HXD1C型机车DC110 V接地故障分析及其解决

余得全

(资阳南车电力机车有限责任公司 四川 资阳 641301)

HXD1C型机车DC110V接地故障分析及其解决

余得全

(资阳南车电力机车有限责任公司 四川 资阳 641301)

HXD1C型机车是自主化大功率7 200kW六轴货运电力机车，其控制系统由DC110V供电，该直流系统正、负端均不能接地。通过对该型机车直流控制系统DC110V接地故障的产生、分类结合典型案例进行分析，研究该类故障的一般查找方法，并不断优化，为后续类似故障的处理提供参考。

HXD1C型机车；DC110V接地故障；接地检测；处理措施

正常情况下，HXD1C型机车的DC110V系统正、负极对地均为绝缘的，系统中有一点发生接地时，一般情况下并不影响直流系统运行，但当出现正、负2点及2点以上接地时，会引起正、负极短路，使机车控制系统某一路单极或双极断路器断开，影响机车运行。

HXD1C型机车DC110V系统是由蓄电池组与充电装置并联供给直流负载的运行系统。当机车主断路器(以下简称主断)断开时，由机车蓄电池组供给控制系统用电；当机车主断闭合，机车充电机工作时，由充电机供给机车控制系统用电，并实时对机车蓄电池组充电。DC110V系统主要是为控制、信号、监控、电台、照明等回路提供可靠稳定的不间断直流电源，该直流系统分支网络多、负载控制回路复杂，客观上增加了该系统接地故障的查找难度，因此当接地发生时采用具有规律性的方法是十分重要的。

1 DC110 V系统接地的产生及分类

当DC110 V系统的正极或负极与车体(地)之间的绝缘水平降到某一规定值以下时，称为DC110 V系统接地。DC110 V系统正极对地绝缘水平低于某一规定值时出现的接地称为DC110 V系统正接地；DC110 V系统负极对地绝缘水平低于某一规定值时出现的接地称为DC110 V系统负接地[1]。分类如下：

(1)按照接地程度分为金属性接地和绝缘等级下降接地

金属性接地：DC110 V系统某个元器件或线缆损坏，使元器件或线缆带电导体与接地金属相连。用电压表测量，其中一极对地电压为0，另一极对地电压为DC110 V。

绝缘下降接地：DC110 V系统某处工作环境发生改变，部分元器件因积灰受潮，对地绝缘强度显著降低。用电压表测量，正、负极对地电压值存在较大差距，两者之和为DC110 V。

(2)按接地出现的概率分为死接地和活接地

死接地指DC110 V系统某一极长期存在接地，在接地故障没有人为排除前一直存在，是死故障。

活接地指机车运行过程中DC110 V系统时而接地，时而不接地，这是由于DC110 V系统某一极的线缆或元器件出现虚接地现象，随机车运行振动时而接地、时而不接地。

(3)按照接地极性分为DC110 V系统正接地和负接地。

2 典型案例

2013年10月6日，兰州机务段，HXD1C型6130号机车DC110 V负接地，检查为Ⅰ端刮雨器电机内部接地引起，更换Ⅰ端刮雨器电机后恢复正常。

2013年11月30日，兰州机务段，HXD1C型6284号机车DC110 V负接地，检查为重联线进水，拆检擦拭干净，重新组装后正常。

2014年3月28日，鹰潭机务段，HXD1C型6398号机车DC110 V正接地，检查为紧急制动控制回路804高电平正接地，去除毛刺后重新连接恢复正常。

3 DC110 V系统接地故障的通用查找方法

3.1 接地检测原理

3.1.1 CHIR125-1型绝缘检测装置简介

HXD1C型机车DC110 V系统的接地检测采用了CHIR125-1型绝缘检测装置，其工作原理如下：系统采用不平衡电桥法对直流电网绝缘电阻进行检测，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电网对地绝缘电阻变化的信号。当绝缘电阻低于系统设定值时，系统发出报警，报警指示灯亮，继电器动作。使用方法：

(1)显示：接通电源，数码管首先显示“8.8.8.8”，随后装置进入监测状态，数码管显示被监测电网对地绝缘电阻值。当数码管显示“.OL”时，表示绝缘电阻大于200 kΩ。

(2)报警方式：系统分别设置了电网正、负母线报警指示灯，并设置报警输出继电器。报警初始值出厂设定为50 kΩ。报警状态如表1所示。系统报警是锁定的，即使绝缘电阻恢复到设定值以上依然维持报警状态，直到按下“复位”按钮后，系统重新进入监测状态。

