.1 利用测试仪对自动过分相控制装置按照

36、自动过分相的状态进行试验， 5.4.2 感应接收器5.4.2.1 外观检查连接车体的信号转换插座体完好，连接导线完好5.4.2.2 感应接收器从安装支架拆下清洁5.4.2.3 用万用表测量车感应器的内阻620±5，用500V兆欧表测对外壳绝缘电阻500M5.4.3 装车试验 5.4.3.1使用磁铁或测试仪对自动过分相控制装置按照自动过分相的各种状况进行联机试验。 5.5 故障分析与处理无法收到地面信号，注意排除是否是因为控制装置正常屏蔽信号所致，可以将装置电源开合一次，使装置复位后再次试验。如果仍然无法收到，检查故障指示灯。若无故障显示，则可能为感应接收器距离钢轨面距离过高所致，应调

37、整感应接收器安装支架。自动过分相控制装置故障指示灯闪，表示输入回路有故障,可能的原因有：感应接受器丢失，屏蔽电缆线破损断裂，信号接收装置损坏等。断开连接插头，测量各感应接受器回路是否通，(检查感接收器器的电阻是否正常)。有回路不通，则检查相应回路。如果回路没有问题，则更换新的自动过分相控制装置，在地面进行检测。 第二章 GFX-3型自动过分相系统第一节 GFX-3型系统组成介绍1.1 系统组成系统由感应接受器（简称车感器）、自动过分相控制装置和信号指示三部分组成，系统结构如下图1图 1 车载自动过分相系统结构图1.2 系统设备图片1.2.1 控制装置图2 自动过分相控制装置安装图1.2.2 车

38、载感应接收器图3 车感器安装图1.2.3 信号指示图4 信号指示安装图第二节 工作原理 本系统是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统。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。图5 地面感应器的埋设方式如图5所示，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。机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、感应接收器和信号处理装置共同完成。机车过分相的控制，由微机柜及机车控制回路完成。微机柜对机车过分相的自动控制，与司机操作控制并联，当司机操作控制过分相，自动控制起监视作用。机车运行至G1(

39、G4)点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，控制装置向微机柜发出过分相预告信号，微机柜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劈相机、断主断（预告模式）；同时，司机室蜂鸣器响3s,提醒司机过分相区。当G1(G4)信号失效时，机车运行至G2(G3)点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，控制装置向微机柜发出过分相强迫断信号，微机柜立即封电机电流，发出断主断信号给控制电路控制机车断劈相机、断主断。在正常接收到G1(G4)信号时G2(G3)信号不起作用（强迫断模式）。机车通过无电区后，根据接收G3(G2

40、)点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号，则通过预告信号通道向微机柜送出合主断 信号，司机室蜂鸣器响3s,提醒司机已通过分相区。微机柜发出合主断给控制电路，控制电路控制机车合 主断、 合劈相机。预备好后，微机柜控制电机电流缓慢恢复到过分相前工况。在正常接收G3(G2)信号时G4(1)信号不起作用。2.1 感应接收器自动过分相的关键技术是定位，定位是否准确是系统准确性和可靠性的关键。感应接收器安装在机车的转向架上，采用密封防水、防震设计处理，保证系统的可靠运行。安装在机车转向架上的感应接收器通过地面感应器时，在感应接收器上感应一个幅值和宽度与机车运行速度相对应的信号。感应接

41、收器安装于机车下部转向架的两侧，共四个。前后相互备份。感应接收器基于电磁感应原理，感应接收线圈与地面感应器的磁场相结合，完成系统的定位识别。具有识别准确高、相应时间短、抗干扰能力强、无故障运行时间长等优点。识别时间约为7ms，试验的最高速度达302km/h。感应接收器的外型尺寸及安装尺寸如第一章中的图7、图8所示。2.2 地面感应器 地面感应器是嵌入到轨枕里的永久磁铁，具有耐高温、耐腐蚀、不会损坏等特点，适合安装在室外。2.3 控制系统 控制系统是由系统信号处理单元以及控制单元组成。系统控制装置采集感应接收器接收的定位信号、机车运行方向、处理相应的信息、发出相关的信息指令、自诊断故障信息、输出

42、显示信息等功能。系统控制单元则由机车的微机柜来实现，主要功能是采集由系统控制装置输出的定位信息、机车速度、司机指令、牵引电流、供电网压等相关机车信息，并根据接收到控制装置输出的定位信息、机车运行速度，确定控制牵引电流下降的速率和确定断开主断路器的位置。通过分相区后，根据接收到控制装置输出的定位信息，控制闭合主断路器和控制牵引电流平稳上升。 控制装置在通电、屏蔽接收信号结束或通过分相区后进行一次自检。在机车前进方向右侧两个感应接收器分别接收到预告感应器信号和反向强迫感应器信号，以及前进方向左侧两个感应接收器分别接收到强迫感应器信号和反向预告感应器信号，控制装置则屏蔽接收信号16秒后才开始接收感应

