鄒越

摘 要：文章詳細(xì)的介紹了HXD1型交流傳動(dòng)電力機(jī)車輔助回路的工作原理、電路組成，并對HXD1型交流傳動(dòng)電力機(jī)車輔助回路440V接地故障判斷進(jìn)行分析，尤其對交流機(jī)車的輔助回路分為了變頻支路與定頻支路進(jìn)行了透徹的講解，并提出了一些處理方法。

關(guān)鍵詞：HXD1；輔助回路；接地

中圖分類號：U269.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0128-02

Abstract： This paper introduces in detail the working principle and circuit composition of the auxiliary circuit of HXD1 AC drive electric locomotive， and analyzes the 440V earthing fault judgement of the auxiliary circuit of HXD1 AC drive electric locomotive. Especially， the auxiliary circuit of AC locomotive is divided into frequency conversion branch and fixed frequency branch， and some processing methods are put forward.

Keywords： HXD1； auxiliary circuit； grounding

引言

HXD1型神華號交流傳動(dòng)電力機(jī)車自投入運(yùn)用以來，機(jī)車輔助回路440V接地故障時(shí)有發(fā)生。此類故障以動(dòng)態(tài)故障居多，庫內(nèi)檢查時(shí)故障很難復(fù)現(xiàn)，造成故障排查難度大、檢修停時(shí)長。當(dāng)機(jī)車輔助回路一點(diǎn)接地時(shí)，不影響機(jī)車正常運(yùn)用，但如果不及時(shí)查找，機(jī)車出現(xiàn)兩點(diǎn)接地時(shí)，會使機(jī)車的正常工作設(shè)備造成燒損的危害，嚴(yán)重影響機(jī)車的正常安全運(yùn)用。為降低該類故障的處理難度、縮短檢修停時(shí)，本文重點(diǎn)介紹了輔助回路的工作原理以及電路組成，對故障原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的故障排除方法和處理方案。

1 輔助回路介紹（440V）

1.1 概述

為保證機(jī)車正常功能發(fā)揮和提供舒適的司機(jī)室環(huán)境，機(jī)車配備了相應(yīng)的輔助機(jī)組和輔助設(shè)施，構(gòu)成了輔助電氣系統(tǒng)。按每個(gè)輔助機(jī)組/輔助設(shè)施的使用要求，輔助電氣系統(tǒng)（440V）分成下面兩個(gè)負(fù)載組：

（1）3AC 440V 60Hz變頻變壓支路，負(fù)載包括4個(gè)牽引通風(fēng)機(jī)組和1個(gè)冷卻塔通風(fēng)機(jī)組。

（2）3AC 440V 60Hz恒頻恒壓支路，負(fù)載有壓縮機(jī)、水泵、油泵、空調(diào)、蓄電池充電機(jī)、440V/230V 變壓器、司機(jī)室壁爐、衛(wèi)生間等。

機(jī)車輔助電氣系統(tǒng)由集成在牽引變流器內(nèi)的輔助逆變器供電。兩個(gè)輔助逆變器分別從牽引變流器的主電路中間直流環(huán)節(jié)取電，通過濾波電容器和濾波變壓器濾波后向兩個(gè)三相支路供電。除衛(wèi)生間、微波爐、冰箱等生活設(shè)施機(jī)車只有一套外，兩節(jié)車具有完全相同的輔助電氣系統(tǒng)。

1.2 輔助電路原理

神華號機(jī)車輔助控制電路在正常狀況下，兩個(gè)輔助逆變器一個(gè)工作在變頻變壓模式，一個(gè)工作在恒頻恒壓模式。輔助逆變器供電采用冗余設(shè)計(jì)，即在兩個(gè)輔助逆變器的輸出接觸器之后設(shè)置了一個(gè)故障轉(zhuǎn)換用接觸器，當(dāng)一個(gè)輔助逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)重新配置，故障輔助逆變器后面的輸出接觸器斷開，故障轉(zhuǎn)換用接觸器閉合，另一個(gè)輔助逆變器將承擔(dān)所有負(fù)載。此時(shí)所有輔助設(shè)備都以恒頻恒壓方式工作，負(fù)載投入不受限制。