(3)报警值设置：按“设置”按钮，数码管显示当前设定的报警数值。随后每按一次“设置”按钮，设定值减小一级，若低于10 kΩ后由200 kΩ重新开始减小，选定设置值后，按“确定”按钮，系统重新进入监测状态。

表1 接地检测继电器报警状态表

(4)测试：按下“测试”按钮，系统进入自我测试状态，数码管显示“8.8.8.8.”，各指示灯全亮，报警继电器全部动作，直到用户松开按钮，系统重新进入监测状态。

3.1.2 HXD1C型机车接地检测原理

如图1所示，A1、A2为CHIR125-1型绝缘检测装置工作电源，由DC110 V供电；L1、L2为检测接口，接机车DC110 V+及DC110 V-。数码管显示被监测电网DC110 V+和DC110 V-对地绝缘阻值，根据对应的电阻值显示框的上、下2个数值，判断是正接地还是负接地。

图1 HXD1C型电力机车接地检测原理

图2 HXD1C型电力机车DC110V直流供电回路

3.2 DC110 V系统接地故障查找方法

3.2.1 DC110 V正线接地

在机车蓄电池供电情况下，利用“瞬时停电”的方法依次断开、闭合图2所示的对应低压电器柜面板上的单、双极断路器，并在断开及闭合时观察接地检测装置的数值。若数值发生变化，保持该断路器处于断开位；继续往下断开、闭合单、双极断路器，直到数码管显示“.OL”时，停止查找。由于存在同一极性多点接地的可能，因此在筛选出来的断路器回路再进行分、合判断，逐一排查确认故障回路[2]。

由于接地检测装置受低压电器柜面板“辅机控制”单极断路器控制，在断开此开关后，接地检测装置会停止工作，此时可用兆欧表测试正线电路对地的绝缘电阻，或用万用表测量正线对地电压的方法进行分析判断。

3.2.2 DC110 V负线接地

(1)经验法：由于DC110 V负线接地不易排查，不能通过关断断路器、开关的方法切掉负线，因此先利用既有经验排查机车容易引起负线接地的回路，如刮雨器、重联、重联电话、干燥器等回路。

(2)接插件拔除法：在断电情况下，拔除机车带DC110V-回路的接插件，如干燥器插头、低压柜56芯插头、第三方设备柜56芯插头、前照灯插头等，拔除一个接插件，再合电检查接地检测装置的数码管显示是否恢复成“.OL”，逐一排查进行认定。

(3)负线母排拆线排除法：由于HXD1C型机车的所有负线均集中在低压柜内的导电母排上，因此拆除母线上给各DC110 V供电回路的负线，仅保留蓄电池供电总负线及接地检测装置的工作电源及检测电源负线，然后将每根拆除的DC110 V负线逐一接触负线母排，观察接地检测装置是否动作，若有动作则找到DC110 V-接地回路[3-4]。

3.2.3 正、负线同时对地绝缘阻值低

先用正线接地的方法处理，再按负线接地的方法分析判定，交叉灵活运用。正、负接地分析流程图如图3所示。

图3 接地分析流程图

4 结束语

为了减少DC110 V系统接地故障，在制作控制电缆接线及接插件时应严格按照工艺要求进行，加强自检和互检，避免电缆划伤、破损、出现毛刺；在机车耐压试验过程中拆线、接连应严格执行工艺要求，不能出现毛刺。DC110 V系统接地故障是HXD1C型机车最常见的疑难故障之一，上述查找该故障的一般思路与方法，有助于指导试验及售后服务的现场故障查找，提高解决该类问题的分析判断能力及故障处理效率。

[1] 王小兵.直流系统接地的判定[J].电工技术，2002(9)：5-6.

[2] 李鹤峰.直流系统接地的原因及处理[J].黑龙江电力，2009(4)：287-288.

[3] 王 敏.直流系统接地故障的查找[J].供用电，2002(2)：42-43.[4] 张国安，唐治学.直流系统接地原因及现场查找方法的探讨[J].东北电力技术，2001(2)：40-41.□

(编辑：林素珍)

2095-5251(2016)01-0031-03

2014-10-24

余得全(1980-)，男，大学本科，工程师，从事电力机车电气组装及试验工艺技术工作。

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