GFX型电力机车自动过分相系统产品说明书

PAGEPAGE2广州铁路集团公司科研所020－61323233GFX—2型自动过分相装置产品说明书广铁集团公司科研所目录综述·······································2系统组成···································4２。1系统组成···································42。2系统外观图·······························4工作原理·································６３．1地面感应信号接收器·····················73.2掌握系统·································83．３灯显指示··································１1主要性能指标······························１２外形尺寸和感应接收器安装要求··············15系统对外连接图····························17系统电路原理图·····························19售后服务···································2１一综述高速重载是中国铁路的进展方向。随着列车运行速度的提高和电气化铁路运营里程的不断延长,对机车车辆平安运行标准的要求也越来越高，因此电力机车平安、精准、牢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,牵引供电采纳单相工频沟通供电方式。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纳分相段供电，各分相段采纳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。为了保证电力机车平安通过分相区间，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平安通过分相区。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，随着列车运行速度的提高，格外是在准高速、高速线路上，每小时通过多个分相区，手动操纵过于频繁，对运行平安极为不利，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.为了适应铁路提速和高速进展的需要以及保证电气化铁路的平安运行，铁道部科教司于200０年下达了《车载式自动过分相系统的研制》的科技攻关计划，其主要任务是：电力机车上过分相方案的系统设计；研制满意机车运用要求的自动过分相装置和地面装置；完成车载及地面装置的安装、运行试验以及运用考核。《车载式自动过分相系统的研制》于２001年6月通过铁道部科教司的科技成果鉴定，与会专家全都认为该系统技术已达到国内领先水平。ＧFX—２型电力机车自动过分相系统由广铁集团公司科研所、机务处和怀化机务段共同针对非微机掌握电力机车而研制的。其主要功能是当电力机车通过分相区时，系统依据当时机车速度、位置自动平滑降牵引电流、断帮助机组和分断主断路器,通过分相区后，自动闭合主断路器、闭合帮助机组和掌握牵引电流平滑上升，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。系统采纳了高牢靠ＰLＣ作为掌握单元、免维护的地面定位方式，实现精确掌握电力机车通过分相区。本装置适用于非微机掌握的相控电力机车。二系统组成２.１系统组成系统由感应接收器(简称车感器)、自动过分信任号掌握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2.2系统外观图2自动过分信任号处理器安装图图3车感器安装图图4信号指示安装图三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掌握系统.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纳斜对称埋设和备份接收,以保证自动过分相的平安和牢靠。图5地面感应器的埋设方式如图５所示，预先依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Ⅰ端向前运行为例，安装在机车Ⅰ端左侧的感应接收器设为1号，右侧设为２号,Ⅱ端左侧的感应接收器设为３号,右侧设为４号(SS4Ｇ机车只安装1和2号感应接收器，没有安装3和4号感应接收器)。单线运行，机车在通过地面磁性感应器时，2号或4号感应接收器接收到车位定位信号（G１感应器信号)，掌握装置记录机车即时速度Ｖ,掌握装置依据速度计算出延时时间t。