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摘要：针对京沪线桥南站电力机车非正常断主断问题，对多趟通过该处的电力机车断主断情况统计，以及对该区段接触网设备、电力机车类型和周围设备变化情况进行检测、调查分析，得出结论，为非正常电力机车断主断查找出了具体原因。
关键词：电力机车；断主断；原因；对策
【分类号】：U223
随着电气化铁路的快速发展，牵引供电设备在铁路运输中的地位日趋重要，一旦发生故障，将直接影响行车安全。目前，京沪线桥南站下行线运行图中一天通过列车达131对，其中旅客列车34列，货物列车93列，动检、行包列车4列，列车运行密度非常大。因此京沪铁路一旦发生接触网故障或机车故障，必将影响京沪线正常运输秩序，给旅客、货物列车的正点运行造成严重影响，干扰运输秩序。
1.电力机车非正常自动断主断情况
2014年2月15日-18日共计6列SS9型电力机车反映京沪下行线桥南站至济西站间约466km000m处机车自动断主断，严重干扰了正常的运输生产秩序。
经过查找，断主断是机车在无其他故障的情况下断主断，而因机车发生器故障而导致断主断是机车正常保护措施，属于正常现象。而断主断位置距离地面自动过分相装置约1km左右。
2.自动过分相装置
2.1自动过分相装置组成
自动过分相装置由自动过分相车载装置、自动过分相地面装置、主电路和辅助电路四部分组成。自动过分相车载装置主要由25kv高压电压互感器、自动过分相控制盒和机车两端的四个感应器组成。自动过分相地面装置为一端装有磁性信号装置的混凝土轨枕即电磁枕。当机车通过时，电磁枕会发出相应的信号给机车。每个分相点需安装4根电磁枕，采用斜对称埋设。从来车方向计起，四根电磁枕发出的磁性信号分别为预告断主断、强迫断主断、合主断，第四根备用为机车反方向运行时预告断主断。
2.2 自动过分相装置的作用原理
当机车运行通过电磁枕时，车上感应器会接收到过分相预告信号，由感应器向机车微机控制系统发出110V电平的预告信号。机车微机控制系统在收到该预告信号后延迟一定时间，向感应器发出一个复位信号，使感应器复位，预告信号也随之消失。这段延迟的时间用于完成对预告信号的确认，封锁触发脉冲，等待电机电流衰减和断开主断路器。主断路器断开，机车惰行通过无电区后，由机车自动检测网压从无到有的跳变并确认，然后再闭合主断路器，顺序启动辅机，限制电流上升率，启动机车。除分相预告信号与地面设施有关外，其余一切操作都由机车自动完成，无需人工干预。机车上为实现自动过分相的功能，一是必须在主断路器前设置25 kV的高压电压互感器，用于提供一次侧电压信号，以便检知是否已过了分相区；二是利用微机系统已有的硬件：1个数字输入口用于检知预告信号，2个数字输出口，分别发出感应器复位信号及合主断路器命令。
2.3机车自动过分相系统安装情况
电力机车上一般安装的GFX-3S型自动过分相系统由广铁科研所制造。感应器安设在电力机车底部两侧，中心距离钢轨内侧工作边335±15mm，垂直方向距离钢轨表面110+10mm。
2.4 地面自动过分相系统安装情况
四块地面磁感应器距分相位置为：第一块地面磁感应器（G1）距分相起点里程为205m；第二块地面磁感应器（G2）距分相起点里程为35m；第三块地面磁感应器（G3）距分相终点里程为35m；第四块地面磁感应器（G4）距分相终点里程为205m。
3.现场检查情况
3.1通过添乘电力机车检查自动断主断情况
2014年2月15日-18日共计添乘旅客列车11次，5次机车自动跳主断，3次在466km000m附近，1次在465km750m附近，1次在465km860m附近。
由此充分说明该区段地面设备对機车自动过分相感应装置有一次信号感应，造成电力机车自动断主断装置动作，电力机车断电，影响电力机车正常取电工作、影响后续旅客列车。
3.2 设备检查情况
3.2.1供电设备检查情况