1.3 庫內(nèi)供電

庫內(nèi)三相380V電源由機(jī)車兩側(cè)的庫用插座引入，經(jīng)過熔斷器和輸入接觸器連接在恒頻恒壓支路上。為保證庫內(nèi)電源引入機(jī)車時(shí)相序正確，在每個(gè)輸入接觸器前設(shè)置了一個(gè)相序繼電器，只有當(dāng)輸入的相序正確后輸入接觸器才能閉合，才能保證機(jī)車正常供電。

2 分析

由于輔助回路接地故障以動(dòng)態(tài)形式出現(xiàn)較大，庫內(nèi)試驗(yàn)很難復(fù)現(xiàn)，且引發(fā)該故障的關(guān)聯(lián)點(diǎn)也很多，任意一點(diǎn)接地都會造成機(jī)車輔助回路440V接地故障的出現(xiàn)。其中，=31-K11接觸器、=31-T01輔助變壓器、=31-C01濾波電容、=31-K01接觸器、4個(gè)牽引通風(fēng)機(jī)組和1個(gè)冷卻塔通風(fēng)機(jī)組中的三相電路中有任意一相接地都會造成機(jī)車輔助回路440V變頻之路接地。而=31-K12接觸器、=31-T02輔助變壓器、=31-C02濾波電容、=31-K02接觸器、變壓器油泵、主逆水泵、輔變柜風(fēng)機(jī)，主逆柜風(fēng)機(jī)、司機(jī)室壁爐、衛(wèi)生間加熱、壓縮機(jī)、空調(diào)、蓄電池充電機(jī)、440V/230V變壓器中的三相電路中有任意一相接地都會造成機(jī)車輔助回路440V定頻之路接地。

因此，處理此類故障時(shí)，我們可以結(jié)合機(jī)車440V定頻支路接地繼電器、440V變頻支路接地繼電器、220V支路接地繼電器，確定是輔助回路定頻接地還是變頻接地，盡量縮小故障范圍，重點(diǎn)排查。通過斷開各個(gè)輔機(jī)以及取暖裝置的脫扣來鎖定接地設(shè)備，分析及排查方法見下表1所示：

如果上訴方法還是不能排除接地的設(shè)備以及接地點(diǎn)時(shí)，可以通過互倒輔助變壓器=31-T01、=31-T02和濾波電容=31-C01、=31-C02來判斷是哪一個(gè)設(shè)備接地。例如，假設(shè)機(jī)車是變頻之路接地，那么將輔助變壓器=31-T01（變頻之路）、=31-T02（定頻之路）互倒后，如果機(jī)車的故障改變?yōu)榱硕l之路接地，那么就可以確定輔助變壓器=31-T01接地。濾波電容接地的排查方法同輔助變壓器接地排查方法相同。

3 解決思路

當(dāng)機(jī)車輔助電路接地故障發(fā)生時(shí)，從大體上來分析有兩種思路：一種是單一并且配有隔離保護(hù)裝置的設(shè)備可以通過斷開設(shè)備的自動(dòng)開關(guān)故障消除，如若能隔離則可以鎖定相關(guān)接地設(shè)備以及線路，這種處理方案比較簡單明了；另一種電路環(huán)路中同時(shí)串、并聯(lián)多種設(shè)備的電路，變頻支路里的=31-K11接觸器、=31-T01輔助變壓器、=31-C01濾波電容、=31-K01接觸器，以及定頻支路里的=31-K12接觸器、=31-T02輔助變壓器、=31-C02濾波電容、=31-K02接觸器，如上訴設(shè)備以及相關(guān)線路接地那么處理方案就會繁瑣一點(diǎn)。下面就上速兩種情況的接地故障的處理建議進(jìn)行簡單的介紹：