t=17０ｍ/v-t0，t0时间包括司机指令回零时间、各帮助机组断开时间、零位连锁动作、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,表示掌握装置已接收到分相点前车位定位信号，掌握装置开头进行自动过分相掌握。经过延时t后，掌握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，如掌握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，掌握装置分别执行主断路器闭和,启动劈相机、压缩机和通风机，取消零位连锁，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,表明掌握装置已完成自动过分相掌握。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缘由。掌握装置的２号或４号感应接收器接收不到车位定位信号。掌握装置的1号或3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，表示掌握装置已接收到车位定位信号，掌握装置立即执行司机指令回零、帮助电源、零位连锁和主断路器断开动作。3.1地面感应信号接收器自动过分相的关键技术是定位，定位是否精准是系统精准性和牢靠性的关键。地面感应信号安装在机车的转向架上（或排障器上），采纳密封防水、防震设计处理，保证系统的牢靠运行。安装在机车转向架上的地面感应信号接收器通过地面感应器时,在地面感应信号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。地面感应接收器安装于机车下部转向架（或排障器)的两侧，共四个。前后相互备份。(SS4改机车安装在排障器的两侧，共两个。两节车的装置相互备份）。如果，自动过分相掌握装置的检测到机车处于重联状态，则延长行走一段距离闭合主断路器（ＳS4Ｇ延长行走５０m,ＳＳ7系列延长行走30ｍ)。3。1．1地面感应接收器地面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.具有识别精准度高、响应时间短、抗干扰能力强、无故障运行时间长等优点。3。１．２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。地面感应器的安装见附件1。3。２掌握系统掌握系统是由系统信号处理单元以及掌握单元组成.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.系统掌握单元则由掌握装置的执行电路来实现,主要功能是依据由系统信号处理单元输出的信号,掌握牵引电流下降、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，依据接收到的定位信号,掌握闭合主断路器和掌握牵引电流平稳上升。自动过分相掌握装置的面板示意图如图６所示.自动过分相掌握装置的背面示意图如图7所示.自动过分相掌握装置在前进方向右侧的感应接收器分别接收到预报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报感应器信号，将屏蔽感应接收信号2分钟后开头感应接收信号。自动过分相掌握装置在通电、屏蔽接收信号结束或通过分相点后进行一次自检。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,采纳手动掌握过分相.掌握装置在接收到手动闭合主断路器信号和通过分相区后装置自检时进行装置复位。图6掌握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—-主断路器合脉冲信号,闭合时亮，断开时灭Ｉ0．5——机车Ⅰ端向前时亮I0。6-—机车有速度时闪亮Ｉ0。７-—机车Ⅱ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I1．４——主断路器断继电器状态检测信号，自检时闪亮I1。5——主断路器断继电器状态检测信号，自检时闪亮Q０.０——过分相时接收到感应信号,发出3s过分信任号Ｑ0．１——过分相时发出断开司机指令信号Q0。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）Ｑ0．３——过分相时发出断开辅机信号Q0.４——过分相时发出断开劈相机信号Ｑ0。5—-过分相时发出1s主断路器断开信号Ｑ０。6——过分相结束时发出1s主断路器闭合信号Q0．7——掌握装置自检时发出自检信号Q１。0——过分相时发出掌握装置接入掌握电路的信号，过分相结束取消掌握装置的接入（采纳转换开关装置取消此功能）Q１.1——零位电路掌握输出（ＳＳ7A~C使用）Q．