HXD1B型電力機車故障分析與對策

徐志強(鄭州鐵路安全監督管理辦公室駐鄭州機務段機車驗收室,河南鄭州 450053)

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HXD1B型電力機車故障分析與對策

徐志強
(鄭州鐵路安全監督管理辦公室駐鄭州機務段機車驗收室,河南鄭州 450053)

【摘 要】HXD1B型電力機車是一種重要的貨運電力機車,對于貨物運轉的順利、可靠有著重要影響。在HXD1B型電力機車運行過程中,存在著一些常見故障,給機車運行的可靠性造成了不良影響。本文就對這些常見故障進行了分析,并提出相應的對策,以提高HXD1B型電力機車運行的平穩、可靠。

【關鍵詞】HXD1B型電力機車 故障分析 對策

隨著現代社會經濟的快速發展，貨物運輸行業越來越加發達，對貨物運輸的速度、安全都提出了更高要求，在此背景下，作為貨物運輸主要方式之一的HXD1B型電力機車運行必須更加可靠，因此，加大對HXD1B型電力機車故障了解，掌握相應解決對策，有著十分重要的現實意義。

1 相位、零位防溜頻動故障及對策

機車運行需要通過手柄操作來完成，在一般情況下，機車運行是朝著一個方向進行的，換向手柄處于固定的“向前”或“向后”之后就不需再操作，機車司機只需對功率手柄操作，使其處于“零位”或“非零位”即可。然而，在機車實際運行中，可能會有換向手柄處于“零位”，LKJ記錄顯示“零位”；換向手柄不處于“零位”，功率手柄處于“零位”，LKJ記錄顯示“非零位”，且無論如何操作主手柄，LKJ始終顯示“非零位”，手柄防溜動作頻繁。在操縱端完成換向后，LKJ記錄了“向前或向后”，但在非操縱端，前后端也顯示了“向前或向后”，非一端和另一端分別顯示“向前”、“向后”，相位防溜動作頻繁[1]。針對這種相位、零位防溜動作頻繁的故障，采取的解決對策是對控制電路進行重新設計，直到LKJ不出現相位、零位防溜問題為止。

2 網絡通信干擾故障、電網電壓值虛高故障及對策

2.1 網絡通信干擾故障

網絡通信是HXD1B型電力機車的重要子系統之一，通信水平的高低關系到電力機車運行的安全。在HXD1B型電力機車中，采取的是MVB通信方式，即利用網絡控制車輛總線完成模板間通信的方式。但是，由于機車內部和外部環境都存在磁場，會對通信設備造成一定的干擾，在實際運行當中，會發生高壓隔離開關自動斷開、HVB(主斷路器)跳閘、CCU(中央控制單元)與TCU(牽引控制單元)、CCB(制動控制單元)之間通信受阻或網絡中斷、逆變電器和871代碼等突發性故障，影響到乘務員的正常工作，甚至會誤導乘務員做出錯誤操作，給機車運行造成不良影響。

2.2 電網電壓值虛高故障

在HXD1B型電力機車進行添乘試驗時，機車的微機顯示屏網壓發生顯示值波動和虛高現象，與模擬值之間相差超過5000V，此問題沒有得到重視和及時處理，導致在機車實際運行中出現網壓高斷電保護問題。在網壓的變化過程中，機車的功率也發生了相應變化，變化關系如圖1所示，由此圖可知，機車功率在22.5KV-30KV之間保持穩定的9600KW，而在低于19KV或者高于30KV時會發生線性降低至0，在22.5KV-19KV之間，會由9600KW線性降低至8100KW。

微機顯示屏網壓值顯示的機理是：高壓電壓互感器將網壓變換為兩路電壓等同的同步低壓信號后，一路直接輸送給機械網壓表中，顯示出模擬網壓值以對消耗電能進行計算，另一路則輸送到主變流器中，通過A/D轉換和軟件計算后，對機車進行控制的同時，經由MVB總線將數字網壓值同步顯示在HMI上。根據此原理可知，電網網壓值虛高問題是由于軟件計算受磁場干擾后出現偏移造成的，引起TCU封鎖和HVB跳閘誤保護。

針對以上兩種由于磁場干擾引起的故障問題，有效的解決對策是在網絡通信接口處加設抗干擾裝置，并對計算機網絡控制系統的抗干擾系數進行重新計算和設計，提高網絡通信對磁場的抗干擾能力，保證通信的質量；同時，還需要對機車無電區網壓感應值進行適當調整，對CCU、TCU控制軟件進行優化，起到消除通信干擾的作用，從而提升控制系統的可靠性，為機車的網絡通信提供保障[2]。