2月16日设备管理单位对接触网设备进行静态测量。测量范围桥南站内下行线11#-77#支柱、桥南站-济西站间下行线1#-19#支柱。经检查该区段接触网设备未发现异常。2月18日设备管理单位申请临时计划停电检查接触网设备。检查设备范围是京沪下行线十二里阁站至桥南351#支柱（464km900m）-桥南站73#支柱（466km983m）。经检查该区段接触网设备未发现异常。
3.2.2工务设备检查情况
2月18日利用天窗点对京沪线桥南站至济西站间下行线465km900m至466km0m范围内轨枕螺栓磁感应强度进行检测，机车运行方向的左侧钢轨两侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，右侧钢轨内侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，外侧螺栓磁感应强度最大为20GS。
根据2月18日添乘1469次在该位置自动断主断情况，分析监控器数据，断主断位置在京沪下行线465km860m处，针对该区段前后二十米范围内轨枕螺栓磁感应强度进行检测，机车运行方向的左侧钢轨两侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，右侧钢轨左侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，右侧螺栓磁感应强度最大为10GS。
2月20日对桥南站下行5#道岔（京沪线465km750m）辙叉各部件磁感应强度进行测量，5#道岔辙叉心轨70mm断面作用边外侧间隔铁磁感应强度达68.7GS；对未上道的同批次、同类型号、同位置的间隔铁进行检测，磁感应强度达61GS。
该间隔铁磁感应强度超过了《车载控制自动过分相系统技术条件》（TB/T3197-2008）第7.2.4.2条规定的电力机车电磁感应器接受电磁枕磁感应强度40GS的动作值，导致电力机车断主断耽误列车。
2月22日，工务部门对京沪线桥南站5号道岔辙叉更换下线。更换辙叉后，桥南站电力机车非正常断主断问题消除。
4.解决措施
4.1对同批次、同类型辙叉全面排查更换。工务、供电部门联合对该厂家供货的12个同型号辙叉、144块间隔铁磁感应强度进行全部检测，对磁感应强度超标的辙叉禁止上线，对已上线的辙叉由厂家负责消磁处理，不能消磁的立即更换下线，彻底消除电力机车非正常断主断安全隐患。
4.2厂家应健全完善产品质量保证体系。针对设备暴露出的问题，厂家要优化生产工艺，严格配件生产、采购质量的检查验收，使产品质量符合各项技术标准要求。制定整改方案，按照铁路部门要求，对上线设备进行全面检测或更换。
4.3应依据国家或行业标准，制定和完善物资采购及验收标准，落实产品生产许可证制度。特别是对电气化区段的道岔等设备要增加设备磁感应强度的检验质量标准，消除上线设备对行车带来的安全隐患。
4.4工务部门要依据有关规定，对现有的材料管理制度进行完善，增加相关产品验收规定，同时，依据各类专业物资需求及使用特点，规范动、静态产品质量的抽查方式，规范新材料验收管理办法，确保验收物资、材料质量达标。
4.5 鉴于行车设备配件生产和上线产品无磁感应强度的标准和检测规定，随新设备产品大量上线使用，产品携带磁感应强度超标将影响、危及行车安全，为使新设备材料有据可依，建议有关部门研究规范磁感应强度引用标准。
4.6 对自动过分相系统的信号处理器中的单片机进行改造，加装抗干扰电路。由于磁铁密度存在差别，正常地面信号与干扰地面信号形成的脉冲信号也要有差别：正常地面信号形成的脉冲宽度较宽、幅度高，干扰地面信号形成的脉冲多为尖波，且幅度较低。因此我们可以采取对脉冲宽度、幅值设置门槛的方法，滤除干扰信号。
参考文献：
【1】叶鹏，SS7E型电力机车跳主断故障原因分析及解决措施，胶济客运专线相关技术研讨会论文集.
【2】谭华宾，SS7C型电力机车自动过分相后主断合不上故障分析，电力机车与城轨车辆，2008.3
【3】毕玉，浅析电力机车自动过分相装置故障对机车运行的影响，内江科技，2012.5.
