徐志強(qiáng)(鄭州鐵路安全監(jiān)督管理辦公室駐鄭州機(jī)務(wù)段機(jī)車驗收室,河南鄭州 450053)

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HXD1B型電力機(jī)車故障分析與對策

徐志強(qiáng)
(鄭州鐵路安全監(jiān)督管理辦公室駐鄭州機(jī)務(wù)段機(jī)車驗收室,河南鄭州 450053)

【摘 要】HXD1B型電力機(jī)車是一種重要的貨運電力機(jī)車,對于貨物運轉(zhuǎn)的順利、可靠有著重要影響。在HXD1B型電力機(jī)車運行過程中,存在著一些常見故障,給機(jī)車運行的可靠性造成了不良影響。本文就對這些常見故障進(jìn)行了分析,并提出相應(yīng)的對策,以提高HXD1B型電力機(jī)車運行的平穩(wěn)、可靠。

【關(guān)鍵詞】HXD1B型電力機(jī)車 故障分析 對策

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，貨物運輸行業(yè)越來越加發(fā)達(dá)，對貨物運輸?shù)乃俣取踩继岢隽烁咭?，在此背景下，作為貨物運輸主要方式之一的HXD1B型電力機(jī)車運行必須更加可靠，因此，加大對HXD1B型電力機(jī)車故障了解，掌握相應(yīng)解決對策，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 相位、零位防溜頻動故障及對策

機(jī)車運行需要通過手柄操作來完成，在一般情況下，機(jī)車運行是朝著一個方向進(jìn)行的，換向手柄處于固定的“向前”或“向后”之后就不需再操作，機(jī)車司機(jī)只需對功率手柄操作，使其處于“零位”或“非零位”即可。然而，在機(jī)車實際運行中，可能會有換向手柄處于“零位”，LKJ記錄顯示“零位”；換向手柄不處于“零位”，功率手柄處于“零位”，LKJ記錄顯示“非零位”，且無論如何操作主手柄，LKJ始終顯示“非零位”，手柄防溜動作頻繁。在操縱端完成換向后，LKJ記錄了“向前或向后”，但在非操縱端，前后端也顯示了“向前或向后”，非一端和另一端分別顯示“向前”、“向后”，相位防溜動作頻繁[1]。針對這種相位、零位防溜動作頻繁的故障，采取的解決對策是對控制電路進(jìn)行重新設(shè)計，直到LKJ不出現(xiàn)相位、零位防溜問題為止。

2 網(wǎng)絡(luò)通信干擾故障、電網(wǎng)電壓值虛高故障及對策

2.1 網(wǎng)絡(luò)通信干擾故障

網(wǎng)絡(luò)通信是HXD1B型電力機(jī)車的重要子系統(tǒng)之一，通信水平的高低關(guān)系到電力機(jī)車運行的安全。在HXD1B型電力機(jī)車中，采取的是MVB通信方式，即利用網(wǎng)絡(luò)控制車輛總線完成模板間通信的方式。但是，由于機(jī)車內(nèi)部和外部環(huán)境都存在磁場，會對通信設(shè)備造成一定的干擾，在實際運行當(dāng)中，會發(fā)生高壓隔離開關(guān)自動斷開、HVB(主斷路器)跳閘、CCU(中央控制單元)與TCU(牽引控制單元)、CCB(制動控制單元)之間通信受阻或網(wǎng)絡(luò)中斷、逆變電器和871代碼等突發(fā)性故障，影響到乘務(wù)員的正常工作，甚至?xí)`導(dǎo)乘務(wù)員做出錯誤操作，給機(jī)車運行造成不良影響。

2.2 電網(wǎng)電壓值虛高故障

在HXD1B型電力機(jī)車進(jìn)行添乘試驗時，機(jī)車的微機(jī)顯示屏網(wǎng)壓發(fā)生顯示值波動和虛高現(xiàn)象，與模擬值之間相差超過5000V，此問題沒有得到重視和及時處理，導(dǎo)致在機(jī)車實際運行中出現(xiàn)網(wǎng)壓高斷電保護(hù)問題。在網(wǎng)壓的變化過程中，機(jī)車的功率也發(fā)生了相應(yīng)變化，變化關(guān)系如圖1所示，由此圖可知，機(jī)車功率在22.5KV-30KV之間保持穩(wěn)定的9600KW，而在低于19KV或者高于30KV時會發(fā)生線性降低至0，在22.5KV-19KV之間，會由9600KW線性降低至8100KW。

微機(jī)顯示屏網(wǎng)壓值顯示的機(jī)理是：高壓電壓互感器將網(wǎng)壓變換為兩路電壓等同的同步低壓信號后，一路直接輸送給機(jī)械網(wǎng)壓表中，顯示出模擬網(wǎng)壓值以對消耗電能進(jìn)行計算，另一路則輸送到主變流器中，通過A/D轉(zhuǎn)換和軟件計算后，對機(jī)車進(jìn)行控制的同時，經(jīng)由MVB總線將數(shù)字網(wǎng)壓值同步顯示在HMI上。根據(jù)此原理可知，電網(wǎng)網(wǎng)壓值虛高問題是由于軟件計算受磁場干擾后出現(xiàn)偏移造成的，引起TCU封鎖和HVB跳閘誤保護(hù)。

