鐘曉軍

(上海鐵路局 南京東機(jī)務(wù)段， 江蘇南京 210046)

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運(yùn)用與檢修

對HXD3C型電力機(jī)車輔助接觸器控制電路改進(jìn)的建議

鐘曉軍

(上海鐵路局 南京東機(jī)務(wù)段， 江蘇南京 210046)

對一起HXD3C型電力機(jī)車無流無壓機(jī)破事故進(jìn)行了分析，提出了對HXD3型電力機(jī)車輔助接觸器控制電路改進(jìn)的建議。

HXD3C型； 輔助； 接觸器； 控制

2015年6月5日HXD3C-214機(jī)車擔(dān)當(dāng)K1157次列車牽引任務(wù)，13：15分機(jī)班在南京站繼乘接班后一路正常運(yùn)行，14：01分當(dāng)列車以106 km/h速度通過滬蓉線全椒—黃庵間分相后，機(jī)車主斷閉合正常，但提手柄加載時(shí)發(fā)現(xiàn)1～6牽引電動機(jī)無牽引電流，檢查TCMS屏上顯示1、2牽引風(fēng)機(jī)故障，查看故障履歷顯示牽引風(fēng)機(jī)1、牽引風(fēng)機(jī)2故障、牽引電機(jī)1～6通風(fēng)不良，司機(jī)立即將主手柄回零位，學(xué)習(xí)司機(jī)進(jìn)入機(jī)械間檢查1、2牽引風(fēng)機(jī)脫扣開關(guān)未跳開，便斷合幾次再提手柄仍無效，司機(jī)確認(rèn)輔助變流器APU1、APU2正常，14：13分當(dāng)列車運(yùn)行至黃庵—巢北區(qū)間K390+014 m處時(shí)，因前方為6‰的長大上坡道，列車速度已降至37 km/h，司機(jī)考慮到距前方巢北站還有15 km左右，無法運(yùn)行至前方站，即采取停車措施，14：14分在滬蓉線黃庵～巢北站間K390+360 m處停車。

1　檢查情況

機(jī)車附掛回漢口折返段，相關(guān)人員上車檢查，機(jī)車故障履歷顯示，6月5日13：58分機(jī)車過分相后一直報(bào)“牽引風(fēng)機(jī)M1/M2故障”、“牽引電機(jī)1、2、3、4、5、6通風(fēng)不良”。檢查微機(jī)屏開關(guān)狀態(tài)界面，顯示輔助電源接觸器KM11未閉合。在故障存在的情況下，打開控制電器柜檢查輔助接觸器KM11狀態(tài)，確認(rèn)沒有閉合，測量輔助接觸器KM11線圈電壓為零。打開微機(jī)柜上柜門，檢查控制KM11的繼電器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)該繼電器沒有吸合上，測量該繼電器線圈電壓為108.6 V。然后用萬用表筆輕捅該繼電器吸合芯桿，該繼電器吸合，輔助接觸器KM11隨之吸合，微機(jī)屏顯示故障消除。

2　對這起機(jī)破事故的分析

從以上情況可知，該機(jī)車故障是微機(jī)柜內(nèi)控制輔助接觸器KM11的繼電器卡滯不能正常吸合造成的。圖1

圖1　HXD3C型機(jī)車輔助變流器控制電路

是HXD3C型電力機(jī)車輔助變流器線圈控制電路。從圖1中我們可以看出，輔助接觸器KM11線圈正端電源線是463號線，而輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20正端電源線是465號線。由于控制KM11的繼電器卡滯不能正常吸合，沒有使輔助接觸器電源線463號線與控制電源正端接通，導(dǎo)致463號線始終處于低電位，輔助接觸器KM11線圈不能得電，其常開觸頭便不能閉合。圖2是HXD3C型電力機(jī)車輔助電源負(fù)載電路示意圖，從圖2中我們可以看出，正常情況下，牽引通風(fēng)機(jī)電動機(jī)MA11和MA12都是由第一套輔助變流器APU1供電。由于輔助接觸器KM11不能得電吸合，其負(fù)責(zé)通斷負(fù)載電路的常開主觸頭處于斷開狀態(tài)，輔助變流器APU1向負(fù)載供電電路無法接通，因而不能投入工作。由于這一狀況不是APU1本身的故障造成的，微機(jī)屏上故障履歷無顯示和輔助電源負(fù)載電路的轉(zhuǎn)換。而牽引通風(fēng)機(jī)電動機(jī)MA11和MA12由于沒有電源供電而無法運(yùn)轉(zhuǎn)，牽引風(fēng)機(jī)1、牽引風(fēng)機(jī)2就不能工作，牽引電動機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生不了風(fēng)速。而主變流器允許投入工作前必須具備的信號有：牽引風(fēng)機(jī)風(fēng)速繼電器KP41(KP42)和主變壓器油流繼電器KP49(KP50)信號，當(dāng)風(fēng)速和油流繼電器都能正常閉合時(shí)，說明主變流器的工作外圍條件具備，方可投入工作。HXD3C型電力機(jī)車風(fēng)速繼電器設(shè)在牽引電動機(jī)風(fēng)道中，當(dāng)牽引通風(fēng)機(jī)1和牽引通風(fēng)機(jī)2無法工作，不能在牽引電動機(jī)風(fēng)道建立風(fēng)速時(shí)，風(fēng)速繼電器KP41、KP42不動作，不能給主變流器UM1和UM2控制單元提供允許工作信號，主變流器UM1、UM2因不具備允許其投入工作的條件而不能工作，也就無電壓和電流輸出，這就導(dǎo)致牽引電動機(jī)沒有電壓和沒有電流，機(jī)車不能運(yùn)行。