0——调速1输出Q.1——调速2输出Ｑ.2-—调速3输出Ｑ.3-—I．0——缓降电路状态Ｉ。1-—I.2—-Ｉ.３——图7信号处理器的背面示意图说明:外接插头：自动过分相掌握装置与感应接收器、机车掌握电路和11０V电源的连接插头.电源开关:自动过分相掌握装置的电源开关。信号处理器故障时可以关闭电源。3.３灯显指示灯显指示的主要功能是显示整个系统运行的状况.当系统特别时或接收到信号时灯显指示能准时、精准的发出灯光或蜂鸣声以提醒司机。在机车的Ⅰ、Ⅱ端司机室的操纵台上安装一个速度/故障指示灯，一个接收到预报信号指示的蜂鸣器。速度／故障指示灯为掌握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报信号的状况,当机车通过埋设在地面的预报感应器时，感应接收器接收到地面信号.自动过分相装置检测到感应接收器接收的信号，开头自动过分相过程掌握。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,可以采纳手动过分相。四主要性能指标1使用环境☞海拔高度不超过2500m；☞最高周围空气温度为4０℃，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１～50Hz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;☞信号处理器安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内。2额定参数☞型号：GＦX2型自动过分相装置☞工作电压：ＤC77Ｖ~1３７V；☞绝缘电阻:≥５0０ΜΩ；☞工作温度:－25℃～7０℃；☞适用速度范围10~300Ｋm/ｈ;☞感应接收器直流电阻：６20Ω±5%；3技术要求☞车载自动过分相装置信号处理器的元件满意ＴＢ/T３021－2001《铁道机车车辆电子装置》标准要求的规定；4.4工作性能４。4。１延时断主断路器（接收地感器１信号)机车运行至G1（Ｇ4）点，掌握装置收到过分相预报信号，依据机车通过G１（G４）的速度Ｖ，预报距离L，北京以北L=9０ｍ,大秦线Ｌ=２６５ｍ，其他L=170m，简略计算延时公式如下（预报模式）：30km/h≥速度〉15Ｋｍ/h断开指令动作延时时间（L＊3。６）/ｖ－1s±1０%断开辅机和劈相机延时时间（L＊3．6)／v-０.2s±10%（零位连锁动作时间）主断路器断开动作延时时间(L＊３.6）/ｖｓ±１0％9０km/h＞速度≥30ｋｍ／h断开指令动作延时时间（L*3.６）/v－4ｓ±１０％断开辅机和劈相机延时时间(Ｌ*３.６）／ｖ－0.2ｓ±10％(零位连锁动作时间)主断路器断开动作延时时间(L＊３。６)/vｓ±１０％140ｋm/h＞速度≥90km/h断开指令动作延时时间（(L＋３５）＊3。６）／ｖ—5ｓ±１０%断开辅机和劈相机延时时间((L＋35）*３.6)/ｖ-１．2ｓ±10%(零位连锁动作时间）主断路器断开动作延时时间（(Ｌ＋35）＊３。６）/v—１s±1０％速度≥１4０km／h断开指令动作延时时间≤0。２５s±1０％断开辅机和劈相机延时时间（(L＋35）＊3．６）／v－1．2ｓ±10％（零位连锁动作时间）主断路器断开动作延时时间（（Ｌ+３5）＊3。6)/v—1s±１０％４．4.２立即断主断路器（接收地感器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（零位连锁动作时间）主断路器断开动作延时时间≤0.３ｓ4.４.3恢复机车状态（接收感应器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％（闭合零位连锁延时时间(ＳS7A~C的闭合零位延时时间延长14s））闭合辅机动作延时时间4．９s±10％闭合指令动作延时时间５。１s±１０％五外形尺寸和感应接收器安装要求车载自动过分相掌握装置外形及安装尺寸如图8：图８感应接收器的外形、安装尺寸和连线插头插座定义如下图9：图9车载自动过分相装置的感应接收器安装如图１0（距钢轨内侧335mm-１0mm,距钢轨踏面1１0ｍm＋２0mｍ）。图10六系统对外连接图信号处理器引线插座定义如下图：点位ﻩ ﻩﻩ定义ﻩﻩﻩ点位 ﻩ 定义1ﻩﻩﻩ１１０V ﻩﻩﻩ 1３ﻩﻩ Ⅰ端向前2ﻩﻩﻩT1接收器信号1ﻩﻩ ﻩ １4 ﻩﻩⅡ端向前3ﻩ ﻩT1接收器信号２ﻩ ﻩﻩﻩ1５ ﻩﻩ重联信号４ﻩﻩﻩT2接收器信号1ﻩ ﻩﻩﻩ1６ﻩﻩﻩＴ１、T3接收器屏蔽层5 ﻩ Ｔ２接收器信号2 ﻩﻩﻩ17ﻩ ﻩT２、T4接收器屏蔽层6ﻩ ﻩT3接收器信号１ﻩﻩﻩﻩﻩ1８ﻩﻩﻩ过分相指示灯信号7ﻩﻩﻩＴ３接收器信号2ﻩ 19ﻩﻩﻩⅠ端调速指令(１)8ﻩﻩﻩT4接收器信号1ﻩ ２0 ﻩ Ⅰ端调速指令（2）9ﻩﻩﻩＴ4接收器信号２ﻩﻩﻩ