王荣新
(中国铁路昆明局集团有限公司玉溪供电段，昆明 650100)
JJC型铁路接触网检修列(简称JJC)是推进接触网修程修制改革和接触网检修装备现代化背景下研发的新型铁路接触网作业车，主要用于铁路高空接触网设备大规模、集中生产，能为生产现场提供运输、工作平台、料具存储、配件加工、食宿、现场办公等生产、生活条件。JJC的主要结构和配置，全路已实现了统型，由12辆不同用途的单车按固定顺序编组成车列，依次为1号牵引车、2号材料车、3号材料加工及安全用具车、4号工具车、5号炊事车、6号餐车、7号会议车、8号至10号宿营车、11号办公车、12号牵引车，头、尾的1号车、12号车自带动力实现双向牵引，中间的2号至11号车不带动力。每辆不带动力车辆顶部都有独立的能进行升降动作的作业平台，全部作业平台起升后在车辆顶部组合成一个长175 m、宽1.75 m的整体贯通式作业平台，为铁路供电专业人员开展处于高空的铁路接触网设备检修工作提供工作平台。工作平台的液压系统油泵电机，配件加工工装、机具，生活电器，办公设备和设施，为交流三相380 V或单相220 V设备，这些交流设备由交流系统供电[1]。
JJC交流系统为符合民用标准的三相四线制380 V/220 V交流系统，由电源、配电柜、用电设备3部分及各部分间电缆组成。按JJC应用场合、生产现场、停留地点实际，设计有P220-3机组、P110-3机组、接触网供电、外接供电四路电源。P220-3机组、P110-3机组均为柴油机组，安装在1号车内，分别提供200 kVA、100 kVA电源；
接触网供电系统安装在12号车内，由12号车车顶受电弓从接触网接收25 kV的单相电压，经降压、整流、逆变、滤波、△/Y0转换成三相四线制，提供200 kVA电源；
1号车车体左侧、右侧各有1个200 A插座(同一时间只能使用其中1个)，随车配置有与插座配套的专用电缆，使用此电缆分别连接车体上任一插座和地面电源，就能实现向地面电源取电。
按JJC实际使用情况，有5种电源供电方式。第1种用于作业结束在专用线停留，地面无取电条件，使用生活、办公设施，用电设备功率P≤72 kW，使用P110-3机组；
第2种用于专用线库内作业前整备，仅使用作业平台，72 kW
第4种用于作业结束电气化铁路上停留，使用生活、办公设施，P≤145 kW，使用接触网供电；
第5种用于作业结束在专用线停留，地面有取电条件，使用生活、办公设施，P≤72 kW，使用外接电源。
JJC交流配电柜为P110/P220型配电柜，安装在1号车内，作用是对四路电源按需要进行选择，并实现1号车的三路电源与12号车的接触网电源互锁，以及1号车的地面电源取电检测等保护功能。交流配电柜电路主要包括三路电源主供电电路(接触网供电在12车上)和控制电路两部分，如图1所示，通过位置开关选择P110-3机组、P220-3机组、P220-3机组与P110-3机组并联供电、接触网、外接5种供电方式之一进行供电[2]，工作过程简述如下。
图1 JJC铁路接触网检修列 P110/P220交流配电柜原理图
2.1 P110-3、P220-3单机组供电
以P110-3机组为例，启动P110-3机组，断路器QF2闭合，U21、V21、W21合闸输出；
选择位置开关在“P110-3机组”位置，位置开关(7、8)触点接通。
1)接触网电源未使用，U31无电，位置开关(3、4)触点断开，接触网电源控制电路U31、V31经KM1常闭触点、KM2常闭触点、KM3常闭触点、KM4线圈不能构成回路，KM4辅助常开触点断开；
U31、KM4辅助常开触点、KM5线圈、N不能构成回路，KM5(10、2)常闭触点接通。
2)U11无电，U11、KM6、N不能构成回路，KM6(9、5)触点断开。
3)U11、KM6(9、5)触点、KM7(5、9)触点、KM1(21X、22X)触点、KM2(21X、22X)触点、KM8线圈、N不能构成回路，KM8(1、9)常闭触点、KM8(3、11)常闭触点均接通。
P110-3机组控制电路U21、V21通过KM5的(10、2)常闭触点、KM8的(1、9)常闭触点、位置开关(7、8)触点、KM2线圈、KM8的(3、11)常闭触点构成回路，KM2主触点闭合，U21、V21、W21接通主电路U41、V41、W41进行供电。P220-3机组供电与此类似。
2.2 P110-3、P220-3双机组并联供电
闭合断路器QF1、QF2，选择位置开关在“并联供电”位置，位置开关(5、6)、(7、8)、(9、10)、(11、12)四组触点接通，先启动P220-3机组合闸输出，再启动P110-3机组，两机组自动同步，同步成功后P110-3机组合闸输出，具体工作过程分4个阶段：
1)启动P220-3机组后，U11、V11、W11合闸输出；
