HXD1型电力机车控制回路接地故障检测原理分析及故障解决措施

吴 勇

（太原铁路局 湖东电力机务段，山西大同037001）

机车110V直流电源是机车控制单元、信号通讯系统、继电器保护回路及其他自动装置的工作电源。由于机车运行环境恶劣，110V电气设备或导线的绝缘损坏常常会造成电路的接地故障，虽然单点接地故障对机车的运行不会产生影响，但是若出现两处或两处以上的多点接地故障时，电路可能会产生短路而烧损设备和导线，从而严重影响机车正常运行的安全性和可靠性。因此对机车控制回路接地故障的判断和处理显得十分重要。

1 HXD1型电力机车控制回路接地故障检测原理

HXD1型电力机车上应用的控制回路接地保护装置由电子式直流电网绝缘监测仪＋控制回路接地检测开关组成。该装置采用不平衡电桥法对控制回路绝缘电阻进行检测，由绝缘电阻信号检测电路接收从耦合电路返回的反映被监测回路的对地绝缘电阻变化的信号。当绝缘电阻低于装置设定值时，装置发出报警，报警指示灯亮，继电器动作，其常开联锁将相关信号经由机车输入输出模块SKS1A、SKS1B送至机车中央控制单元CCU，再由机车中央控制单元CCU发出指令，将故障

2 HXD1型电力机车控制回路接地故障检测装置原理接线图（见图1）

3 HXD1型电力机车控制回路接地故障装置检测原理分析

由图1可知：

（1）控制回路接地故障检测装置基本原理

图1 HXD1型电力机车控制回路接地故障检测原理

HXD1型电力机车A、B两节机车各装有一套蓄电池接地故障检测装置（即控制回路接地故障检测装置），由于直流电网绝缘监测仪特性决定，每个被监测回路中只能装有一台监测设备，因此在实际运用中，通过机车电源钥匙开关控制，只有操纵节的控制回路接地故障检测装置投入运行，非操纵节控制回路接地故障检测装置不投入运行。如果两节机车控制回路接地故障检测装置出现同时工作的情况，那么，一段时间后，机车故障显示屏就会出现“控制回路接地”故障提示。由于只有一套控制回路接地故障检测装置实时工作，因此，在实际运用中，如果非操纵节发生控制回路接地故障，故障显示屏也只会显示操纵节发生接地故障，即在A节操纵时，报A节蓄电池接地，B节操纵时报B节蓄电池接地。因此，在实际处理相关故障时，要同时检测两节机车控制回路，而不能根据故障显示屏的显示内容，只检查一节机车。

（2）控制回路发生接地故障后报警动作原理

运行中，控制回路接地故障检测装置实时监控控制回路，当控制回路发生对地绝缘不良，且绝缘值低于装置设定值时，装置发出报警，报警指示灯亮，继电器动作，其常开连锁将相关信号经由机车输入输出模块SKS1A、SKS1B送至机车中央控制单元CCU，再由机车中央控制单元CCU发出指令，将故障内容显示在机车故障显示屏MMI上，提醒司机或维修人员，机车控制回路发生接地，需进行处理。

（3）控制回路接地故障检测装置保护电路

为了保护控制回路接地检测装置不被烧损，当用控制回路接地检测开关＝32－S02来检测机车控制回路对地绝缘状态时，由于接地检测开关＝32－S02运行位相关连锁断开，断开了控制回路接地检测装置的检测回路，避免了接地检测装置被由机车提供的110V检测电压损坏的情况发生。

4 机车运用中控制回路接地故障多发部位

（1）转向架行灯插座处；

（2）车内110V照明回路（司机室灯、机械间灯）；

（3）DC110V／AC230V逆变模块；

（4）高压隔离开关；

（5）空调110V控制电源模块；

（6）司机室内空调主机下方控制回路布线；

（7）信号柜内控制回路布线（监控设备、无线电台、TAX箱等）；

（8）低压柜、信号柜加热装置。

5 HXD1型电力机车控制回路接地故障解决措施

5.1 HXD1型电力机车控制回路接地故障常规检修处理方法

（1）在处理控制回路接地故障时，首先利用控制回路接地检测开关＝32－S02来初步判断机车是否发生控制回路接地故障，将控制回路接地检测开关＝32－S02打至“＋”位时，如电压表＝32－P01指针停留在红色区域内不动，表明控制回路负极有接地现象；反之，将控制回路接地检测开关＝32－S02打至“－”位时，如电压表＝32－P01指针停留在红色区域内不动，表明控制回路正极有接地现象。

