摘 要：本文針對HXD2型電力機(jī)車主斷路器隔離問題，從引起主斷路器隔離的原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的故障解決措施，為機(jī)車檢修提供一定參考。

關(guān)鍵詞：HXD2型電力機(jī)車;主斷路器;隔離;解決措施

1 概述

湖東機(jī)務(wù)段現(xiàn)配屬的HXD2型電力機(jī)車采用2（B0-B0）軸式，由兩節(jié)結(jié)構(gòu)完全相同的機(jī)車連掛組成，主要擔(dān)當(dāng)大秦線、同蒲線2萬噸和1.5萬噸組合列車及單元萬噸列車的主控牽引任務(wù)。HXD2型電力機(jī)車每節(jié)車各有一個主斷路器，當(dāng)任一主斷路器閉合時，均可通過高壓連接器為兩節(jié)車接入高壓電，當(dāng)主斷路器隔離時，由于主斷路器隔離原因的不同，將導(dǎo)致對應(yīng)節(jié)機(jī)車受電弓無法升起，甚至?xí)?dǎo)致對應(yīng)節(jié)機(jī)車隔離的發(fā)生，因此解決主斷路器隔離問題也是迫在眉睫。

2 主斷路器工作原理

22CB型真空斷路器工作原理見圖1。

壓縮空氣經(jīng)空氣過濾器過濾后到調(diào)壓閥，調(diào)壓閥將壓力調(diào)整為483 kPa 后送入儲氣缸。當(dāng)主斷路器扳扭置閉合位，主斷路器閉合命令經(jīng)輸入輸出模塊RIOM送入主處理單元MPU，MPU判斷主斷路器閉合條件滿足時，通過RIOM輸出DC110V，電磁閥線圈得電，打開電磁閥，儲氣缸中的壓縮空氣一路經(jīng)電磁閥進(jìn)入中繼閥的控制腔，打開中繼閥，另一路通過中繼閥送入風(fēng)缸，驅(qū)動活塞、絕緣推動桿和主斷路器的活動觸點(diǎn)上移，使主斷路器閉合，此時主斷路器輔助觸頭將主斷路器閉合狀態(tài)信號經(jīng)RIOM送入MPU。

當(dāng)主斷路器扳扭置斷開位，主斷路器斷開命令經(jīng)輸入輸出模塊RIOM送入主處理單元MPU，MPU通過RIOM斷開DC110V，電磁閥線圈失電，電磁閥和中繼閥均在彈簧的作用下復(fù)位，將風(fēng)缸內(nèi)的壓縮空氣釋放掉，絕緣推動桿和主斷路器的活動觸點(diǎn)在機(jī)械裝置彈力作用下，向下移動，將主斷路器斷開，此時主斷路器輔助觸頭將主斷路器閉合狀態(tài)信號經(jīng)RIOM送入MPU。

22CB型真空斷路器主要技術(shù)參數(shù)。

型號 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 22CB

額定電壓 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 25kV AC

額定頻率 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 50Hz

耐受電壓〔工頻〕 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 75kV

耐受電壓〔1.2μs/50Hz沖擊波〕 ? ? ? ? ? 175kV

額定電流 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1000A

短路承受能力 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 50kA〔峰值〕

最大閉合能力〔25kV/50Hz時〕 ? ? ? ? ? ? 40kA〔峰值〕

短路瞬時承受能力〔1s內(nèi)〕 ? ? ? ? ? ? ? ?20kA〔有效值〕

開斷時間 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?<40ms

閉合時間 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?<115ms

控制電壓 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DC110V

輔助觸頭 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4常開/4常閉

控制氣壓 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?395～2000kPa

環(huán)境溫度 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?-50～+70℃

重量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?105kg

3 原因分析及處理措施

HXD2電力機(jī)車主斷路器隔離主要由4部分原因組成：主斷路器故障、控制回路故障、主變流回路故障及主變壓器保護(hù)。

3.1 主斷路器斷開故障。

HXD2型電力機(jī)車主斷路器輔助聯(lián)鎖中有2組常開和2組常閉分別給RIOM1、RIOM2提供主斷路器反饋的狀態(tài)信號，主斷路器控制命令處于斷開狀態(tài)，常開聯(lián)鎖送入RIOM1、RIOM2的信號為高電位，常閉聯(lián)鎖送入RIOM1、RIOM2的信號為低電位時，或常閉、常開聯(lián)鎖都為低電位時，主斷路器隔離。