如2.1节所述，P220-3机组控制电路U11、V11通过KM5的(11、3)常闭触点、KM8的(2、10)常闭触点、位置开关(5、6)触点、KM1线圈、KM8的(12、4)常闭触点构成回路，接通KM1线圈，U11、V11、W11接通主电路U41、V41、W41进行供电。
2)KM1线圈通电后KM1的(21X、22X)常闭触点断开，联锁控制电路U11与 KM8线圈断开，KM8的(1、9)常闭触点、(3、11)常闭触点接通。
3)P110-3机组启动后，检测、调整机组电压、频率、相位与P220-3机组一致后，U21、V21、W21合闸输出，如2.1节所述，P110-3机组控制电路U21、V21通过KM5的(10、2)常闭触点、KM8的(1、9)常闭触点、位置开关(7、8)触点、KM2线圈、KM8的(3、11)常闭触点构成回路，接通KM2线圈，U21、V21、W21接通主电路U41、V41、W41进行供电。
4)P220-3机组、P110-3机组同步后，位置开关(9、10)触点、(11、12)触点接通，两机组控制电路的KM1线圈、KM2线圈实现并联，两机组稳定地进行同步供电。
2.3 接触网供电
位置开关在“接触网供电”位置(3、4)触点接通，只有P220-3机组、P110-3机组、外接三路均不供电的情况下，交流接触器KM1、KM2、KM3线圈不通电，接触网供电控制电路U31、V31通过KM1、KM2、KM3的常闭触点接通KM4线圈，接触网U31、V31、W31接通主电路U41、V41、W41进行供电。
2.4 外接供电
选择位置开关在“外接供电”位置(1、2)触点接通：在接触网不供电U31不接通KM5继电器，以及经检测外接电源U51、V51、W51相序符合2个条件满足的情况下，外接供电控制电路U31、V31通过KM5常闭触点、相序保护器JTD1的(8、5)触点接通KM3线圈，U51、V51、W51接通主电路U41、V41、W41进行供电。
2.5 互锁保护
一方面通过工作位置开关任一时刻只能选择1种供电方式，实现5种供电方式间的互锁；
另一方面如2.3节所述，P220-3机组、P110-3机组、外接三路供电(三路供电均在1车)与接触网供电(接触网供电在12车)互锁，这样即使错误操作同时接通1车、12车供电，也能实现只能有1车或12车1个车供电。
2.6 相序保护
外接供电时相序保护器JTD1对外接电源U51、V51、W51相序进行检测，如相序与主电路不一致，相序保护器JTD1的触点(8、5)不接通，如2.4节所述，外接U51、V51、W51电源不能接通主电路U41、V41、W41进行供电。
JJC库内整备检查作业平台，P110-3、P220-3双机组正常运转，操作作业平台不能动作。现场目视检查发现：1)配电柜内接触器KM1、KM2接入主电路的主触点均未闭合；
2)P110-3机组不能合闸；
3)P220-3机组能合闸。
随后排查发现配电柜下方端子排左侧最外方的控制继电器KM6触点烧蚀、常开触点(9、5)粘连。结合电路工作过程，故障原因为：
1)KM6触点烧蚀，造成常开触点(9、5)粘连,形成通路。
2)P220-3机组起机后合闸，U11、V11、W11带电。
3)P110-3机组起机后合闸，U21、KM7、N回路接通，KM7的(5、9)触点接通。
4)联锁控制电路U11、N通过KM6的(9、5)触点、KM7的(5、9)触点、KM1的辅助常闭触点(21X、22X)、KM2的辅助常闭触点(21X、22X)、控制继电器KM8线圈形成通路，KM8线圈通电，KM8的(2、10)常闭触点、(12、4)常闭触点断开。
5)如2.1节所述，P220-3机组控制电路U11、V11通过KM5的(11、3)常闭触点、KM8的(2、10)常闭触点、位置开关的(5、6)触点、KM1线圈、KM8的(12、4)常闭触点不能构成回路，KM1主触点不能接通，U11、V11、W11不能供电。
6)因选择位置开关在“并联供电”位置，P110-3机组检测不到P220-3机组电压、频率、相位，由“合闸”退出到“分闸”状态，U21、V21、W21不能输出。
7)如2.1节所述，P110-3机组控制电路U21、V21通过 KM5的(10、2)常闭触点、KM8的(1、9)常闭触点、位置开关的(7、8)触点、KM2线圈、KM8的(3、11)常闭触点不能构成回路，KM2主触点不能接通。
在故障排查中还发现厂家出厂时KM8继电器座上3号端子上同时连接了V21、X23。按故障原因，重新更换KM6继电器，并将V21、X23分别连接到KM8继电器座的11号端子、3号端子上，故障排除。
