[01088270]电力机车整备作业安全自控装置

机车在整备过程中，作业区必须被隔离成无电区，即通过隔离开关将额定电压为27.5kV的接触网断开并挂接地线。由于隔离开关和接地线的操作以及安全防护均是靠人工完成的，且整备作业的内容多、时间紧、工作环境差(24小时全天候工作制)，经常发生误操作事故。如：未断开隔离开关进入机车顶部作业；断开隔离开关后未挂接地线进入机车顶部作业；机车顶部作业人员尚未撤离车顶即合隔离开关；未取下接地线即合隔离开关；接地线失效时进入车顶作业；作业区滞留机车受电弓(双弓)能够短接分断绝缘器时新进机车整备作业；作业人员所要上的机车不是已经断开隔离开关作业区的机车(即上错车)等等。发生误操作最直接的后果是作业人员触电伤亡和接触网短路，而接触网短路将导致开闭所或变电所真空断路器跳闸，造成机务段(折返段)或者整个供电臂范围(单线区段为25～30km，复线区段为20～25km)无牵引电力。自1961年中国第一条电气化铁路宝成线宝(鸡)凤(州)段建成至今，电力机车整备作业的操作和安全监护一直是沿用传统的人工作业方式，虽然近年来有些地方采用了电动隔离开关，但仍是人工直接操控方式，使得上述事故不能得到有效控制。该装置采用了全新的工作方式，应用了系统控制原理、光束传感技术和计算机、机电传动等技术，使繁杂、散乱的作业过程程序化、自动化，尽可能地使操作简单化，并实现了集中远程控制和自动挂接地线及接地确认等安全自动监控。有效地保证了作业人员和接触网的安全。同时，该装置还改善了工作环境，缓解了作业人员的心理压力，从而为整备作业的高效、安全、文明生产提供了技术上的支持。这对于24小时全天候工作制的铁路机车运用和管理是非常有利的。该装置已获中国发明专利(专利号：94115909.4；国际专利主分类号：H01H31/00)。目前，该装置正在广铁集团推广使用，哈尔滨机务段的推广工作也正在进行中。技术创新点：1.电力机车整备作业安全监控装置创立了新的监控方式。2.对整备作业过程中影响安全的各种信息实行自动化采集。3.设立整备作业安全防护自动信号机。4.采用图形动画界面的形式在中央控制室实时显示作业区的状态，对隔离开关的操作实行集中远动。5.高自动化操作，两只按钮涵盖全部操作内容，并且只需一次操作。6.防误操作。在任何情况下，只有在许可条件完全具备时操作命令才有效，避免了误操作。7.解决了红外线和激光传感的自然光干涉问题。8.双输出机电传动装置解决了频繁动作、使用寿命、运行平稳的问题。分合闸时间达到了0.5秒的标准时间(一般驱动装置为3秒)，避免了烧蚀开关触头的问题。双输出设计实现了自动接地，并在机械和电气上保证了隔离开关和接地线互为逻辑的关系。9.设立接地状态检测系统，检测结果参与系统安全控制。10.故障导向安全设汁，在山现危及安全的故障后自行锁闭。在故障排除前操作指令无效。11.设立了登顶作业安全通道，取消了从机车天窗进入车顶作业的过程，保证了安全，降低了管理难度。12.提高工效13.3％，在相同运量的情况下可减少机车的投入量。应用情况1994年1月韶关机务段安装使用了第一代自控装置，1996年3月升级为第二代自控装置，各项功能发挥正常，性能稳定，工作可靠。在对比试验中，未安装使用该装置的作业区平均每年有2.33宗因误操作造成的接触网短路。发生多宗在没有停电的情况下贸然进入车顶作业、险些发生职工触电伤亡的事故苗子。而使用该装置的作业区则未发生过上述情况。1998年在怀化机务段推广应用。在车顶滞留人员检测上尝试用图像分析技术(CCD)，因受户外全天候复杂的光照变化制约，分析结果不能保证100％的准确率而放弃使用CCD，后采用对射型红外线光幕传感器与计数器相结合的方法实现对车顶滞留人员检测，降低了使用单个传感器的安装调试难度，该办法在以后的推广工作中得到了推广应用。怀化机务段是第一个推广点，在取得推广经验的基础上，对系统进行了全面改进，采用系统集成的方法，以PLC控制单元代替单片机控制单元，提高系统的可靠性和稳定性，为以后的推广应用积累了经验。2000年在郴州机务段推广应用。郴州机务段虽为电力机车运用段(相当于折返段)，但使用情况很好。作为运用段，机车交路大多为紧交路，该装置充分发挥了高效率的特点。2001年在广深公司机务管理所平湖南机车折返段推广应用，从运用情况看效果令人满意，性能稳定，运行正常。2002年与哈尔滨铁路局签订了设备安装合同，目前该项目正在哈尔滨南机务段实施。