HXD1型機車控制回路典型故障預防建議

曹銳

摘 要：HXD1型機車自2007年入我段以來，通過各方專家及現場工作人員不斷努力，現已處于成熟運用階段，日常線上運行發生故障通過機車數據分析、前期類似故障比對、配件質量情況綜合考慮，基本都能找到準確故障點并予以排除。但個別機車出現的控制回路故障長時間找不到故障點，給我段運輸生產任務造成不小影響。下面就控制回路的幾件典型故障逐一進行分析，以及對同類故障引發的思考，并提出此類故障的預防建議。針對HXD1型電力機車故障檢修中幾起控制回路的典型故障概述，扼要介紹控制回路供電部分，并對典型故障成因進行剖析，提出了一些故障預防的建議。

關鍵詞：電力機車；控制回路；典型故障；建議

1 HXD1型機車控制回路原理及現狀

1.1 HXD1型機車控制回路原理簡要介紹

HXD1型機車電子控制系統需要一個穩定的工作電壓。在起動階段，機車的兩個蓄電池保證了電源供電。起動后，由蓄電池充電機將三相交流440V，60Hz電源系轉換為直流110V電源供機車電子控制系統使用（電路圖見圖1）。

1.2 HXD1型機車控制回路故障現狀介紹

HXD1型機車控制回路采用常規的正負線設計，正線、負線在良好的絕緣情況下，保證了電子控制系統的可靠運行。在日常故障中，以接地故障最為常見，造成原因也較多，具體處理方法在其它論文中已詳細闡述，不再贅述。但隨著HXD1機車使用年限的增加，長期在大秦線擔當2萬噸DP列車中部牽引任務，使用密度大、自然條件惡劣，機車長期高負荷運轉，日常整備、檢修重點往往對走行部等關鍵部件傾斜，導致電線路部分檢修沒有引起足夠重視，進而造成“疑難雜癥”，其中以控制回路中負線出現的故障最為典型。

2 HXD1型機車控制回路典型故障

2.1 HXD1型機車控制回路典型概況

2.1.1 HXD1-141機車在整備場試驗過程中，發現機車在自檢完成后，機車故障顯示屏顯示“網壓欠壓，單節車模式”，升弓狀態下，受電弓在選擇自動位的情況下，自動升雙弓。多次斷合蓄電池無效。

2.1.2 HXD1-17機車，運行中機車顯示“A節輔逆冗余模式”，機車A節牽引無流，維持運行至前方站，重新斷電后故障消失，單機折回。

2.2 HXD1型機車控制回路典型故障原因分析及思考

2.2.1 HXD1型機車控制回路典型故障原因分析

（1）HXD1-141機車，車回檢查故障存在，下載數據分析，故障時記錄代碼33“網壓欠壓，單節車模式”，但環境網壓正常，之前故障發生時網壓也正常，而且該故障是在自檢完成后，未升弓的情況下出現，說明是由于自檢回路的問題造成，同時查看高壓斷路器狀態，在未合主斷的情況下，主斷狀態已顯示為正常閉合主斷的狀態。故應該重點檢查主斷回路，檢查B節主斷回路，在低壓柜測試92-X143.02端子排107點，發現在主斷未閉合情況下，該點有60V左右的電位，按道理，在主斷未閉合前，該點不應該有電位。故懷疑110V重聯回路有問題，檢查92-X143.05的11點和12點之間電壓為106V，再檢查重聯端子排92-X158.01的100點和101點無電壓，分別對上述兩個端子排的11點、101點和12點、100點線路之間進行通斷測試，發現11點和101點之間320161.03線斷路，存在27V左右電位，說明負極懸空或斷開，進一步檢查發現該線線鼻子處斷路，有燒痕，重新處理完成后故障消除。

