HXD1B型机车高压电压互感器数据分析

王松普

（郑州铁路局 郑州机务段，河南郑州450053）

HXD1B型机车高压电压互感器数据分析

王松普

（郑州铁路局 郑州机务段，河南郑州450053）

HXD1B型机车高压电压互感器主要用于测量接触网电压，给机车控制系统提供网压信号。一旦高压电压互感器发生短路、接地等故障，极易导致机车设备故障的发生，影响铁路的安全运行。结合郑州机务段数据分析经验，着重分析了HXD1B型机车高压电压互感器故障数据，提出了相应的预防判断方法。

高压电压互感器；数据分析；过程代码；电压互感器变比

HXD1B型机车高压电压互感器主要用于测量接触网电压，给机车控制系统提供网压信号。一旦高压电压互感器发生短路、接地等故障，会发生烧损、炸裂甚至着火等现象，同时机车控制系统将无法检测到网压，进而触发机车保护系统，导致断开主断路器、降下受电弓。因此，高压电压互感器故障后，极易导致机车设备故障的发生，影响铁路的安全运行。

如何预防高压电压互感器故障，对提高机车质量有着重要的意义。结合郑州机务段数据分析经验，着重分析了HXD1B机车高压电压互感器故障数据，提出了相应的预防判断方法。

1　HXD1B机车高压电压互感器简介

HXD1B型机车采用的是JDZXW2-25A2型电压互感器［1］。这是一种户外全封闭式电力机车专用电压互感器。安装于机车顶部，采用环氧树脂与硅橡胶复合绝缘支柱式结构，其外观如图1所示。

图1　JDZXW2-25A2型电压互感器

高压电压互感器是利用电磁感应原理，把一次测的高电压按照25 kV/150 V的电压比变换为标准测量电压，送至控制电路。可以说，高压电压互感器是一种专门用作变换电压的特种变压器。

高压电压互感器一次绕组A端连接高压接触网，N端直接接地。二次绕组接线端子a1、n1、a2、n2连接到控制回路，且二次绕组不能短路。其中a1、n1端为牵引变流器和辅助变流器提供同步信号，使其能正常工作；a2、n2端输出信号供机车电度表Ⅰ、Ⅱ端司机室网压表使用。

2　高压互感器故障分析

郑州机务段的高压电压互感器故障现象，均为高压互感器发生炸裂，导致机车不能正常检测到网压，引发微机控制系统中断牵引，机车停运。而高压电压互感器故障的主要原因是绕组绝缘材料被破坏，发生匝间短路，导致高压电压互感器内部不断积累热量，最终发生炸裂，这点在其他文献［2］中有同样的论述。结合高压电压互感器工作原理，我们可以分析出，高压电压互感器故障发展过程中，随着匝间短路的发生，会导致互感器变比发生变化（测量故障高压电压互感器，发现往往是互感器原边绕组故障，副边绕组正常），即对应同一接触网电压，故障互感器的副边绕组，会感应出较正常互感器高的电压值。

因此，如果我们能采取有效手段预判高压互感器是否存在绕组缺陷，就能避免高压互感器故障的发生。同传统直流机车相比，HXD1B机车数据记录了机车运行时的故障信息和环境信息。分析机车数据代码，我们发现代码为1199、1200的记录与接触网网压有关，其内容分别为当前网压28～29 kV和当前网压＞29 kV。结合前面对高压互感器故障原因的分析，我们可以得出随着高压互感器绕组缺陷的产生，这两条记录应该会在系统的数据记录中反复出现。

3　数据分析

以HXD1B-249机车为例，故障情况为机车运行途中发生高压电压互感器炸裂。对其数据记录进行分析，重点判断1199、1200代码出现的频次：

在分析软件中输入筛选条件CodeID=1200||CodeID=1199，在CCU1、CCU2的过程界面中，点选激活筛选的控制旋钮，可以看出代码为1199、1200的记录，如图2所示。从2013年11月25日04：30开始至故障时刻共出现130次。观察其故障发生时间间隔，从11月25日开始，代码出现的时间间隔大约为1个多小时，随后逐渐缩短。在此期间经过分相区时，高压电压互感器经过无电区的放电，代码出现的时间间隔会延长。但是过完分相区后，代码出现的时间间隔又开始逐渐缩短。到12月1日发生故障时间隔时间仅为几分钟。CCU2筛选界面如图2。