43、信号，否则屏蔽接收信号2分钟开始接收信号。控制装置的面板示意图如图6所示。图6 控制装置的面板示意图说明：故障指示灯：控制装置进行自检，当检测到有一路到三路的感应接收回路有故障时，故障指示灯闪亮。当检测到所有感应接收回路有故障时，故障灯长亮。工作指示灯：控制装置工作时，工作指示灯亮。控制装置不能正常工作，则工作指示灯灭。控制装置的背面示意图如图7所示。图7 控制装置的背面示意图说明：外接插头：控制装置与感应接收器、微机柜、机车控制电路和110V电源的连接插头。电源开关：控制装置的电源开关。控制装置故障时可以关闭电源。试验按钮：可用于试验自动过分相系统工作是否正常。在端司机室的手柄放在“前”位，

44、按动试验按钮，可模拟自动过分相强迫断。等2分钟后或断合一次控制装置的电源开关。在端司机室的手柄放在“后”位，按动试验按钮，可模拟自动过分相预告断。自动过分相预告断在机车静止状态时，要等30s后断主断路器。2.3.1 自动过分相控制装置外型尺寸自动过分相外型尺寸如图8所示:图8 GFX-3型控制装置外型尺寸图2.3.2 控制装置插座对外连接图9控制装置插座管脚图图9 控制装置连接插座控制装置引线插座定义如下：点位定义 点位定义1T1接收器信号1112端向前2T1接收器信号212T3屏蔽3T2接收器信号113预告输出4T2接收器信号214强迫断输出5T1屏蔽15故障信号输出6T3接收器信号116T

45、4屏蔽7T3接收器信号217空8+110V18GND9T2屏蔽19T4接收器信号1101端向前20T4接收器信号22.3.3 GFX-3型自动过分相系统电路原理图2.4 灯显指示在机车的、端司机室的操纵台上安装一个故障指示灯，一个接收到预告信号指示的蜂鸣器。灯显指示的主要功能是显示整个系统运行的状况。当系统异常时或接收到信号时灯显指示能及时、准确的发出灯光或蜂鸣声以提醒司机。故障指示灯为控制装置的输入信号故障时燃亮。当输入信号有故障，但不影响过分相工作时故障指示灯闪亮。如果影响过分相工作时故障指示灯一直燃亮。蜂鸣器用于指示接收到预告信号的状况，当机车通过埋设在地面的预告感应器时，感应接收器接收

46、到地面信号。控制装置接收到感应接收器接收的信号，向微机柜发出过分相区的预告信号。同时，通过蜂鸣器向司机发出自动过分相已经工作。如机车通过“禁止双弓”标牌时，蜂鸣器没有响，可以采用手动过分相。第三节 主要性能指标3.1 使用环境 海拔高度不超过2500m； 最高周围空气温度为60，允许在40存放； 最低周围空气温度为40，允许在40存放； 周围空气湿度：最湿月份平均最大相当湿度不大于95（该月月平均最低温度为25）； 相对于机车垂向、横向、纵向存在着频率f为150Hz时等于1g； 因机车连挂时冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3g; 控制装置安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内。3.2 额

47、定参数 型号：GFX3型自动过分相装置 工作电压：DC77V137V； 功耗：6W； 绝缘电阻：500； 工作温度：2570； 适用速度范围 10300km/h； 感应接收器直流电阻：620±5；3.3 技术要求车载自动过分相装置控制装置的元件满足TB/T3021-2001铁道机车车辆电子装置标准的规定；3.4 工作性能 左边地感器信号输出（强迫信号） 110V、脉宽1s±10%右边地感器信号输出（预告信号） 110V、脉宽3s±10%恢复信号（从预告信号通道输出） 110V、脉宽3s±10%接收相应时间0.05s±10%第三节 控制装置第四节 与电力机车各部件的调试4.1 系统的构成微机控制电力机车自动过分相系统主要包括GFX-3型自动过分相控制装置、感应接收器、转换插座、蜂鸣器和故障灯等部件组成。对于标准化司机室，蜂鸣器和故障指示灯安装在司机台上的开关面板上。自动过分相系统与电力机车各部件的调试目的主要在于检测装置与机车各部件的连接的正确性。各部件顺序为：感应接收器的调试、自动过分相控制装置调试、蜂鸣器和故障指示灯调试。4