HXD1B型電力機車四象限整流器4QC故障及處理

摘 要：HXD1B型電力機車是江岸機務段的主要配型機車。四象限整流器4QC出現故障是機車發生機破和臨修的主要原因之一。本文通過對幾起故障現象的分析，結合工作實踐，對故障處理方法進行了闡述。

關鍵詞：HXD1B 四象限整流器4QC 故障 處理方法

自2009年7月江岸機務段引進HXD1B型電力機車以來，通過一段時間的運用發現，四象限整流器4QC出現故障是引起機車故障的主要原因之一，因機車牽引變流裝置4QC故障發生機破、臨修數十次。四象限整流器（4QC）是由A1、A2、A3、A4四個模塊組成的，主要用途是將來自主變壓器的單相交流輸入電壓轉換為直流電壓以供給直流支撐回路。為有效杜絕因四象限整流器4QC故障造成機破及臨修等情況的發生，筆者結合機車在運用中出現的問題，在段技術科和檢修車間的幫助下，對4QC運用中出現的故障進行分析及處理。分析發現，四象限整流器4QC最常見故障有：4QC模塊故障、CCU與TCU通訊故障、主逆檢查到水壓故障三種。現將上述三種常見故障的相關處理方法總結如下。

一、4QC模塊故障（A1、A2、A3、A4）

4QC故障一般多為模塊燒損。發生故障后，首先上車查找HMI顯示屏的故障履歷。以圖1為例，故障履歷顯示“牽引單元故障，主逆1/2直流環節1/2隔離。”每個牽引單元電路中分兩個直流環節，當其中某一模塊或元件發生故障時，微機控制系統會自動將其隔離。4QC、逆變器、線路接觸器、直流環節斷路器等故障，都會造成隔離現象。然后，根據故障發生的時間點查看相關的數據，以圖2為例，例如：2011年4月10日07：02：09 HXD1B040機車主逆1中間直流環節1隔離；查看機車TCUdiag的診斷數據可以清楚地看到“HWP檢測到錯誤4QC1模塊-A1->測試/NEV1”，并且此故障在2011-04-11 07：02：18發生一直未消除。最后，根據數據分析，造成此故障的原因可能是：①IGBT門模塊故障。②OPA故障。③INVM故障。④OPA和門模塊之間的接線故障。根據此故障原因，聯系西門子更換主逆1的4QC的A1模塊。

二、CCU與TCU2通訊故障（CCU與TCU無法正常接收和反饋信號）

1.一般造成CCU與TCU通訊故障可能的原因另一個TCU被切斷

NSDB-數據沒有加載到MVB-模塊中；

通訊驅動程序沒有裝載；

MVB-插頭故障或松動；

MVB-導線斷裂；

CPU-模塊的MVB-模塊故障。

2.故障查找方法

CPU-模塊位于TCU機架中的G011處；

MVB-模塊是CPU-模塊的一部分；

MVB-電纜布線部分位于牽引變流器內；

檢查牽引變流器外部的MVB-電纜布線的位置以及牽引變流器插頭的位置。

3.故障處理方法

如果其他TCU處于工作狀態：檢查另一個TCU的MVB-模塊（NSDB-版本和通訊驅動程序）。

如果至少有某一通訊處于工作中（例如CCU-顯示器）：檢查TCU的MVB-模塊（NSDB-版本和通訊驅動程序）；檢查CPU-模塊（兩個TCU）處的所有插頭以及牽引變流器插頭是否安裝良好；

檢查MVB-電纜布線。

如果每種情況都正常而信息持久處于活動狀態，則更換TCU的CPU（在與CCU通訊也出現故障的情況下）。這種故障較為常見。以圖1所示的機車數據為例進行分析：2010年5月27日，HXD1B126機車數據“CCU和TCU1通訊故障”。故障原因是牽引控制單元15V電源模塊損壞。更換TCU2內的C129電源模塊后正常。

圖1 機車數據

三、主逆檢查發現水壓故障

隨著夏季的到來，氣溫逐漸升高，變流器內部散熱系統經受考驗。散熱不良、高溫現象，大多是由于水冷系統作用不良。水冷循環是其內部散熱的主要方式之一，因此，保證冷卻水水位正常與潔凈、復合散熱器（冷卻塔內）濾網清潔、通風良好相當重要。

1.故障分析一

微機顯示屏顯示故障信息時，不一定是該部件出了問題，可能還存在其他原因。如圖2所示的機車數據：2010年5月29日，HXD1B114機車機故障。HMI上顯示：“主逆2水位低”故障。機車數據中同時記錄了“主逆2水位低”和“主逆冷卻水溫高、直流環節溫度高”。

圖2 機車數據

經上車檢查和數據分析后得出結論：由于水位繼電器損壞，檢測到水位信息錯誤，導致“水溫高”故障，更換水位繼電器后機車正常。由此可見，微機顯示屏顯示故障信息時，不一定是該部件出了問題，可能還存在其他原因，這就需要進一步檢查和分析。

2.故障分析二

“主逆1/2水壓高/低，三相自動開關斷開”。故障代碼084/145，水壓不正常，控制系統會自動保護，將三相開關自動斷開。

2010年5月25日HXD1B042和5月26日HXD1B010連續兩臺機車發生此類故障，經檢查發現冷卻塔接線盒內的端子排燒損。經車間要求，株機公司對機車各電氣設備接線及端子進行了專項普查，發現少數機車冷卻塔接線端子也存在類似隱患——線路虛接。導致“水壓低，空開跳”常見的幾種故障原因還有：冷卻液內有雜質、水管濾網堵塞、水泵壞等。這些都會導致冷卻液循環不良，造成牽引變流系統不能正常散熱。因此，在季檢、半年檢作業過程中，除了對冷卻塔接線盒內端子排進行重點檢查外，對于膨脹水箱進行定期排氣和水管濾網定期清洗也是非常重要的。

由于4QC設備屬于電子精密元件，設計、運行和維護都沒有相關書籍可供查閱，我們只能在實踐中邊修邊學，遇到解決不了的問題請教西門子公司，將生產中發現的問題及處理方法進行匯總并從中找出相同點，找出有效對策，并簡化步驟，通過照相以及文字方式將其記錄下來，整理成工作標準。

參考文獻：

[1]張普.西門子SIBAS32自動控制系統在HXD1型電力機車上的應用[J].電氣技術，2009（3）.

[2]翟啟斌.HXD1B型電力機車故障分析與對策[J].機車電傳動，2010（3）.

[3]中國南車集團株洲電力機車有限公司.HXD1B型交流傳動電力機車維修手冊[R].株洲：中國南車集團株洲電力機車有限公司，2009.

（作者單位：武漢鐵路局江岸機務段）