图2　CCU2过程界面筛选记录

4　分析结论及对策

通过对故障数据的分析，我们看出通过分析1199、1200代码的出现次数及间隔时间，可以判断出高压互感器是否存在故障缺陷。接下来，我们需要考虑该如何有效的利用这种分析方法。

各机务段的日常机车整备工作均存在工作量大、时间短的特点。以郑州机务段为例，在用车高峰时，经常出现机车刚回段，下趟司机已在整备场等待出勤。因此，这就要求我们的行修人员，尽可能快的完成机车数据的下载、分析工作。

5　HXD1B机车数据分析软件

郑州机务段设计的HXD1B机车数据分析软件，具有数据上传、在线浏览、自动分析、统计查询等功能，其操作界面如图3所示。由于软件内部嵌入了Expert 2 viewer程序，因此，软件可以直接读出数据包中的数据。为提高分析工作效率，我们在软件中设计了自动分析程序，对机车的数据记录进行自动筛选，分类处理。其中，对于1199、1200代码，我们设定的筛选条件为代码出现时间间隔＜1 h。即如果代码出现时间间隔＜1 h，软件会对该车的数据记录自动标红，提醒检修人员需要扣车检查。软件的使用界面见图3。

图3　HXD1B机车数据分析软件

机车回段整修时，检修人员将刚下载的数据，通过上传导入，进行单个数据包或多个数据包批量上传。然后点击一周数据，选定当日日期，软件会自动显示出分析处理后的机车故障记录情况，如发现有红色的标注，检修人员即联系扣车处理，并通知技术人员。技术人员接到通知后，可通过软件直接下载数据进行详细分析，并可通过统计查询追踪该机车以前的数据记录情况。

对于高压电压互感器导致的扣车，我们一般先对器件做常规检查如测量直流电阻、工频阻抗值和高压直流泄漏电流值，如没有电阻过大或为零等情况，则在高压电压互感器一次加压后，测量二次电压输出，计算出电压比以确定是否发生匝间短路。

6　结束语

高压电压互感器的故障预防，对于提高机车质量，减少机车设备故障的发生有着非常重要的意义。自从郑州机务段开始使用HXD1B机车数据分析软件，对高压电压互感器运行情况进行监控以来，截止目前，未发生由于高压电压互感器故障导致机车故障的情况。

［1］ 南车株洲电力机车有限公司.HXD1B型机车客户培训文件电器部分［R］.株洲：南车株洲电力机车有限公司. 2009.

［2］ 王向东，王汗东.HXD1B型电力机车高压电压互感器故障分析及建议［J］铁道机车车辆，2010，30（6）.105-106.

Data Analysis of the High Voltage Transformer on the HXD1B Locomotive

WANG Songpu
（Zhengzhou Railway Bureau，Zhengzhou Locomotive Depot，Zhengzhou 450053 Henan，China）

High voltage transformer on the HXD1B loco motive is mainly used for measuring line voltage，and gives line voltage signal to the loco motive control system.Once the high voltage transformer has short-circuit，grounding fault，it＇s very easy to cause the locomotive failure，and affects the safety of railway operation.Combined with the experience of data analysis，this paper mainly introduces the system data analysis process of the high voltage transformer on the HXD1B loco motive，and provides the corresponding prevention judgment method，in order to offer reader reference.

high voltage transformer；data analysis；procedure code；transformation ratio of the voltage transformer

U269.6

A doi：10.3969/j.issn.1008-7842.2015.04.29

1008-7842（2015）04-0122-02

5—）男，工程师（

2015-01-14）