BVAC.N99D型真空主斷路器控制單元故障的分析與對策

摘要：本文結合HXD1B型機車故障現場，針對BVAC.N99D型真空主斷路器控制單元故障產生的機理進行了系統分析，提出了控制單元故障的判斷及檢測方法。

關鍵詞：BVAC.N99D；控制單元；機理；分析

1 前言

HXD1B型機車是在先進的大功率交流機車技術平臺上設計開發的一款適用于中國干線鐵路重載貨運的新型9600KW大功率交流傳動電力機車。目前武漢局集團公司配屬HXD1B型機車270臺，自投入運用以來，真空主斷路器（以下簡稱“HVB”）控制單元故障問題多發，經主機廠兩次整改輪換后，仍然存在質量設計缺陷尚未解決，嚴重影響列車正常運行。

2 問題的提出

2016年9月27日，武漢局配屬的HXD1B型0066機車牽引88487貨物列車，于06：47微機控制監視系統屏顯示“單元1、單元2”故障，乘務員在機車120指揮中心的指導下仍無法消除機車故障，被迫請求救援，影響本次列車50分鐘，影響貨車5列。嚴重影響了京廣線正常運輸秩序。

HXD1B0066機車在運用過程中微機屏顯示“主逆1、2檢測到HVB反饋信號故障”。通過檢查CCU、TCU診斷數據：TCU1、2于06：51：28記錄“開關設備：丟失主斷閉合確認信號”。CCU1于06：51：29記錄“主斷閉合故障，沒有主斷閉合反饋信號”。現場打開HVB底部控制箱蓋板檢查控制單元板及連接器外觀無異常，檢查HVB外圍電線路無虛接、松脫現象。更新HVB控制板后，機車主斷分合正常。

3控制單元原理分析

BVAC.N99D型真空主斷路器控制單元AMP1、AMP2、AMP3、AMP4、AMP5、AMP6、AMP7、AMP8、AMP9、AMP10、AMP11、AMP12、AMP13、AMP14、AMP15為15芯端子號。虛線內為控制單元。電磁閥、保持線圈、電阻盒、壓力開關等在控制單元外部。其中R3為控制單元上68Ω電阻，R2為控制單元100Ω電阻。如圖1所示。

根據BVAC.N99D型HVB控制單元原理圖可知，合閘時控制單元工作過程如下：機車合閘信號發出后，在控制單元15芯AMP2點處輸入+110V，1點處輸入-110V；壓力開關在監控到儲風缸氣壓到達提供HVB安全合閘的最小壓力時閉合，則在壓力開關一側連接的10點處就有+110V輸入；電磁閥回路在以上條件都符合時開始工作，正常狀態下經過實踐繼電器的延時控制，給后級負載電磁閥線圈輸出設定到575ms到650ms之間的事件得電，然后電磁閥就保持斷電狀態直到下一次合閘；保持線圈在控制單元2、1點得電時同步得電。其中MOS管、68Ω電阻都在電磁閥輸出回路中，并且MOS管起到開關的作用，68Ω電阻是為電磁閥線圈起到風壓限流的作用。

4 故障原因分析及判斷方法

通過HVB控制單元工作原理分析，HXD1B0066機車控制板故障造成主斷反饋信號丟失而無法合閘的原因歸結起來主要有以下三類：

4.1 延時繼電器故障。主斷路器控制單元板延時繼電器工作不穩定，造成合閘延時過短，主斷路器合閘不到位后導致主斷狀態輔助聯鎖接觸不良。通電后，通過時間繼電器吸合和斷開聲判斷繼電器是否工作，同時使用萬用表測量時間繼電器在吸合時輸出端有電壓輸出、斷開時無電壓輸出。

4.2 輸出回路MOS故障。主斷路器控制單元板MOS管G、D、S級特性故障不導通引起電磁閥線圈無法得電。使用萬用表檢查MOS管漏電、短路、斷路和放大性能。

4.3 68Ω、100Ω等分壓限流電阻故障。風壓輸入回路、電磁閥輸出回路電阻斷路均可導致電磁閥回路中的MOS管沒有導通引起電磁閥線圈無法得電。使用萬用表測量壓限流電阻分別在正常值±5%范圍內。

通過現場檢測HXD1B0066機車HVB控制單元風壓輸入回路中121K限流電阻斷路故障導致HVB不合閘。

5結論

通過上述分析及元器件特性檢測方法，并納入BVAC.N99D型真空主斷路器C5修工藝，加強BVAC.N99D型真空主斷路器控制板檢測手段，為真空主斷路器故障修提供了有利的依據。

參考文獻：

[1]徐瑞剛.HXD1B型機車真空主斷路器的控制原理及故障分析.電力機車與城軌車輛，2013（3）

[2].何成才，周莉.HXD1B型電力機車主斷路器故障分析.鐵道建筑，2013（4）

作者簡介

耿富海，武漢大功率機車檢修段，助理工程師。