圖2　HXD3C型電力機(jī)車輔助電源負(fù)載電路示意圖

3　對策建議

正常情況下，HXD3C型電力機(jī)車輔助變流器APU1、APU2基本上以50%的額定容量工作。當(dāng)某一套輔助變流器發(fā)生故障時(shí)，不需要切除任何輔助電動機(jī)，另一套輔助變流器可以承擔(dān)機(jī)車全部的輔助電動機(jī)負(fù)載。輔助變流器的故障轉(zhuǎn)換控制由機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)(TCMS)自動完成，通過讓輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20線圈得電，其常開主觸頭閉合，實(shí)現(xiàn)輔助電源負(fù)載電路的轉(zhuǎn)換。從圖2中可以看出，當(dāng)KM20常開主觸頭閉合時(shí)，輔助電路所有負(fù)載都并聯(lián)在一起，可由同一個(gè)輔助變流器供電。而前面述及，在輔助變流器本身沒有故障的情況下，微機(jī)控制系統(tǒng)不會進(jìn)行輔助電源負(fù)載電路的轉(zhuǎn)換，輔助變流器APU1因供電電路沒有接通而不能工作時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)將APU1的負(fù)載自動轉(zhuǎn)換到APU2供電電路中，同樣如果輔助變流器APU2因供電電路沒有接通不能工作時(shí)，也無法實(shí)現(xiàn)將APU2的負(fù)載自動轉(zhuǎn)換到APU1供電電路中，這就暴露了HXD3C這部分控制電路存在缺陷，為此要進(jìn)行改進(jìn)，使輔助接觸器KM11或KM12不吸合的情況下，能使輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20得電動作，實(shí)現(xiàn)輔助電源負(fù)載電路自動轉(zhuǎn)換。

HXD3C型電力機(jī)車當(dāng)主斷路器閉合、換向手柄離開零位后，輔助變流器APU1開始工作，此時(shí)輔助接觸器KM11應(yīng)得電吸合，而輔助變流器APU2只要主斷路器閉合就開始工作，輔助接觸器KM12就應(yīng)得電吸合。所以在主斷路器閉合、換向手柄離開零位后，輔助接觸器KM11線圈電源線463號線仍是低電位時(shí)，就應(yīng)該使輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20得電，其主觸頭閉合，實(shí)現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行故障顯示。同樣，主斷路器閉合后，輔助接觸器KM12線圈電源線464號線仍是低電位時(shí)，也應(yīng)該使輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20得電，其主觸頭閉合，實(shí)現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行故障顯示。

HXD3C型電力機(jī)車在Ⅰ端司機(jī)室操縱時(shí)，向前位是502號線得電，向后位是504號線得電，Ⅱ端司機(jī)室操縱時(shí)，向前位是602號線得電，向后位是604號線得電，這4根線只要有一個(gè)由低電位變高電位，KM11沒有動作閉合時(shí)，就應(yīng)該使KM20得電，實(shí)現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行故障顯示。主斷路器閉合信號線是431號線，當(dāng)431號線由低電位變成高低位后，KM12沒有動作閉合時(shí)，也應(yīng)使KM20得電，實(shí)現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行故障顯示。因此應(yīng)對此進(jìn)行邏輯控制，邏輯控制圖如圖3所示。