JJC开展接触网检修作业过程中，交流配电柜控制电路的继电器故障时有发生，造成现场接触网检修作业不能继续开展，甚至会因起升的作业平台不能及时复位造成作业时间延时，影响铁路运输。现场作业中发生交流系统供电故障作业平台不能使用，先要断开车列上的全部交流负载，观察配电柜门上电压、电流、频率仪表数据和P110-3、P220-3这2个机组控制器显示屏信息，如机组正常运转显示“运行中”、仪表显示数据为0，故障范围可确定在交流配电柜。处理方法是将P110-3、P220-3双机组“并联供电”方式调整为“P220-3机组”供电方式，以维持现场作业。参照以下3个步骤和方法进行处理：
4.1 调整供电方式操作
JJC接触网检修作业，一般按P110-3、P220-3双机组“并联供电”方式对作业平台进行供电。经实际测试，JJC使用作业平台时所需功率约100 kW左右，P110-3、P220-3双机组供电、P220-3单机组供电任一方式均可满足现场作业需要。调整“并联供电”方式为“P220-3机组”供电方式的操作顺序是先进行两机组停机，再依次起动P220-3机组、合/分闸、设置位置开关在“P220-3机组”位置、接通负载。
4.2 互换控制继电器
进行上步处置后，如故障仍然不能排除，继续进行本步骤。配电柜的控制电路有KM5、KM6、KM7、KM8这4个相同的继电器，按图1，与“P220-3机组”供电方式有关的继电器有KM5、KM8。可以将KM5、KM8拆下，将KM6、KM7任一个与KM5、KM8进行互换，互换后再按4.1节所述进行操作。
4.3 加装控制线
进行上步处置后，如故障仍然不能排除，继续进行本步骤。P220-3机组主电路接触器KM1型号ABB AF400-30，线圈电压为250～600 V。按照线圈电压参数，如果为KM1的A1、A2端子提供AC 220 V，就能代替P220-3机组的控制电路：U11→KM5常闭触点→KM8常闭触点→位置开关触点→KM1线圈→KM8的常闭触点→V11，使KM1主触点闭合供电。先拆除KM1的A1端子X11号线、A2端子X20号线，再使用2根2.5 mm2或4 mm2单芯铝芯或铜芯硬导线，分别连接A1、A2端子至相线铜排和N线铜排，比如一根连接A相线铜排(或B、C任一相线)和A1，另一根连接N相铜排和A2，连接后再按4.1节所述进行操作。比如，一次作业中KM5继电器故障，因A2端子X20与V11相线连接，拆卸A1端子的X11号线，在A1端子与N线铜排间加装控制线蓝色线如图2所示，A1、A2端子间为相电压AC 220 V，KM1线圈通电后，KM1主触点接通了U11、V11、W11与U41、V41、W41主电路进行供电，实现了作用平台的临时使用。
图2 KM1线圈加装控制线
从JJC使用情况看，交流系统中电源系统质量比较稳定，继电器故障时有发生，特别是KM6、KM7相对KM5、KM8工作时间长，故障率相对更高，实际检查发现，故障的继电器多数为触点粘连。因此，采取适当加大触点容量和带测试按钮结构的继电器2项措施，既能加大触点过流能力，又能在触点粘连、继电器线圈电路故障时使用测试按钮手动操作触点，及时处置故障。
1)原厂继电器。车辆出厂时使用的4个继电器均为OMRON My4n-J 型，为AC 220 V继电器，其结构特点及主要参数为：四开四闭触点、触点容量(3 A、AC 250 V)/(5 A、AC 240 V)、配套继电器座为优化型端子排列、继电器带指示灯、继电器无测试按钮[3]。
2)替换继电器。选择与原继电器座相匹配的Schneider RXM4AB2P7型继电器，代替原OMRON My4n-J 型继电器。Schneider RXM4AB2P7型继电器为AC 220 V继电器，其结构特点及主要参数为：四开四闭触点、触点容量(6 A、AC 250 V)、配套继电器座为优化型端子排列、继电器带指示灯、继电器带测试按钮[4]。2种继电器如图3所示。
图3 Schneider RXM4AB2P7型(左)、OMRON My4n-J(右)继电器
3)替换后继电器使用。拆下原OMRON My4n-J型继电器，将Schneider RXM4AB2P7型继电器按原继电器方向插入原继电器座即可。更换为Schneider RXM4AB2P7继电器后，发生故障时把Schneider RXM4AB2P7继电器上的测试按钮拔片向上拔起，就能手动操作触点，将触点状态调整到未故障时的正常工作状态，方便、快速地解决继电器故障问题。
全路各铁路局集团公司的供电设备维护单位均配置了JJC，全路保有量已达到75列。提出的处置方法和改进方案，实际实施取得了一定的效果，可参照执行。但在实施时，要执行好以下防触电安全措施：
1)车辆作业中短距离运行，在机组处于运行状态，检查交流配电柜时不得拆除档板，只能通过挡板观察各继电器红色指示灯是否点亮，判断各继电器状态；
2)需要拆除档板检查、处理配电柜内各部件故障时，必须将机组停机，断开配电柜内的3个断路器；
3)故障处理结束后，需要恢复隔板，将配电柜柜门锁闭，防止无关人员打开柜门。
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