关键词：电力机车；断主断；原因；对策
【分类号】：U223
随着电气化铁路的快速发展，牵引供电设备在铁路运输中的地位日趋重要，一旦发生故障，将直接影响行车安全。目前，京沪线桥南站下行线运行图中一天通过列车达131对，其中旅客列车34列，货物列车93列，动检、行包列车4列，列车运行密度非常大。因此京沪铁路一旦发生接触网故障或机车故障，必将影响京沪线正常运输秩序，给旅客、货物列车的正点运行造成严重影响，干扰运输秩序。
1.电力机车非正常自动断主断情况
2014年2月15日-18日共计6列SS9型电力机车反映京沪下行线桥南站至济西站间约466km000m处机车自动断主断，严重干扰了正常的运输生产秩序。
经过查找，断主断是机车在无其他故障的情况下断主断，而因机车发生器故障而导致断主断是机车正常保护措施，属于正常现象。而断主断位置距离地面自动过分相装置约1km左右。
2.自动过分相装置
2.1自动过分相装置组成
自动过分相装置由自动过分相车载装置、自动过分相地面装置、主电路和辅助电路四部分组成。自动过分相车载装置主要由25kv高压电压互感器、自动过分相控制盒和机车两端的四个感应器组成。自动过分相地面装置为一端装有磁性信号装置的混凝土轨枕即电磁枕。当机车通过时，电磁枕会发出相应的信号给机车。每个分相点需安装4根电磁枕，采用斜对称埋设。从来车方向计起，四根电磁枕发出的磁性信号分别为预告断主断、强迫断主断、合主断，第四根备用为机车反方向运行时预告断主断。
2.2 自动过分相装置的作用原理
当机车运行通过电磁枕时，车上感应器会接收到过分相预告信号，由感应器向机车微机控制系统发出110V电平的预告信号。机车微机控制系统在收到该预告信号后延迟一定时间，向感应器发出一个复位信号，使感应器复位，预告信号也随之消失。这段延迟的时间用于完成对预告信号的确认，封锁触发脉冲，等待电机电流衰减和断开主断路器。主断路器断开，机车惰行通过无电区后，由机车自动检测网压从无到有的跳变并确认，然后再闭合主断路器，顺序启动辅机，限制电流上升率，启动机车。除分相预告信号与地面设施有关外，其余一切操作都由机车自动完成，无需人工干预。机车上为实现自动过分相的功能，一是必须在主断路器前设置25 kV的高压电压互感器，用于提供一次侧电压信号，以便检知是否已过了分相区；二是利用微机系统已有的硬件：1个数字输入口用于检知预告信号，2个数字输出口，分别发出感应器复位信号及合主断路器命令。
2.3机车自动过分相系统安装情况
电力机车上一般安装的GFX-3S型自动过分相系统由广铁科研所制造。感应器安设在电力机车底部两侧，中心距离钢轨内侧工作边335±15mm，垂直方向距离钢轨表面110+10mm。
2.4 地面自动过分相系统安装情况
四块地面磁感应器距分相位置为：第一块地面磁感应器（G1）距分相起点里程为205m；第二块地面磁感应器（G2）距分相起点里程为35m；第三块地面磁感应器（G3）距分相终点里程为35m；第四块地面磁感应器（G4）距分相终点里程为205m。
3.现场检查情况
3.1通过添乘电力机车检查自动断主断情况
2014年2月15日-18日共计添乘旅客列车11次，5次机车自动跳主断，3次在466km000m附近，1次在465km750m附近，1次在465km860m附近。
由此充分说明该区段地面设备对機车自动过分相感应装置有一次信号感应，造成电力机车自动断主断装置动作，电力机车断电，影响电力机车正常取电工作、影响后续旅客列车。
3.2 设备检查情况
3.2.1供电设备检查情况
2月16日设备管理单位对接触网设备进行静态测量。测量范围桥南站内下行线11#-77#支柱、桥南站-济西站间下行线1#-19#支柱。经检查该区段接触网设备未发现异常。2月18日设备管理单位申请临时计划停电检查接触网设备。检查设备范围是京沪下行线十二里阁站至桥南351#支柱（464km900m）-桥南站73#支柱（466km983m）。经检查该区段接触网设备未发现异常。
