HXD1型机车控制回路典型故障预防建议

曹锐

摘 要：HXD1型机车自2007年入我段以来，通过各方专家及现场工作人员不断努力，现已处于成熟运用阶段，日常线上运行发生故障通过机车数据分析、前期类似故障比对、配件质量情况综合考虑，基本都能找到准确故障点并予以排除。但个别机车出现的控制回路故障长时间找不到故障点，给我段运输生产任务造成不小影响。下面就控制回路的几件典型故障逐一进行分析，以及对同类故障引发的思考，并提出此类故障的预防建议。针对HXD1型电力机车故障检修中几起控制回路的典型故障概述，扼要介绍控制回路供电部分，并对典型故障成因进行剖析，提出了一些故障预防的建议。

关键词：电力机车；控制回路；典型故障；建议

1 HXD1型机车控制回路原理及现状

1.1 HXD1型机车控制回路原理简要介绍

HXD1型机车电子控制系统需要一个稳定的工作电压。在起动阶段，机车的两个蓄电池保证了电源供电。起动后，由蓄电池充电机将三相交流440V，60Hz电源系转换为直流110V电源供机车电子控制系统使用（电路图见图1）。

1.2 HXD1型机车控制回路故障现状介绍

HXD1型机车控制回路采用常规的正负线设计，正线、负线在良好的绝缘情况下，保证了电子控制系统的可靠运行。在日常故障中，以接地故障最为常见，造成原因也较多，具体处理方法在其它论文中已详细阐述，不再赘述。但随着HXD1机车使用年限的增加，长期在大秦线担当2万吨DP列车中部牵引任务，使用密度大、自然条件恶劣，机车长期高负荷运转，日常整备、检修重点往往对走行部等关键部件倾斜，导致电线路部分检修没有引起足够重视，进而造成“疑难杂症”，其中以控制回路中负线出现的故障最为典型。

2 HXD1型机车控制回路典型故障

2.1 HXD1型机车控制回路典型概况

2.1.1 HXD1-141机车在整备场试验过程中，发现机车在自检完成后，机车故障显示屏显示“网压欠压，单节车模式”，升弓状态下，受电弓在选择自动位的情况下，自动升双弓。多次断合蓄电池无效。

2.1.2 HXD1-17机车，运行中机车显示“A节辅逆冗余模式”，机车A节牵引无流，维持运行至前方站，重新断电后故障消失，单机折回。

2.2 HXD1型机车控制回路典型故障原因分析及思考

2.2.1 HXD1型机车控制回路典型故障原因分析

（1）HXD1-141机车，车回检查故障存在，下载数据分析，故障时记录代码33“网压欠压，单节车模式”，但环境网压正常，之前故障发生时网压也正常，而且该故障是在自检完成后，未升弓的情况下出现，说明是由于自检回路的问题造成，同时查看高压断路器状态，在未合主断的情况下，主断状态已显示为正常闭合主断的状态。故应该重点检查主断回路，检查B节主断回路，在低压柜测试92-X143.02端子排107点，发现在主断未闭合情况下，该点有60V左右的电位，按道理，在主断未闭合前，该点不应该有电位。故怀疑110V重联回路有问题，检查92-X143.05的11点和12点之间电压为106V，再检查重联端子排92-X158.01的100点和101点无电压，分别对上述两个端子排的11点、101点和12点、100点线路之间进行通断测试，发现11点和101点之间320161.03线断路，存在27V左右电位，说明负极悬空或断开，进一步检查发现该线线鼻子处断路，有烧痕，重新处理完成后故障消除。

（2）HXD1-17机车车回试试验良好，下载数据分析，故障时记录代码20“TCU1、2外部电源关断”，说明机车TCU1、2同时出现外部110V供电失去的现象，根据HXD1机车设计原理，这种情况不可能出现，因为TCU1、2的110V供电是完全独立设计的，各自有各自的自动开关，除非人为将TCU1、2自动开关同时断开，才会出现这种故障。但工作人员人为将TCU1、2自动开关同时断开所出现的故障现象又不完全符合，考虑到TCU部件对电压变化要求比较敏感，故将怀疑的重点锁定在蓄电池后面的110V供电回路中，在偶然断合蓄电池闸刀的情况下，发现合蓄电池闸刀瞬间闸刀处有明显放电，同时故障现象重现，与反馈时的故障现象完全吻合。由此联想到前期HXD1-71机车也是类似故障，车回重点检查该部分，发现110V负母线线鼻子处有放电。

2.2.2 HXD1型机车控制回路典型故障引发的思考

通过以上两个故障典型案例，实际可以理解为第二件故障是实时发生的动态故障，而第一件故障是长期放电烧损导致断路后导致的死故障，第一件故障前期在负线放电期间应该也发生过类似故障，只是没有引起重视。由此引发作者思考，回想起以前大秦线HXD1机车发生紧急制动故障，抛开制动系统本身故障，同控制回路相关的如28-K01失电起非常，一般分析机车数据，在故障时间点会出现故障代码1232“CCBⅡ导致紧急制动28-K01失电”，控制原理是继电器接口模块RIM和紧急继电器28-K01在同一控制回路中，一旦集成处理器模块MIPM发出指令，继电器接口模块RIM联锁动作，就会导致紧急继电器28-K01失电，紧急继电器28-K01失电，联锁断开，安全回路打开，紧急阀28-A02动作，机车产生紧急制动。一般的处理方法是针对性更换MIPM及RIM模块。但作者在处理故障中曾发现28-K01负线端子排由于短接块搭接不良放电引起的28-K01失电。

综上所述，大家一般对直流回路接地故障比较重视，因为正、负极若发生一极接地等故障时，虽然仍可维持运行，但另一极也接地时，可能使断路器误动作，进而造成机车故障。但对于直流回路的接地防护机车自身已有完善的检测系统，此类故障在可控的范围内。

作者认为负线放电进而引起的控制电压不稳的故障隐患具有隐蔽性强、故障点不明确、关键部位发生问题危害大的特点，实际工作中未见有防止此类故障的明确预控措施，对此类问题的研究比较少见，更不用说保护、检测装置的使用，应引起检修人员的更多关注。

3 预防建议

为切实提高机车质量，作者经过查询相关资料及论文，发现在电力系统中此类问题研究较深，结合HXD1型机车特性，提出以下几点建议来预防故障的发生：

（1）对HXD1型机车上危害较大的端子排进行梳理，在日常的检修作业中加强重点直流回路的端子排状态检查。

（2）加强日常修程中HXD1型机车数据分析，对明显存在的诊断故障提前检查，防止机车带隐患上线。

（3）投入在电力系统中应用较广的直流回路检测设备，对HXD1型机车主要直流回路的完好性以及回路中接触不良等故障隐患进行检测。

4 结束语

对直流系统控制回路负极放电故障引起的控制回路电压不稳的情况，作者初期对该现象只有表面的了解，随着实际故障的查找，相关案例的学习，事实证明直流负极放电确实会瞬时造成电压不稳，进而引发机车电器故障。在日常工作中，对此类故障积累的同时，也希望能引起相关专业人士重视，深入研究，用理论数据来指导日常的检修工作，制定更有效的解决措施，确保机车质量。

参考文献

[1]张曙光.HXD1型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2]乔宝莲.电力机车电器[M].北京：中国铁道出版社，2007.

[3]魏伟明，魏秉国，直流系统负极一点接地致开关跳闸原因分析[B].继电器，2008，36（9）.