模拟高压窄脉冲干扰解决一起电力机车疑难故障

王凯俊

（沈阳铁路局 吉林机务段技术科，吉林132052）

微电子技术在机车上应用，在提高机车自动控制性能方面发挥着越来越多的作用。同时，由于机车在运行中微电子设备处于高电压、大电流、宽频带范围强磁场的环境中，往往出现死机、误动作、甚至烧损等故障，这类故障的形成原因复杂，使用传统的处理故障手段力所不及。

1 疑难故障

唐山机务段SS36094机车在一段时间内，经常发生A、B组调压开关不进级，跳主断路器和蓄电池不充电故障。经检查发现电子柜A组升位、降位，B组升位、降位共有4个插件上的5个集成电路块的＋15V电源部分对地击穿。使用常规的方法检查，找不到形成故障的原因，形成故障的规律。初步判断是机车DC110V电线路存在对微电子设备具有损坏威胁的高压窄脉冲。

机务段查找故障的传统方法是通过外观检查和用新品替换试验来处理故障，还需要通过机车投入运用检验措施的有效性，措施的针对性差，工作效率低。这类对微电子设备具有损坏威胁的高压窄脉冲，产生的原因复杂，发生的条件很难确定，往往通过长时间添乘，来捕捉故障规律。

唐山机务段在使用传统的各种方法未能解决的情况下，尝试了一种“模拟高压窄脉冲干扰”的新方法。

2 模拟高压窄脉冲干扰

模拟高压宽频窄脉冲发生器的原理如图1所示。

采用高压直流冲击信号电源，输出电压DC1 000V试验，频数：1次／s；使用了放电间隙耦合器耦合，通过间隙放电产生宽频谱窄脉冲加到DC110电线路。

并用FLK示波器监测在模拟高压窄脉冲干扰条件下的响应，发现机车DC110回路现有抑制过电压的性能不好。在高压脉冲试验条件下，可谐振产生最高达800V的冲击脉冲。如图2所示。

图1 模拟高压宽频窄脉冲发生器示意图

图2 示波表显示记录

3 针对性措施

测试机车上电空阀线圈，接触器线圈等电感性电器按原设计的安装电压抑制器齐全，抑制参数均符合技术要求。但机车DC110V电线路仍存在对微电子设备具有损坏威胁的高压窄脉冲。分析原因是机车电线路长，存在分布电感，在机车运行中，在大电流，高强度磁场突变的工作条件下，现有电压抑制器安装布局，不能保证对微电子设备的保护，仍然存在高压窄脉冲损坏的死角。机车原设计仅仅在电感性电气装置附近加装有电压抑制器，在电感性电器断开时，相应的电压抑制器也随之断开了。

因此，在机车电线路中，有必要分布加装固定的电压抑制器。达到有效消除随机发生的高压窄脉冲和局部谐振的目的。

具体措施有：在可能受到高压窄脉冲干扰影响的机车微电子装置周围加装吸收措施，还根据机车导线分布加装吸收组件，在电子柜210与214间加装一个0.47 μF 1 600V的无极电容和一个240V压敏电阻。在电子柜207、206线间及在两端司机室01JX、02JX的210和300间各加装一个0.47μF 1 600V的无极电容。如图3所示。

图3 加装吸收组件示意图

采取措施以后，再次使用便携机车电线路故障测试仪模拟1 000V高压直流冲击限流试验频数：1次／s，用FLK示波器反复试验检测，原来800V模拟干扰脉冲减小到40V以下，如图4所示。

图4 改进后示波器显示记录

经机车投入运用验证，SS36094机车因DC110V电线路存在高压窄脉冲干扰烧电子插件疑难故障得到了彻底解决。

4 结束语

模拟高压窄脉冲干扰采用高压直流冲击信号电源，输出电压DC 1 000V试验，1次／s；每分钟就可模拟高压窄脉冲干扰60次。由传统“守株待兔”方法，变为“主动出击”测试，确定故障效率高，措施的针对性强。

因此，重视机车车上微电子设备的电磁兼容性，重视在微电子设备相关的电路加装高压抑制器的有效性，并探索这类疑难故障处理的新方法具有重要意义。