（2）HXD1-17機車車回試試驗良好，下載數據分析，故障時記錄代碼20“TCU1、2外部電源關斷”，說明機車TCU1、2同時出現外部110V供電失去的現象，根據HXD1機車設計原理，這種情況不可能出現，因為TCU1、2的110V供電是完全獨立設計的，各自有各自的自動開關，除非人為將TCU1、2自動開關同時斷開，才會出現這種故障。但工作人員人為將TCU1、2自動開關同時斷開所出現的故障現象又不完全符合，考慮到TCU部件對電壓變化要求比較敏感，故將懷疑的重點鎖定在蓄電池后面的110V供電回路中，在偶然斷合蓄電池閘刀的情況下，發現合蓄電池閘刀瞬間閘刀處有明顯放電，同時故障現象重現，與反饋時的故障現象完全吻合。由此聯想到前期HXD1-71機車也是類似故障，車回重點檢查該部分，發現110V負母線線鼻子處有放電。

2.2.2 HXD1型機車控制回路典型故障引發的思考

通過以上兩個故障典型案例，實際可以理解為第二件故障是實時發生的動態故障，而第一件故障是長期放電燒損導致斷路后導致的死故障，第一件故障前期在負線放電期間應該也發生過類似故障，只是沒有引起重視。由此引發作者思考，回想起以前大秦線HXD1機車發生緊急制動故障，拋開制動系統本身故障，同控制回路相關的如28-K01失電起非常，一般分析機車數據，在故障時間點會出現故障代碼1232“CCBⅡ導致緊急制動28-K01失電”，控制原理是繼電器接口模塊RIM和緊急繼電器28-K01在同一控制回路中，一旦集成處理器模塊MIPM發出指令，繼電器接口模塊RIM聯鎖動作，就會導致緊急繼電器28-K01失電，緊急繼電器28-K01失電，聯鎖斷開，安全回路打開，緊急閥28-A02動作，機車產生緊急制動。一般的處理方法是針對性更換MIPM及RIM模塊。但作者在處理故障中曾發現28-K01負線端子排由于短接塊搭接不良放電引起的28-K01失電。

綜上所述，大家一般對直流回路接地故障比較重視，因為正、負極若發生一極接地等故障時，雖然仍可維持運行，但另一極也接地時，可能使斷路器誤動作，進而造成機車故障。但對于直流回路的接地防護機車自身已有完善的檢測系統，此類故障在可控的范圍內。

作者認為負線放電進而引起的控制電壓不穩的故障隱患具有隱蔽性強、故障點不明確、關鍵部位發生問題危害大的特點，實際工作中未見有防止此類故障的明確預控措施，對此類問題的研究比較少見，更不用說保護、檢測裝置的使用，應引起檢修人員的更多關注。

3 預防建議

為切實提高機車質量，作者經過查詢相關資料及論文，發現在電力系統中此類問題研究較深，結合HXD1型機車特性，提出以下幾點建議來預防故障的發生：

（1）對HXD1型機車上危害較大的端子排進行梳理，在日常的檢修作業中加強重點直流回路的端子排狀態檢查。

（2）加強日常修程中HXD1型機車數據分析，對明顯存在的診斷故障提前檢查，防止機車帶隱患上線。

（3）投入在電力系統中應用較廣的直流回路檢測設備，對HXD1型機車主要直流回路的完好性以及回路中接觸不良等故障隱患進行檢測。

4 結束語

對直流系統控制回路負極放電故障引起的控制回路電壓不穩的情況，作者初期對該現象只有表面的了解，隨著實際故障的查找，相關案例的學習，事實證明直流負極放電確實會瞬時造成電壓不穩，進而引發機車電器故障。在日常工作中，對此類故障積累的同時，也希望能引起相關專業人士重視，深入研究，用理論數據來指導日常的檢修工作，制定更有效的解決措施，確保機車質量。

參考文獻

[1]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]喬寶蓮.電力機車電器[M].北京：中國鐵道出版社，2007.

[3]魏偉明，魏秉國，直流系統負極一點接地致開關跳閘原因分析[B].繼電器，2008，36（9）.