沈红海
摘 要：随着朔黄铁路万吨列车的开行，朔黄铁路运输处SS4改型电力机车自动降弓装置的功能已经满足不了运输生产的需要，文章对原自动降弓装置的设计进行了改进，实现了功能的优化，并且经过实践验证，效果明显。
关键词：受电弓；弓网故障；自动降弓；装置；减压量
中图分类号：U269.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）17-0105-02
Abstract： With the operation of ten-thousand-ton train in Shuohuang Railway， the function of automatic bow reduction device of SS4 modified electric locomotive in Shuohuang Railway Transportation Department has been unable to meet the needs of transportation production. The design of the original automatic bow lowering device has been improved in this paper. The function is optimized， and the effect is obvious.
Keywords： pantograph； pantograph fault； automatic bow lowering； device； decompression
1 概述
朔黄铁路作为晋煤东运的重要通道，运量任务逐年攀升，2017年计划运量已经达到3亿吨，在线路运输能力基本上达到饱和的情况下，为了进一步挖掘运输潜力，增加单列的牵引载重，开行万吨重载列车、两万吨重载列车是有效的解决途径。目前，朔黄铁路运输处SS4改型电力机车加装的自动降弓装置动作后，会产生紧急制动，根据朔黄铁路行车组织规则的相关规定，万吨重载列车发生紧急制动后，乘务员需要对全列进行检查，往返检查一遍最少需要15分钟以上，严重干扰了运输秩序，因此需要对自动降弓装置的部分功能进行改进。
2 自动降弓装置的组成及功能介绍
2.1 自动降弓装置的组成
朔黄铁路运输处SS4改型电力机车采用的是成都主导生产的JG-61A型自动降弓装置，该装置主要由车顶充气滑条、限位阀、蜂鸣报警器、气动控制盒、电动控制盒以及相关的控制管路、线路组成。
2.2 自动降弓装置的原设计功能
（1）在受电弓滑板条出现裂纹或磨耗到限时，就会击穿充气滑条，导致风压迅速降低，自动降弓装置保护动作，防止受电弓损坏接触网，导致弓网故障扩大。
（2）在接触网偏离受电弓距离超过弓头两侧的限位阀位置时，就会打断限位阀，自动降弓装置保护动作，防止刮弓故障的发生。
（3）自动降弓装置保护动作后，切断机车主断路器，避免带负载降弓产生拉弧，烧断接触网或损坏受电弓滑板。
2.3 自动降弓装置的工作原理
当发生弓网故障时，通常会伴随着充气滑条击穿、限位阀打断、控制管路断裂等情况的发生，此时受电弓控制管路就会因为“漏气”而压力突降，当气动控制盒检测到控制管路气压变化后，给电动控制盒送出动作信号，由电控控制盒发出指令信号，控制机车断开主断路器、降下受电弓，并产生紧急制动停车。
3 自动降弓装置功能改进的必要性和紧迫性
列车发生紧急制动后，列车车轮与钢轨的制动冲击点产生冲击应力和材质热，此时车轮停止转动，但是在惯性作用下，轮对与钢轨在滑行状态下持续发生热摩擦，从而导致车轮踏面擦伤；全列车突然产生巨大的逆向冲击力，造成机车与车辆之间的车钩缓冲装置的横向压力瞬间剧增，巨大的冲击力极易造成车钩缓冲装置故障、钩尾框发生裂纹，同时使机车局部的纵向力和横向力发生骤变，造成机车的牵引梁、转向架构架等发生裂纹或断裂；由于朔黄铁路起伏坡道多、长大坡道多，万吨重载列车在坡道上发生紧急制动后，很可能造成列车断钩，情节严重时，可能造成局部脱轨事故的发生。
4 自动降弓装置功能的改进方案
4.1 自动降弓装置功能改进分析
机车发生弓网故障后，为了防止故障扩大，必须停车进行检查，综合考虑万吨列车发生紧急制动的后果和朔黄铁路当前的运输形势两个因素，可以将紧急制动停车改成常用制动停车。SS4改型电力机车常用减压量一般情况下最小为50KPA，最大为170KPA，如果自动降弓装置动作后，常用动作产生最大减压量停车，在长大起伏坡道时，也有起非常、车辆断钩的风险，且万吨列车最大减压量停车的充风时间也比较长；如果自动降弓装置动作后，常用动作产生最小减压量停车，由于朔黄铁路具有长大坡道多、牵引载重大的特点，常用动作产生最小减压量停车时，停时时间较长，会造成弓网故障扩大，发挥不了自降降弓装置的弓网保护功能；综合考虑常用制动减压量过大、过小的弊端后，认为将常用动作后减压量控制在80-100KPA之间最为合理。
