SS4电力机车速度传感器的线路故障定位与改进措施分析.pdf

340 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用器发生故障，会影响监控装置速度采集的精确性，造成监控数据与实际情况产生误差，此时乘务员需要手动调整监控数据，一旦操作失误，就会导致列车发生紧急制动，影响列车运行安全。（3）运行速度大于20km/h时，JK430走行部监测装置才能采集、记录测点的冲击信号，如果无速度信号输出时，JK430走行部监测装置将无法对轴箱轴承、抱轴轴承、电机轴承及齿轮、轮对踏面实施监测，一旦走行部发生重大隐患不能及时预警，将导致安全事故的发生。2 速度传感器及相关线路故障的定位 以往发生速度传感器方面故障时，技术人员需要根据故障现象、检修经验，初步判断出故障原因，然后采取更换配件、测量校线等方法进行故障处理，存在工作强度高、劳动强度大的问题。为了提高速度传感器及相关线路故障查找的精确性，自主研制了便携式速度传感器测试仪，技术人员利用测试仪可以迅速查找出故障部位，然后有针对性地进行修理，提高了故障检修的效率。研制的便携式速度传感器测试仪的组成及功能。便携式速度传感器测试仪由电源开关、控制电路、传动机构、控制显示屏、各类接口、辅助配线组成；其中控制电路包括3.3V电路、5.5V电路、15V电路、速度信号检测电路、模拟速度信号0 引言朔黄铁路采用SS4改型电力机车牵引万吨重载列车，编组方式为机车+54车辆+机车+54车辆+列尾。SS4改型电力机车的光电速度传感器安装在机车轮对的轴端，其中二轴安装四通道速度传感器，其他轴安装两通道速度传感器，速度传感器为电子柜提供速度信号，控制机车的防空转、防滑行保护；向机车监控装置、JK430走行部监测装置提供速度信号，对机车的运行情况进行监测。本文提出了一种新型的、快速的查找故障方法，并对故障原因进行了分析，提出了改进措施。1 速度传感器与线路故障中的问题速度传感器及相关线路发生故障后，会造成无速度信号输出、输出速度信号断断续续，影响了电子柜防空转保护装置、监控装置、JK430机车走行部监测装置的速度信号的采集，导致万吨重载列车运行存在安全隐患。具体危害如下：（1）电子柜防空转保护装置采集的速度脉冲数少于实际产生的脉冲数时，控制系统会判断为机车发生了空转（实为假空转），此时机车会自动撒沙，电机电流产生波动，严重时会卸载，造成列车区间停车。因此，需要切除防空转保护装置，当机车发生真空转时，控制系统就不能进行空转保护了，会造成轮对擦伤，严重时轮对发生迟缓、打伤钢轨。（2）速度传感作者简介：魏超，中铁十五局集团轨道交通运营公司朔黄铁路运输处；研究方向：电气工程。收稿日期：2023-04-15；修回日期：2023-05-22。摘要：阐述便携式速度传感器测试仪的特点，探讨传动轴断裂、控制盒故障、线路断裂故障的原因，提出检修工艺、设备改造、试验检测的应对措施。关键词：速度传感器，线路故障定位，传动轴断裂。中图分类号：TP212 文章编号：1674-2583(2023)06-0340-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.151文献引用格式：魏超.SS4电力机车速度传感器的线路故障定位与改进措施分析J.集成电路应用,2023,40(06):340-341.SS4电力机车速度传感器的线路故障定位与改进措施分析魏超（中铁十五局集团轨道交通运营公司朔黄铁路运输处，河北 062350）Abstract This paper describes the characteristics of portable speed sensor tester,discusses the causes of transmission shaft fracture,control box failure and line fracture failure,and puts forward countermeasures for maintenance process,equipment transformation and test detection.Index Terms speed sensor,line fault location,transmission shaft fracture.Analysis of Line Fault Location and Improvement Measures for Speed Sensor of SS4 Electric LocomotiveWEI Chao(China Railway 15th Bureau Group Rail Transit Operation Company,Hebei 062350,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 341输出电路；控制显示屏的显示参数包括速度、占空比、速度最大值、速度最小值、相位、设定速度等；接口包括速度信号输入接口、速度信号输出接口、USB接口。