3.2 控制回路故障。

3.2.1 當(dāng)控制主斷路器閉合的主斷閉合繼電器Q（FR）DJ控制與反饋之間不一致，且故障持續(xù)1秒以上，主斷路器隔離。

3.2.2 機(jī)車處于非緊急制動狀態(tài)下，人為閉合主斷路器，而主斷路器沒有閉合，該故障5分鐘內(nèi)發(fā)生3次，主斷路器隔離。

3.3 主變流回路故障。

3.3.1 當(dāng)主斷路器閉合后，原邊電流大于額定值255A時，主斷路器隔離。

3.3.2 當(dāng)發(fā)生電機(jī)隔離后，主接觸器或預(yù)充電接觸器的控制電源被切斷，但反饋信號仍為高電位時，主斷路器隔離。

3.4 主變壓器保護(hù)。

3.4.1 當(dāng)機(jī)車牽引逆變器處于運(yùn)行狀態(tài)，且主變壓器溫度大于15℃時，機(jī)車檢測變壓器冷卻油泵1、2的狀態(tài)，當(dāng)1個油泵的油流繼電器沒有反饋信號時，機(jī)車將功率運(yùn)行，當(dāng)油泵1、2的油流繼電器都沒有反饋信號時，主斷路器隔離。

3.4.2 當(dāng)主變壓器溫度傳感器1、2測量值同時不在范圍內(nèi)（正常測量范圍為4～20mA），且持續(xù)30秒時，主斷路器隔離。

3.4.3 當(dāng)主變壓器溫度繼電器檢測到變壓器溫度大于115℃時，超溫保護(hù)動作，主斷路器隔離。

4 處理措施

當(dāng)發(fā)生主斷路器隔離時，通過安裝有eTrain軟件的電腦下載機(jī)車TCMS模塊中的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析確定故障類型，故障代碼如表1所示。

4.1 主斷路器故障。

如故障代碼為00-21-1E或00-21-3A，在數(shù)據(jù)中查找下表中變量：

表2

[VarC_E_BT2_DJMF=1＼&VarC_E_BT1_DJMF=1＼&VarC_E_BT2_DJMO=0＼&VarC_E_BT1_DJMO=0＼&主斷常開聯(lián)鎖輸入到RIOM2，1=閉合，0=斷開＼&主斷常開聯(lián)鎖輸入到RIOM1，1=閉合，0=斷開＼&主斷常閉聯(lián)鎖輸入到RIOM2，1=斷開，0=閉合＼&主斷常閉聯(lián)鎖輸入到RIOM1，1=斷開，0=閉合＼&]

如果數(shù)據(jù)記錄2組常開聯(lián)鎖和2組常閉聯(lián)鎖給RIOM1、RIOM2所提供的主斷路器狀態(tài)信號全部是0，檢查主斷路器插頭是否到位。如果數(shù)據(jù)記錄2組常開聯(lián)鎖給RIOM1、RIOM2所提供的主斷路器狀態(tài)信號是1，2組常閉聯(lián)鎖給RIOM1、RIOM2所提供的主斷路器狀態(tài)信號全部0，更換主斷路器。

4.2 控制回路回路故障。

4.2.1 如故障代碼為00-21-23，在數(shù)據(jù)中查找下表中變量：

表3

[VarC_S_BT2_FRDJ=1＼&VarC_S_BT1_FRDJ=1＼&VarC_E_BT2_QFRDJ=0＼&VarC_E_BT1_ QFRDJ =0＼&Q（FR）DJ 繼電器輸入RIOM2的控制命令， 1=閉合，0=斷開＼&Q（FR）DJ 繼電器輸入RIOM1的控制命令， 1=閉合，0=斷開＼&Q（FR）DJ 繼電器輸入RIOM2的反饋信號， 1=閉合，0=斷開＼&Q（FR）DJ 繼電器輸入RIOM1的反饋信號， 1=閉合，0=斷開＼&]