4.2 原自动降弓装置的控制原理
原电气控制盒控制装置的输入信号为534入线，来自受电弓扳键开关闭合信号；输出信号为534出线、804线、544线，其中534出线接到受电弓升弓电控阀1YV，804线接通制动控制紧急信号，544线接通主断路器分闸信号。当发生弓网故障时，电气控制盒得电动作，输出紧急制动信号、主断路器分闸信号，控制机车停车。
4.3 自动降弓装置改造方案
要实现自动降弓动作后，制动机不进行紧急制动而是常用制动，并且将减压量控制在80-100KPA之间的目的，可以利用时间继电器延时闭合、断开以及延时时间可调的特性，来控制841线的失电时间，从而达到控制减压量的目的。
在改进电路中，840线、841线为机车原有线，当840线得电时机车处于保压状态，总风停止向列车管充风；当841失电时机车处于减压状态，列车管开始排风；当841、840线同时得电时机车处于充风缓解状态，总风向列车管充风，此外每节车增加了一个中间继电器600KA、一个时间继电器300KT ，安装于1号端子柜内，便于日常检查和日后检修。
机车在正常运用过程中，自动降弓装置不发生动作，中间继电器600KA由于没有来自自动降弓装置的电源信号，一直处于失电状态，同时840线也处于失电状态；闭合电钥匙570QS后，401线得电，时间继电器300KT通过中间继电器600KA的常闭联锁一直处于得电状态；闭合蓄电池后，电控制动电源899线得电，J841线经过监控装置内部一个常闭联锁得电，由于600KA处于失电状态，所有常闭联锁闭合，841线处于得电状态。若机车运行过程中发生弓网故障，自动降弓装置动作， JG804线得电，而300KT一直处于得电状态，其常开联锁闭合，因此600KA得电，其所有常开联锁均闭合、常闭联锁断开，并且600KA通过其本身的常开联锁进行自持，此时即使300KT失电，600KA也一直处于得电状态，所以840线得电，列车处于保压状态，总风停止向列车管充风；600KA得电，其常闭联锁断开，300KT失电，其常闭联锁闭合，由于时间继电器300KT的特性决定其闭合需要一定的延时，在闭合延时期间，841线处于失电状态，列车管开始排风，通过控制300KT延时时间，来实现控制减压量的目的。
5 自动降弓装置功能的改进效果验证
5.1 自动降弓装置改进功能试验
在肃宁北折返段，对SS4改754机车的自动降弓功能进行了改造，将时间继电器300KT的延时时间设定为3秒，并对改造效果进行了现场试验，具体情况如下表：
从自动降弓装置动作后减压量试验统计表中可以看出，通过将时间继电器300KT延时时间设定为3秒，可以将常用减压量控制在80-100KPA之间，改造效果显着。
5.2 自动降弓装置功能改进的实际效果
2016年4月6日，主控SS4改6182号机车，从控SS4B型175号机车，列车运行至黄骅港站内9道582.465km处速度为39km/h时，主控机车SS4改6182机车自动降弓动作，自动减压停车，停车12分11秒。
从案例可以看出，自动降弓装置功能改进后，大大减少了弓网发生故障后堵塞正线区间的时间，一定程度上提高了朔黄线运输效率，自动降弓装置功能的改进对运输生产任务的完成有积极作用。
6 结束语
在当前朔黄铁路运输任务逐年增加，列车开行密度越来越大的形势下，必须减少列车途停时间，避免区间长时间停车对运输秩序的干扰。朔黄铁路运输处SS4改型电力机车安装的自动降弓装置的部分功能已经满足不了新运输模式的需要，技术人员经过不懈努力，将自动降弓装置的紧急制动功能改造成常用减压80-100KPA，既能够保证在发生弓网故障时，尽快停车的安全需要，又能够缩短列车充风、乘务员检查的作业时间，提高区间开通效率，为运输生产任务的顺利完成提供保障。
参考文献：
[1]王奇钟.韶山4型电力机车操纵与保养[M].中国铁道出版社，2009.
[2]杨兆坤.韶山4型电力机车乘务员[M].中国铁道出版社，2008.
[3]范荣华.SS4改型电力机车过电压吸收电路烧损的原因及改进
措施[J].科技创新与应用，2014（32）：3-4.
[4]张天祥.SS4型电力机车受电弓常见故障分析与处理[J].科技创新与应用，2015（29）：66-67.
