列车运行监控装置（LKJ）速度与压力故障原因及分析

高超

摘 要：列车运行监控装置（以下简称LKJ），是中国列车运行控制系统体系的组成部分，是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助机车司机提高操纵能力的重要行车设备。LKJ系统设备运行的稳定程度极大关系着铁路客货运输的安全及效率。

关键词：LKJ；速度通道；压力通道；工作原理；故障分析

中图分类号： u269 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-214-2

1 概述

LKJ系统设备在日常使用中发生故障时，如何快速判断故障出处，尽快消除故障，对于压缩设备故障和事故件数、减少故障延时、提高铁路运输效率有着积极作用。本文针对LKJ系统设备中速度和压力通道工作原理及故障处理进行简要分析。

2 速度通道原理及故障分析处理

2.1 速度通道的工作原理

LKJ系统速度的采集来自安装于机车轴端的光电速度传感器，光电速度传感器可检测机车运行中车轮转速，向LKJ系统提供与机车车轮转速成比例的电脉冲信号。光电速度传感器的工作原理是把光强度的变化转换成电信号的变化，当接到+15V（此15V电源由LKJ监控主机电源插件供给传感器）直流电源后，光源（发光二极管）经随车轮转动的光栅变成断续光，使得光断续器中的光敏二极管通断运行，经电路的放大整形后，输出与转速成比例的方波脉冲序列。光电速度传感器将速度信号通过X34电缆传输到LKJ监控主机，速度信号经过LKJ监控主机模拟量输入/输出插件中RC滤波器滤波和限幅保护电路后，由施密特比较器整形成方波，方波信号通过光电耦合器隔离后整形变为一路速度信号（共有三路速度信号通道来自机车上测速电机或光电速度传感器，此三路信号通道完全一样）通过母板传送到LKJ监控主机监控记录插件。

2.2 常见故障分析与处理

通过上述速度通道原理分析，我们知道电源插件（15V电源）、模拟量输入/输出插件、监控记录插件、光电速度传感器等设备会对速度产生影响。当发生速度故障时，在影响速度的设备排查中，LKJ监控主机中相关插件的排查最为简单，首先在显示器操作（【查询】+4）进入设备状态，查看各插件是否良好；再通过LKJ监控主机插件灯显察看电源插件3B灯亮，并且无闪烁，表示供给速度传感器的15V电源正常；观察监控记录插件的4B灯亮，且无闪烁，可以判定模拟量输入/出插件正常，可以排除LKJ监控主机插件故障。光电传感器、接线盒、速度通道配线的故障排查主要通过外观检查和替换法来进行。

2.2.1 速度不准确，机车运行中距离校正误差较大。机车运行中，多架信号机通过后，距离误差较大，监控装置无法自动校正距离，只能进行人工手动校正，影响机车运行和机车乘务员的正常操作。出现此类问题，除去机车空转、轮滑及设备故障，还可能是由于监控装置内输入保存的机车轮径值与实际轮径值相差太多导致。处理此类故障时，先查看该机车最近是否下达过轮径修改通知，是否根据机务提供的轮径修改通知进行修改；若近期没有修改机车轮径，还需通过分析该机车前几趟的运行文件，对比机车轮径变化，仔细分析过机校正是否过大，判断是否是轮径的问题。

2.2.2 运行中速度通道显示不正确。日常电务车载工作中，我们通过机车乘务员反映或是分析机车文件会得到机车在运行中速度通道显示不正确的问题。

①LKJ显示器三路速度通道显示中，V0和V1取自同一速度传感器，一般称为主速；V2取自另一速度传感器，一般称为备速。一路或两路速度通道显示不正确故障原因多出现在光电速度传感器、接线盒、速度配线上。

我们在处理故障时通常按照从简到繁的处理原则，首先根据速度故障现象判断是主速故障或是备速故障，这对某路速度通道故障处理尤为重要（不同机车可能设备安装位置不同，无法准确判断主速或备速时，可通过拆掉光电速度传感器摇动拨叉进行判断）。确定故障速度通道设备安装位置后，安装接线盒的先检查外观是否良好；其次拧下光电速度传感器插头，拧上良好的光电速度传感器插头，通过手摇光电速度传感器拨叉，观察LKJ显示器是否有速度显示；若无，则拧下监控主机X34插头，检查插针是否完好并重新紧固良好，手摇拨叉观察有无速度信号；若还无速度信号，更换接线盒进行测试。若再无速度信号，基本可以判断是接线端子至监控主机X34插头之间的线缆故障，或是接线端子至接线盒线缆故障。很多机车设备线缆在机车地板下铺设，更换相对复杂，在更换的时候具体判断故障出处还是用万用表检测一下，断开X34插头，将相应速度通道配线J169（屏蔽地/1#）短接，再用万用表测X34插头的相应点是否导通。速度通道1（V0）J131（3#）短接J169，测X34插头1#对3#；速度通道2（V1）J132（4#）短接J169，测X34插头1#对4#；速度通道3（V2）J133（5#）短接J169，测X34插头1#对5#。如果判断出有断路现象则更换相应电缆，更换后再进行速度测试。