3.1 獨(dú)立分段電路

若是獨(dú)立分段電路可以通過斷開自動(dòng)開關(guān)確定了某個(gè)設(shè)備或相應(yīng)線路接地，對故障設(shè)備進(jìn)行更換或排查相應(yīng)線路來處理達(dá)到排查、處理故障的目的。

3.2 串、并聯(lián)兼有的復(fù)合電路

若是串、并聯(lián)兼有的復(fù)合電路發(fā)生故障，此時(shí)故障點(diǎn)以及故障設(shè)備無法分離造成故障難以確定，那么就可以通過將定頻支路與變頻支路中相同設(shè)備進(jìn)行互倒，從而確定故障設(shè)備或路線，實(shí)現(xiàn)分離、縮小的方法排查處理故障。

為了保證機(jī)車正常運(yùn)行，部分設(shè)備無法進(jìn)行切除排查，如油/水冷卻塔風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等，不能切除，即無法斷開自動(dòng)開關(guān)維持運(yùn)行，但如果運(yùn)行中又遇油/水冷卻塔風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等設(shè)備存在活接地，此時(shí)故障就不能通過斷開自動(dòng)開關(guān)來進(jìn)行排查確認(rèn)故障設(shè)備，此時(shí)最佳處理方法為待機(jī)車入庫后將油/水冷卻塔風(fēng)機(jī)等懷疑設(shè)備及相應(yīng)線路接到定頻支路里，如果故障從變頻接地轉(zhuǎn)移到定頻接地，就可以確定故障設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)快速、高效、精確排除機(jī)車故障。

4 案例分析

2015年9月，HXD1-7001機(jī)車運(yùn)行到神池南站，司機(jī)多次提票機(jī)車A節(jié)440V變頻支路接地。

機(jī)車入庫后靜態(tài)檢查與高壓試驗(yàn)未見異常，機(jī)車正常。分析機(jī)車故障記錄機(jī)車運(yùn)行中頻繁短時(shí)出現(xiàn)440V變頻支路接地，因機(jī)車庫內(nèi)試驗(yàn)正常，故障無法再現(xiàn)，之后安排檢修人員添乘運(yùn)行當(dāng)中觀察以及排查故障。

因該故障為變頻支路動(dòng)態(tài)接地，運(yùn)行中現(xiàn)采用切除自動(dòng)脫扣來排除故障點(diǎn)，如表1所示，依次斷開A節(jié)各牽引通風(fēng)機(jī)組。通過此方法排查后機(jī)車故障依然存在，即說明故障點(diǎn)不在牽引通風(fēng)機(jī)設(shè)備以及其相關(guān)線路中。隨后將變頻支路與定頻支路的輔助變壓器=31-T01、=31-T02互倒，再將冷卻塔風(fēng)機(jī)的相關(guān)電路接到定頻支路里繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)仍然出現(xiàn)440V變頻支路接地，再次排除輔助變壓器=31-T01與冷卻塔風(fēng)機(jī)接地的故障可能。最終將變頻支路與定頻支路的濾波電容=31-C01、=31-C02互倒繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)機(jī)車運(yùn)行記錄顯示440V定頻支路接地，鎖定故障環(huán)節(jié)，確定為變頻支路中的濾波電容=31-C01設(shè)備動(dòng)態(tài)接地，更換電容后故障消除。

5 結(jié)束語

通過對HXD1型神華號交流傳動(dòng)電力機(jī)車輔助回路440V接地故障、故障處理和故障排查的方法進(jìn)行了深入的分析，并提出了常見故障處理及排查方法。為準(zhǔn)確、快速的處理相關(guān)故障提供了明確的思路，大大提高了工作效率，具有廣泛的指導(dǎo)意義。同時(shí)還可以利用機(jī)車自身?xiàng)l件，不盲目更換配件，減少作業(yè)量的基礎(chǔ)上有效的處理動(dòng)態(tài)接地故障。

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