关于HXD2型电力机车拖车损失故障分析及探讨

李建斌

（大同铁路分局 湖东电力机务段，山西 大同037006）

0 引言

HXD2 型电力机车是由两节相同的机车组成的双节重联重载电力机车， 其控制系统是由微机控制系统、WorldFIP 网络通信系统和DC110V 电气控制电路组成。两节机车数据通讯采用WorldFIP 网络通信系统中的FIPT 网进行数据交换， 在机车运用中如果两节机车间的FIPT 网出现中断，即操作节机车与非操纵节机车间的数据通讯丢失，这种现象称为拖车损失故障。当拖车损失故障发生时，即使FIPT 网连接恢复，两节机车仍需重新上电重启才能重新建立通讯，极大的影响了运输畅通。

1 HXD2 型电力机车网络结构

HXD2 型电力机车的微机网络控制系统的通信结构分为两级：车辆级通信和列车级通信，对应的FIP 网是：FIP 车辆网（即FIPV 网）和FIP 列车网（即FIPT 网）。 单节机车内部控制单元间的通讯路径为FIP车辆网（FIPV 网），两节机车间的通讯路径为FIP 列车网（FIPT 网）。

HXD2 型电力机车的列车级通信主要通过FIPT 网进行， 用于每台机车的两节机车间或连挂的两台重联机车之间所有的功能和信息交换。 出于通信安全性和可靠性的考虑，FIPT 网与FIPV 网类似，也采用双路介质冗余设计。 HXD2 型机车FIPT 网的交换终端为两节机车的主处理单元MPU（Main Processor Unit），操纵节机车的MPU 将操纵命令通过FIPT 网传输至非操纵节MPU，非操纵节机车的将本节机车的状态数据通过FIPT 网传输至操纵节。 其网络结构如图1。

2 拖车损失故障现象及原因分析

HXD2 型机车A、B 节网络通信中断则会造成“拖车损失”故障。根据机车操纵节及前后弓选择不同则具体故障现象也不同：

1）A 节操纵，升B 节受电弓，合主断，机车发生拖车损失故障时，主断路器断开，B 节受电弓降下，后弓升不起，AB 闸缸压力无变化；此时可升前弓合主断，但至拖车损失故障发生后约30 分钟后B 节蓄电池断电，B 节控制回路失电，列车管降零。

2）A 节操纵，升A 节受电弓，合主断，机车发生拖车损失故障，主断路器、受电弓正常，AB 闸缸压力无变化；如继续运行，则当拖车损失故障发生约30 分钟后B 节蓄电池断电，B 节控制回路失电，列车管降零。

图1

通过对2011-2013 年发生的拖车损失故障的分析及处理结果(见表1)，可以看出HXD2 型电力机车拖车损失故障的原因主要有以下几种：

1）内重联线断开

通过对发生拖车损失故障机车的机车数据分析，在拖车损失故障发生前一段时间，FIPT 网中的A 网或B 网已经断开连接，数据记录如下：

A 节 发 生 时：“ME_MEDA1 : FIP TRAIN A2 medium failure”或“ME_MEDA2: FIP TRAIN A1medium failure”

B 节 发 生 时：“ME_MEDB1 : FIP TRAIN B1 medium failure”或“ME_MEDB2: FIP TRAIN A1medium failure”

在机车运行中，如果另一路备用网络由于插接不到位、震动而断开，则会导致拖车损失故障的发生，数据记录为“DA_DIFIPT: Missing vehicule on FIPT”。

2）MPU 故障

HXD2 型机车FIPT 网的连接是串联连接， 即整个网络上的设备必须在线，硬线连接不能断开，即使MPU 故障，可以通过切换机车控制通道的方法来维持运行， 但一旦MPU 中网络控制部分故障（MPU仍然有电），会导致机车数据不能顺利传递，从而导致拖车损失故障的发生。 此时，机车数据中故障MPU 会产生大量无规律故障代码。

3）外重联线接地故障多机重联运行的需要，HXD2 机车在机车前端设置有外重联线， 其中外重联线的17、18 点为FIPT。 在机车运用中，外重联线老化、破损或外重联插头进水导致外重联线接地，如此时外重联线中的FIPT 网线路接地（即17、18 点位线路接地），则会导致机车数据不能正常传输，从而产生拖车损失故障。 此时机车数据同样会记录故障数据 “ME_MEDA1 : FIP TRAIN A2 medium failure”或“ME_MEDA2: FIP TRAIN A1medium failure” （ 如B 节 则 记 录 为“ME_MEDB1 : FIP TRAIN B1 medium failure” 或 “ME_MEDB2: FIP TRAIN A1medium failure”）

3 解决方案及改进措施

针对拖车损失故障产生的原因， 根据HXD2 型机车网络结构特点，制定了以下解决方案和改进措施，尽可能减少拖车损失故障的发生：

1） 内重联线断开造成拖车损失故障， 在日常检修作业中加强FIPT 网内重联线的检查，确保插接牢固。 日常下载分析机车数据时，如发现“ME_MEDA1 : FIP TRAIN A2 medium failure”或“ME_MEDA2:

FIP TRAIN A1medium

failure” （如B节则记录为

“ME_MEDB1: FIP TRAIN B1 medium failure” 或

“ME_MEDB2:FIP TRAIN A1medium

failure”）多 次重复出现，则针对性对相应FIPTA 或FIPTB 网络进行校验检查，及时发现状态不良网络，排除故障隐患。

表1

2）HXD2 型机车在日常运用中，MPU 中的部分板卡易发生偶发性故障， 会在机车数据中会产生相应的数据记录， 如 “DC_PTTF :Transmission des ordres de T/F”、“DC_DAL241 : Def. alim. 24V convert.1”等，通过分析机车数据，如发现某个MPU 经常性有各种无规律故障或事件记录，那么说明此MPU 状态不良，则应对此MPU 进行及时更换，以排除故障隐患。

3）FIPT 网外重联线老化、破损及外重联插头、插座进水造成的拖车损失故障，应根据机车实际运用情况，如机车长时间不使用外重联功能进行双机或多机重联运行， 可将FIPT 网外重联线在机车头部内端子排BB-UM-CF 及BB-UM-CM 上的第3、4 点接线进行甩线处理，断开FIPT 网在机车内部与机车外部CF-FF-UM-G 及CF-FF-UM-G的连接，彻底杜绝由于FIPT 网外重联线老化、破损及外重联插头、插座进水造成的拖车损失故障。

4) FIPT 网数据传输的周期为30ms， 当机车运行中冲动过大，会导致FIPT 网内重联线瞬间断开，断开时间大于60ms（在一个数据交换周期内如检测到数据通讯错误，此时会再次重新进行一个周期的数据通讯检测）时，则会发生拖车损失故障。通过增大HXD2 型机车拖车损失故障的控制逻辑故障判断时间， 在适当的时间内如A、B 节数据通讯恢复，则不产生拖车损失故障，机车继续正常运行。

4 结论

由于HXD2 型机车在大秦线特殊的重载运输环境下，一旦机车发生拖车损失故障，机车会产生列管降零的惩罚制动，如发生故障后未发现故障提示仍继续运行则会产生紧急制动，会对安全运输产生不可预测的后果。 故障发生后，如果要消除故障，必须停车断电，重新上电才能使机车重联功能恢复正常，此过程需要较长时间，对大秦线运输畅通产生较大的影响，通过对故障的分析、原因的查找，制定出相应的措施可大大减少拖车损失的发生，有效的保证机车运行的安全，保证大秦线运输畅通。

［1］张曙光.HXD2 型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2009.