②三路速度通道无显示，说明三路速度通道全部故障，若是主速、备速光电速度传感器同时故障的概率比较小，所以出现这种故障应该是速度通道共用条件方面出现故障，重点检查监控主机和接线端子是否有±15V的速度电源输出。

处理时，先检查监控主机是否工作正常，重点查看监控主机模拟量输入/输出和电源插件；若插件均良好，检查X34插头是否安装良好，将X34插头拧下重新紧固良好后检测；若故障仍未排除，可能就是X34线缆问题，用万用表测量X34插头插针2号（速度15V+）对6号（速度15V-）是否通路，再检查接线端子J170对J179有无15V电源输出。

3 压力通道原理及故障分析处理

3.1 压力通道工作原理

现用的LKJ2000型监控装置可以同时引入四路压力信号，压力信号是通过压力传感器采集，压力传感器给LKJ提供列车管、制动缸和均衡风缸的压力采样信号，将0-1000kPa的压力信号转成0-5V的电压信号。各压力传感器采用同一供电电源15V，此15V电源由监控装置电源插件输出的压力传感器电源并联后供给，每路压力信号同时输入至模拟量输入/输出插件的压力信号接口，模拟量输入/输出插件提供4路压力传感器信号，此4路电路完全一致，插件接到某路压力传感器的电压输出信号，其变化为1000kPa：5V，通过RC滤波，差分放大后送到A/D转换电路，数模转换后送至监控记录插件。

3.2 常见故障处理

①机车压力表显示正常，LKJ显示器无压力显示。遇到此故障时，首先要判断是列车管压力还是均衡风缸压力或制动缸压力。假设都不正常时要考虑模拟量输入/输出插件或电源插件问题。如果是列车管压力无显示，首先检查列车管压力传感器连接铜管折角塞门是否处于打开状态；若折角塞门状态良好，拧下X34插头，检查插座插针状态，并重新紧固X34；若故障仍未消除，更换模拟量输入/输出插件或是更换压力传感器。若故障还未消除，检查设备连接线缆，检查列车管压力传感器插头P3、P4脚间有无直流电压，若无说明线缆断路，更换列车管压力传感器连线X34。

②LKJ显示器某路压力显示1000kPa不变。处理时，首先取下故障通道压力传感器插头，通过查看显示器观察压力显示是否为0，若显示压力为0，说明该压力传感器故障，更换该压力传感器；若故障仍然存在，则检查模拟量输入/输出插件是否故障，更换良好的插件查看压力变化；若故障还未排除，需要用万用表测量故障压力传感器插头的P2、P3压力信号条件线是否有短路现象，如有更换压力传感器配线。

③机车列车管风表降为零时，LKJ显示器显示20kPa压力值。首先关闭该压力传感器风管塞门，松开压力传感器连接管件，查看是否仍显示20kPa压力值，如果有则是机务风管有余压。如果显示0kPa压力值，则更换良好的模拟量输入/输出插件；更换插件后若故障依旧存在，拔掉压力传感器连线插头，更换良好的压力传感器后，通过试验观察当机车列车管风表降为零时显示器是否还有20kPa显示；若故障仍未排除，用万用表测量X34插头的11号和12号间有无直流电压，若无，则更换X34线缆。

其他管压有类似故障同上。

4 结束语

上文中所述是笔者在日常LKJ系统设备维护工作中的经验之谈，由于水平有限，所述内容如有不妥或错误之处，敬请批评指正。

参 考 文 献

[1] 株洲南车时代电器股份有限公司.LKJ2000型列车运行 监控装置使用检修说明书.

[2] 列车运行监控装置（LKJ）技术规范（V1.0）[S].中国铁道出版社.

[3] 车载信号设备维修与故障处理[M].中国铁道出版社.