檢查主斷閉合繼電器Q（FR）DJ接線狀態(tài);互倒控制與反饋不一致的RIOM，如故障轉(zhuǎn)移，更換故障RIOM，如故障不轉(zhuǎn)移，更換主斷閉合繼電器Q（FR）DJ。

4.2.2 如故障代碼為00-21-25，確認(rèn)調(diào)整主斷路器風(fēng)壓為483～497kPa;檢查主斷路器閉合時無漏風(fēng)，如漏風(fēng)，更換主斷路器;互倒主斷閉合繼電器Q（FR）DJ，如故障轉(zhuǎn)移，更換故障繼電器;測量主斷路器電磁閥閉合狀態(tài)電壓，如無電壓，進(jìn)一步檢查上游電路。

4.3 主變流回路回路故障。

4.3.1 如故障代碼為00-21-2A，首先檢查車頂高壓電器是否放電，如主斷路器、放電間隙、受電弓等，如車頂電器放電引起的原邊過流，處理相應(yīng)放電處所即可;如車頂電器良好，且數(shù)據(jù)只記錄該故障，檢查主變壓器狀態(tài)，如主變壓器狀態(tài)良好，分別互倒RIOM1、2，如故障轉(zhuǎn)移，更換故障RIOM，如故障不轉(zhuǎn)移，更換原邊過流繼電器Q1L（M）。

4.3.2 主斷路器隔離伴隨電機(jī)隔離，且有切一節(jié)車的提示，查找數(shù)據(jù)中電機(jī)隔離的原因，如對應(yīng)于電機(jī)記錄00-21-41更換主接觸器，00-21-47更換預(yù)充電接觸器。

4.4 主變壓器保護(hù)

4.4.1 如故障代碼為40-23-00和40-23-01，檢查1、2#油泵開關(guān)DJ-PH1、DJ-PH2狀態(tài)，如油泵開關(guān)斷開，檢查油泵開關(guān)狀態(tài)、接線狀態(tài)及油泵狀態(tài);如油泵開關(guān)未斷開，檢查油流繼電器整定值、接線狀態(tài)，檢查高壓工作時油流繼電器工作和輸出指示燈是否點(diǎn)亮，如工作指示燈不亮，檢查繼電器220V供電回路;如輸出指示燈不亮，更換油流繼電器。

4.4.2 如故障代碼為40-23-08和40-23-09，通過eTrain軟件監(jiān)控變壓器溫度值，變壓器溫度傳感器 1（CA1（T）TFP）的測量值輸入MPU1，變壓器溫度傳感器 2（CA2（T）TFP）的測量值輸入MPU2;分別互倒MPU1、2，如故障轉(zhuǎn)移，更換對應(yīng)MPU，如故障不轉(zhuǎn)移，更換對應(yīng)變壓器溫度傳感器。

4.4.3 如故障代碼為40-23-04，測量主變壓器溫度，如溫度較高，進(jìn)一步檢查主變壓器狀態(tài);如溫度正常，檢查油泵1、2狀態(tài)，更換溫度中間繼電器QQ1（TPH）和主變壓器溫度繼電器Q1（TPH）。

5 結(jié)束語

本文通過對HXD2型機(jī)車主斷路器控制回路工作原理進(jìn)行分析，結(jié)合主變流回路保護(hù)和主變壓器保護(hù)原理，梳理總結(jié)了導(dǎo)致主斷路器隔離的主要原因，并提供了相應(yīng)的故障處理措施，從而減少機(jī)車故障搶修時間，提高了機(jī)車檢修效率，確保了機(jī)車質(zhì)量的穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]張署光. HXD2型電力機(jī)車[M].北京：中國鐵道出版社，2009（7）.

[2]喬寶蓮.電力機(jī)車電器[M].北京：中國鐵道出版社，2007（12）.

[3]中國北車集團(tuán)大同機(jī)車車輛有限公司. HXD2交流貨運(yùn)電力機(jī)車檢修手冊[G].大同：中國北車集團(tuán)大同機(jī)車車輛有限公司，2007.

作者簡介：

陳偉，助理工程師，2008年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)從事HXD2電力機(jī)車的檢修技術(shù)指導(dǎo)和慣性問題研究工作。