從圖3中可以看到，HXD3C型機(jī)車輔助接觸器KM11或KM12不吸合時(shí)電路轉(zhuǎn)換邏輯控制電路是由或門電路、與門電路、非門電路和輔助接觸器KM11、KM12輔助常開觸頭電路組合而成。主斷路器閉合、司機(jī)控制器換向手柄離開零位后，502、504、602、604中必有一根線得電，由低電位變?yōu)楦唠娢?，通過或門電路輸出高電位，如果此時(shí)輔助接觸器KM11沒有動作閉合，則一側(cè)與控制電源正端相連接的KM11輔助常開觸頭保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，向非門電路輸入低電位，非門電路輸出高電位，和或門輸出的高電位同時(shí)輸入與門電路，與門電路輸出高電位，一方面發(fā)出故障顯示觸發(fā)信號，另一方面通過或門電路使465號線由低電位變成高電位，使輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20得電動作，實(shí)現(xiàn)APU1的負(fù)載自動轉(zhuǎn)換到APU2供電電路上。如果主斷路器閉合、司機(jī)控制器換向手柄離開零位后，輔助接觸器KM11得電閉合，輔助常開觸頭也閉合向非門電路輸入高電位，非門電路輸出低電位，使與門電路輸出低電位，不觸發(fā)故障顯示，只向或門電位輸入低電位。如果此時(shí)KM12也動作閉合，則或門電路輸出低電位，KM20不得電吸合。當(dāng)司機(jī)控制器沒離開零位，502、504、602、604都不能得電，或門電路顯然也是輸出低電位，KM20也不得電吸合。

同樣，主斷路器閉合后，431號線得電，向與門電路輸入高電位，如果此時(shí)輔助接觸器KM12沒有動作閉合，則一側(cè)與控制電源正端相連接的KM12輔助常開觸頭保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，向非門電路輸入低電位，非門電路輸出高電位，與431號線高電位同時(shí)輸入與門電路，與門電路輸出高電位，一方面發(fā)出故障顯示觸發(fā)信號，另一方面通過或門電路使465號線由低電位變成高電位，使輔助電源負(fù)載轉(zhuǎn)換接觸器KM20得電動作，實(shí)現(xiàn)APU2的負(fù)載自動轉(zhuǎn)換到APU1供電電路上。如果主斷路器閉合后，輔助接觸器KM12動作閉合，與控制電源正端相連接的輔助常開觸頭也閉合向非門電路輸入高電位，非門電路輸出低電位，使與門電路輸出低電位，不觸發(fā)故障顯示，只向或門電位輸入低電位。此時(shí)由于司機(jī)控制器換向手柄在零位，或門電路輸入都是低電位，其輸出低電位，KM20不能動作。

綜上所述，HXD3型機(jī)車輔助接觸器KM11或KM12不吸合時(shí)電路轉(zhuǎn)換邏輯控制電路，對HXD3C型機(jī)車輔助接觸器KM11或KM12不吸合時(shí)電路轉(zhuǎn)換邏輯控制，當(dāng)輔助變流器APU1或APU2因輔助接觸器不吸合，不能向其負(fù)載電路供電時(shí)，一方面可以實(shí)現(xiàn)輔助電路自動轉(zhuǎn)換，由一臺輔助變流器承擔(dān)機(jī)車全部的輔助電動機(jī)負(fù)載，維持列車運(yùn)行。另一方面由于觸發(fā)了故障顯示，使得機(jī)車運(yùn)用和檢修人員及時(shí)了解到故障情況，便于查找故障點(diǎn)，及時(shí)排除故障，恢復(fù)機(jī)車良好狀態(tài)。

圖3　HXD3型機(jī)車輔助接觸器KM11或KM12不吸合時(shí)電路轉(zhuǎn)換邏輯控制圖

[1]中國北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司.HXD3C型大功率交流傳動電力機(jī)車培訓(xùn)教材[Z].大連：中國北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司，2010.

[2]秦曾煌.電工學(xué)[M].2版.北京：人民教育出版社，1981.Proposal about Improving on the Control Circuit for Auxiliary Contactor of HXD3C Type of Electric Locomotive

ZHONGXiaojun

(East Nanjing Locomotive Depot of Shanghai Railway Administration, Nanjing 210046 Jiangsu, China)

After analysis of one of dilapidation accident of HXD3C type of electric locomotive without voltage and electric current, the proposal about improving on the control circuit for auxiliary contactor of HXD3C type of electric locomotive is given out.

HXD3C type; auxiliary; contactor; control

1008-7842 (2016) 04-0058-03

??)男，高級工程師(

2016-02-03)

U264.3

Adoi:10.3969/j.issn.1008-7842.2016.04.15