3.2.2工务设备检查情况
2月18日利用天窗点对京沪线桥南站至济西站间下行线465km900m至466km0m范围内轨枕螺栓磁感应强度进行检测，机车运行方向的左侧钢轨两侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，右侧钢轨内侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，外侧螺栓磁感应强度最大为20GS。
根据2月18日添乘1469次在该位置自动断主断情况，分析监控器数据，断主断位置在京沪下行线465km860m处，针对该区段前后二十米范围内轨枕螺栓磁感应强度进行检测，机车运行方向的左侧钢轨两侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，右侧钢轨左侧螺栓磁感应强度微弱，一般约为4GS，右侧螺栓磁感应强度最大为10GS。
2月20日对桥南站下行5#道岔（京沪线465km750m）辙叉各部件磁感应强度进行测量，5#道岔辙叉心轨70mm断面作用边外侧间隔铁磁感应强度达68.7GS；对未上道的同批次、同类型号、同位置的间隔铁进行检测，磁感应强度达61GS。
该间隔铁磁感应强度超过了《车载控制自动过分相系统技术条件》（TB/T3197-2008）第7.2.4.2条规定的电力机车电磁感应器接受电磁枕磁感应强度40GS的动作值，导致电力机车断主断耽误列车。
2月22日，工务部门对京沪线桥南站5号道岔辙叉更换下线。更换辙叉后，桥南站电力机车非正常断主断问题消除。
4.解决措施
4.1对同批次、同类型辙叉全面排查更换。工务、供电部门联合对该厂家供货的12个同型号辙叉、144块间隔铁磁感应强度进行全部检测，对磁感应强度超标的辙叉禁止上线，对已上线的辙叉由厂家负责消磁处理，不能消磁的立即更换下线，彻底消除电力机车非正常断主断安全隐患。
4.2厂家应健全完善产品质量保证体系。针对设备暴露出的问题，厂家要优化生产工艺，严格配件生产、采购质量的检查验收，使产品质量符合各项技术标准要求。制定整改方案，按照铁路部门要求，对上线设备进行全面检测或更换。
4.3应依据国家或行业标准，制定和完善物资采购及验收标准，落实产品生产许可证制度。特别是对电气化区段的道岔等设备要增加设备磁感应强度的检验质量标准，消除上线设备对行车带来的安全隐患。
4.4工务部门要依据有关规定，对现有的材料管理制度进行完善，增加相关产品验收规定，同时，依据各类专业物资需求及使用特点，规范动、静态产品质量的抽查方式，规范新材料验收管理办法，确保验收物资、材料质量达标。
4.5 鉴于行车设备配件生产和上线产品无磁感应强度的标准和检测规定，随新设备产品大量上线使用，产品携带磁感应强度超标将影响、危及行车安全，为使新设备材料有据可依，建议有关部门研究规范磁感应强度引用标准。
4.6 对自动过分相系统的信号处理器中的单片机进行改造，加装抗干扰电路。由于磁铁密度存在差别，正常地面信号与干扰地面信号形成的脉冲信号也要有差别：正常地面信号形成的脉冲宽度较宽、幅度高，干扰地面信号形成的脉冲多为尖波，且幅度较低。因此我们可以采取对脉冲宽度、幅值设置门槛的方法，滤除干扰信号。
参考文献：
【1】叶鹏，SS7E型电力机车跳主断故障原因分析及解决措施，胶济客运专线相关技术研讨会论文集.
【2】谭华宾，SS7C型电力机车自动过分相后主断合不上故障分析，电力机车与城轨车辆，2008.3
【3】毕玉，浅析电力机车自动过分相装置故障对机车运行的影响，内江科技，2012.5.