3 裝配工藝引起故障及對策

HXD1B型電力機車是一個十分復雜的系統，包括眾多的子系統，只有各個子系統之間良好配合的情況下，才能保障機車的正常運行，因此，裝配工藝就顯得十分重要。在實際當中，有許多故障就是由于機車部件在裝配過程中控制不到位引起的，比如受電弓不升、主變流器水循環漏水、制動夾鉗、電機線和接觸器燒毀以及HMI無顯示、主變流插件板虛接等，這些都會給機車的運行安全造成潛在隱患，引發電機運行事故。

針對機車組裝工藝問題引起的故障，需要加強對機車組裝過程的控制，嚴格按照相應的組裝標準、技術規范等要求作業，并做好現場組裝管理，及時發現組裝過程中存在的問題并解決，在組裝完成后，還要對機車控制系統的電器線路進行全面檢查，尤其是SKS3模塊的插接電氣特性、抗震性等，保證各個子系統的組裝質量，從而確保整個機車系統運行的正常、可靠。

4 撒砂裝置故障及對策

空轉是機車在牽引運行過程中經常容易發生的現象，其根本原因是輪周的瞬間牽引力超過粘著力，如果發生輪對空轉，會導致機車牽引力突然降低甚至消失，造成列車運緩或者坡停，嚴重時會引起鋼軌擦傷、輪箍遲緩等，甚至可能會引起列車追尾事故。

撒砂裝置故障是導致機車發生輪對空轉問題的重要因素，常見故障主要有下砂量較小或者不下砂問題，下砂量過大問題較為少見。撒砂裝置故障發生的原因包括以下幾方面：一是砂子質量問題，砂子直徑過小，其中含有過多的粉塵，在下砂過程中，粉塵會造成撒砂器內部堵塞，導致無法正常工作；二是過濾器、阻氣門被堵塞，是指在撒砂器工作過程中，過濾器或阻氣門被直徑較小的砂子卡住，影響到撒砂器內壓縮空氣的正常速度和壓力，進而造成下砂量小或不下砂過程；三是砂箱密封問題，是指砂箱安裝或長時間運行之后，密封性出現不嚴現象，造成砂箱內壓縮空氣外泄，壓力降低，無法達到下砂要求的壓力值，無法下砂。

針對撒砂裝置故障問題，采取的對策如下：(1)首先，對撒砂器進風管接頭進行拆卸，檢查壓縮空氣情況，如果沒有壓縮空氣存在，則需要對撒沙器相關電器線路、空氣管路進行檢查，以排除故障；如果有壓縮空氣，再進行下一步。(2)對砂箱氣密性進行檢查，如果有泄氣

部位，需要對其修補；如果氣密性良好，無明顯泄漏情況，再行下步檢查。(3)拆卸撒沙器與砂管的連接接頭，并給以撒砂信號，觀察是否有砂流出，以判斷砂管是否出現故障，然后再決定疏通砂管還是拆卸撒砂器進行零部件的逐一檢查，找出故障部位并排除[3]。

5 空調器故障及對策

HXD1B型電力機車的降溫依靠空調器，但空調誤保護或者不制冷是一種常見故障，給工作人員正常工作造成了嚴重影響，故障表現主要包括：一是冷凝風機過載問題，許多冷凝風機在計算過載值時，并沒有將機車運動和環境因素考慮在其中，導致計算值低于實際需求值，引起過載；二是壓縮機停機問題，主要是由于壓力信號采集方式和執行方式不當造成的。

針對此種故障，采取的解決措施有：調整冷凝風電機的熱繼電器整定值，比如從2.0A提高至2.5A；對控制程序進行優化，將低壓壓力故障信號的濾波時間適當延長，避免壓縮機的誤動作引起停機。

6 結語

HXD1B型電力機車故障是影響貨物運行速度、安全的重要因素，通過對HXD1B型電力機車故障的分析，了解其發生原因，掌握相應的解決對策，可以及時解決并有效避免故障問題，提高機車運行的可靠性、穩定性。

參考文獻:

[1]翟啟斌.HXD1B型電力機車故障分析與對策[J].機車電傳動,2010 (3):68-71.

[2]何成才,周莉.HXD1B型電力機車主斷路器故障分析[J].輕工科技, 2013(4):57-58.

[3]何成才.HXD1B型電力機車4QC運用故障分析[J].裝備制造技術, 2013(6):74-75.

作者簡介:徐志強(1964—),男,河南許昌人,本科,畢業于北京交通大學,工程師,研究方向:鐵路機車驗收。