（2）由于两节车蓄电池110V供电回路和一部分控制回路出于重联控制的需求，从而导致两节机车的控制回路，通过两根内重联线＝91－X171.13B及＝91－X171.14B而相互贯通，因此，在实际维修中，必须将上述两根内重联线拆除，才能准确判断出到底是哪一节机车控制回路发生接地故障。将两根内重联线拆除后，这时，再次扳动两节机车的控制回路接地故障检测开关＝32－S02来检测到底是哪一节机车控制回路发生接地故障。

（3）当发生控制回路正极接地故障时，可依次逐个扳下司机室后墙及低压柜面板上各控制回路支路自动开关，每扳下一个自动开关，就用控制回路接地故障检测开关＝32－S02来检测一次，直到扳下某一自动开关后，电压表＝32－P01指针离开红色区域，则表明故障发生在该自动开关下游线路或电气模块中，这时，再利用机车原理布线图，依次甩线，即可查出真正故障点。

（4）当发生控制回路负极接地故障时，通过依次断合自动开关＝22－F01、＝22－F02、＝23－F03、＝23－F04、＝24－F01、＝24－F02及＝42－F01来检测排除上述各自动开关下游控制回路负极是否接地（上述7个自动开关均为双联自动开关相关控制回路负极接线也经过自动开关送往相关电器）。其他控制回路负极接地故障排除，只能通过依次甩低压柜及司机室司机侧后墙处蓝色端子排（控制回路负线端子排）上的接线来逐步查找故障点（控制回路负线端子排点位：＝92－X143.05端子排第5点320142.01（负级总线）；＝92－X143.02端子排第1点～第4点；＝92－X143.07端子排第1点～第30点；＝92－X114.01端子排第190点～第205点）。

5.2 HXD1型电力机车控制回路接地故障实际运用检修处理方法

机车在实际运用检修状态下，会受很多其他因素干扰，往往同时伴有两种或两种以上故障。具体如下：

（1）如果上车检查故障时有时无，或有时显示正极接地，有时显示负极接地，应首先考虑机车布线进水造成（如司机室地板下积水，空调主机下积水，行灯插座进水等）。

（2）如果上车检查存在故障，且发生控制回路接地故障时，还同时伴有其他故障，故障点应在显示屏所提示的伴生故障所在控制回路（如发生控制回路接地故障的同时，显示屏提示某一节高压隔离开关故障，那么，处理故障时首先着重检查高压隔离开关电路状态是否良好）。

（3）如果上车检查故障存在，在断开某一节的技改蓄电池闸刀后，故障消失，则故障点应在断开技改蓄电池闸刀节的蓄电池中。

（4）如果故障在低压时不存在，而在升弓合主断后，辅助逆变器开始工作后出现，应首先考虑为蓄电池充电柜中5个充电模块中的某一个模块不良所致。

（5）如果上车检查不存在故障，而近期内又多次出现过，且一直只是某一节机车报故障，那么：①开司机室后墙面板，检查蓄电池接地检测装置状态是否良好，或其上接线是否不良造成。②检查蓄电池接地检测装置供电接触器＝32－K12常开连锁是否不良，或其上接线是否不良造成。③检查控制回路接地检测开关＝32－S02正常位时闭合的相关连锁是否不良，或其上接线是否不良造成。④蓄电池接地检测装置与机车输入输出模块SKS1A、SKS1B间连线不良或某一输入输出模块不良造成。

6 结束语

HXD1型电力机车发生控制回路接地故障后，要很快判断出故障部位，必须要熟悉蓄电池接地故障检测装置的工作原理及其在机车上的接线方式，只有熟悉了其工作原理，才能为后续的故障判断，建立一个正确的理论基础。合理利用控制回路接地检测开关，按照上述步骤，即可较快查出故障点。随着处理故障件数的增加，维修经验的不断增加，简化步骤也可以很快查找出故障点。例如，处理故障前，先检查一下控制回路故障经常发生部位，根据故障内容，预先判断、检查重点部位，也是提高维修效率的重要手段。

［1］ 张曙光.HXD1型电力机车［M］.北京：中国铁道出版社，2009.

［2］ 张曙光.HXD2型电力机车［M］.北京：中国铁道出版社，2009.