便携式速度传感器测试仪具有以下功能：（1）速度信号检测，可以检测速度传感器发出的脉冲幅值为15V、0-120km/h的速度信号；（2）模拟速度输出，可以输出峰峰值为+15V、0-120km/h的速度信号;（3）具有传动机构，可以给传感器提供动能，使传感器按设定速度转动；（4）设备带有7寸触摸显示屏，可以设置并显示测试的参数信息。利用研制的便携式速度传感器测试仪查找故障。速度传感器性能检测。（1）将便携式速度传感器测试仪放置在平整地面，打开电源开关，测试仪进行设备的自启。（2）将机车上发生速度信号异常的速度传感器拆下，装入测试仪的传动机构中，紧固螺栓。（3）将速度传感器的接头与测试仪的测试输入接口相接。（4）通过测试仪的显示屏输入待测的速度传感器转动速度，并选择转动方向（正转或反转）。（5）对速度传感器检测参数进行对比分析，通过分析判断速度传感器是否故障。（6）检测完成后，松开螺栓，取下速度传感器，关闭电源开关。速度传感器相关线路检测。（1）将便携式速度传感器测试仪放置在平整地面，打开电源开关，测试仪进行设备的自启。（2）将配线的一端与测试仪的模拟输入端口相接，配线的另一端与机车的控制盒相接。（3）通过测试仪的显示屏输入模拟的速度，向机车发出模拟的速度信号。（4）将设定的速度信号值，与监控装置、JK430走行部监测装置采集的速度进行对比分析，如果一致则说明线路正常，反之则线路故障。（5）检测完毕后，取下配线，关闭电源开关。3 故障原因与改进措施速度传感器与线路断裂。（1）原因分析。SS4改型电力机车的速度传感器的控制盒安装在转向架上，控制盒接线要进入车体内部的端子排，必然会有一部分接线在车体与转向架之间悬空，在机车过弯道时，转向架会左右转动，而车体位置是固定不变的，这样转向架与车体之间会发生水平位移，产生蛇形运动，使悬空部分接线发生扭曲、拉伸，最终造成接线内部因疲劳而断裂。（2）改进措施。为了解决车体与转向架之间位移对控制盒接线的影响，通过对机车蛇形运行轨迹进行模拟、分析后，将控制盒的安装位置由转向架移到车体上，这样就可以有效解决蛇形运动对控制盒接线的影响。由于车体上没有控制盒的安装位置，设计、加工制作了L板，L板采用4mm厚度的钢板制作，L板的正面尺寸为40mm30mm，焊接处尺寸为30mm20mm。根据控制盒安装螺栓位置在L板上开4个直径为8mm孔，将L板焊接到车体下部后，再将传感器控制盒安装在L板上。为了防止控制盒接线在机车运行中摆动、扭曲，设计、加工了U型安装座，U型安装座采用钢筋加工制作，尺寸为50mm20mm，在车体下部布线的位置每间隔40cm焊接一个，以便于控制盒接线的绑扎固定。速度传感器的故障。控制盒故障。（1）原因分析。控制盒的O型圈破损或丢失，造成控制盒密封不良，由于雨雪天气或擦车时水渗入插头内部，导致部分插针或插针孔氧化腐蚀，使速度信号中断。（2）改进措施。控制盒两端的插头处加装冷缩管，防止插头处进水，导致氧化腐蚀，并且控制盒与速度传感器应采用同一厂家的产品。修程中，需要打开控制盒两端接线接头进行检查，内部不得有水渍，插针、插孔不得发生锈蚀。对检修后的速度传感器进行性能测试时，需要增加控制盒的插头与插座摇摆试验。传动轴断裂。（1）原因分析。由于路况、弯道、轴端方孔套磨损的原因，使传动轴转动时受力不稳定、不连续，间断性冲击使传动轴空心销或十字轴根部发生断裂，造成速度传感器故障。此外，十字轴的橡胶护套裂损，造成十字轴内部的润滑脂在离心力作用下甩出，导致传动轴各部油润不良，加剧了十字轴与弹性销之间的磨损，导致弹性销裂损，使传动轴发生断裂。（2）改进措施。修程中，对速度传感器的传动轴进行检查，应转动灵活，不卡滞，不得有锈蚀、裂纹等异常情况，并适当涂抹润滑脂。十字轴弹性销磨耗过量时，应及时进行更新，防止老化、松动，造成传动轴断裂。速度传感器的占空比超差。（1）原因分析。对占空比超差的速度传感器进行解体检查发现，由于安装光栅片零件时，表面未擦拭干净，油脂在离心力作用下慢慢移向光栅片的光缝处，逐渐将光缝堵塞，造成控制盒进行信号转换时脉冲丢失，产生占空比超差现象，此时在试验台上输出信号为不规则波形。（2）改进措施。对速度传感器进行检修时，应保证作业场地清洁，组装作业时，应用无纺布将光栅盘、传动轴、光电模块擦拭干净，防止油脂、灰尘颗粒等进入速度传感器内部，堵塞光缝。4 结语本文利用自主研制的便携式速度传感器测试仪可以准确、有效地定位故障，探讨传动轴断裂、控制盒故障、线路断裂故障的原因和应对措施。参考文献1 赵凯.便携式机车速度传感器检测仪的研制D.湖北：武汉理工大学,2007.2 李勇墙.SS4改型电力机车空气管路防寒问题J.设备管理与维修,2018(19):49-50.