針對以上兩種由于磁場干擾引起的故障問題，有效的解決對策是在網(wǎng)絡(luò)通信接口處加設(shè)抗干擾裝置，并對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的抗干擾系數(shù)進(jìn)行重新計算和設(shè)計，提高網(wǎng)絡(luò)通信對磁場的抗干擾能力，保證通信的質(zhì)量；同時，還需要對機(jī)車無電區(qū)網(wǎng)壓感應(yīng)值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，對CCU、TCU控制軟件進(jìn)行優(yōu)化，起到消除通信干擾的作用，從而提升控制系統(tǒng)的可靠性，為機(jī)車的網(wǎng)絡(luò)通信提供保障[2]。

3 裝配工藝引起故障及對策

HXD1B型電力機(jī)車是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，包括眾多的子系統(tǒng)，只有各個子系統(tǒng)之間良好配合的情況下，才能保障機(jī)車的正常運行，因此，裝配工藝就顯得十分重要。在實際當(dāng)中，有許多故障就是由于機(jī)車部件在裝配過程中控制不到位引起的，比如受電弓不升、主變流器水循環(huán)漏水、制動夾鉗、電機(jī)線和接觸器燒毀以及HMI無顯示、主變流插件板虛接等，這些都會給機(jī)車的運行安全造成潛在隱患，引發(fā)電機(jī)運行事故。

針對機(jī)車組裝工藝問題引起的故障，需要加強(qiáng)對機(jī)車組裝過程的控制，嚴(yán)格按照相應(yīng)的組裝標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等要求作業(yè)，并做好現(xiàn)場組裝管理，及時發(fā)現(xiàn)組裝過程中存在的問題并解決，在組裝完成后，還要對機(jī)車控制系統(tǒng)的電器線路進(jìn)行全面檢查，尤其是SKS3模塊的插接電氣特性、抗震性等，保證各個子系統(tǒng)的組裝質(zhì)量，從而確保整個機(jī)車系統(tǒng)運行的正常、可靠。

4 撒砂裝置故障及對策

空轉(zhuǎn)是機(jī)車在牽引運行過程中經(jīng)常容易發(fā)生的現(xiàn)象，其根本原因是輪周的瞬間牽引力超過粘著力，如果發(fā)生輪對空轉(zhuǎn)，會導(dǎo)致機(jī)車牽引力突然降低甚至消失，造成列車運緩或者坡停，嚴(yán)重時會引起鋼軌擦傷、輪箍遲緩等，甚至可能會引起列車追尾事故。

撒砂裝置故障是導(dǎo)致機(jī)車發(fā)生輪對空轉(zhuǎn)問題的重要因素，常見故障主要有下砂量較小或者不下砂問題，下砂量過大問題較為少見。撒砂裝置故障發(fā)生的原因包括以下幾方面：一是砂子質(zhì)量問題，砂子直徑過小，其中含有過多的粉塵，在下砂過程中，粉塵會造成撒砂器內(nèi)部堵塞，導(dǎo)致無法正常工作；二是過濾器、阻氣門被堵塞，是指在撒砂器工作過程中，過濾器或阻氣門被直徑較小的砂子卡住，影響到撒砂器內(nèi)壓縮空氣的正常速度和壓力，進(jìn)而造成下砂量小或不下砂過程；三是砂箱密封問題，是指砂箱安裝或長時間運行之后，密封性出現(xiàn)不嚴(yán)現(xiàn)象，造成砂箱內(nèi)壓縮空氣外泄，壓力降低，無法達(dá)到下砂要求的壓力值，無法下砂。

針對撒砂裝置故障問題，采取的對策如下：(1)首先，對撒砂器進(jìn)風(fēng)管接頭進(jìn)行拆卸，檢查壓縮空氣情況，如果沒有壓縮空氣存在，則需要對撒沙器相關(guān)電器線路、空氣管路進(jìn)行檢查，以排除故障；如果有壓縮空氣，再進(jìn)行下一步。(2)對砂箱氣密性進(jìn)行檢查，如果有泄氣

部位，需要對其修補(bǔ)；如果氣密性良好，無明顯泄漏情況，再行下步檢查。(3)拆卸撒沙器與砂管的連接接頭，并給以撒砂信號，觀察是否有砂流出，以判斷砂管是否出現(xiàn)故障，然后再決定疏通砂管還是拆卸撒砂器進(jìn)行零部件的逐一檢查，找出故障部位并排除[3]。

5 空調(diào)器故障及對策

HXD1B型電力機(jī)車的降溫依靠空調(diào)器，但空調(diào)誤保護(hù)或者不制冷是一種常見故障，給工作人員正常工作造成了嚴(yán)重影響，故障表現(xiàn)主要包括：一是冷凝風(fēng)機(jī)過載問題，許多冷凝風(fēng)機(jī)在計算過載值時，并沒有將機(jī)車運動和環(huán)境因素考慮在其中，導(dǎo)致計算值低于實際需求值，引起過載；二是壓縮機(jī)停機(jī)問題，主要是由于壓力信號采集方式和執(zhí)行方式不當(dāng)造成的。

針對此種故障，采取的解決措施有：調(diào)整冷凝風(fēng)電機(jī)的熱繼電器整定值，比如從2.0A提高至2.5A；對控制程序進(jìn)行優(yōu)化，將低壓壓力故障信號的濾波時間適當(dāng)延長，避免壓縮機(jī)的誤動作引起停機(jī)。

6 結(jié)語

HXD1B型電力機(jī)車故障是影響貨物運行速度、安全的重要因素，通過對HXD1B型電力機(jī)車故障的分析，了解其發(fā)生原因，掌握相應(yīng)的解決對策，可以及時解決并有效避免故障問題，提高機(jī)車運行的可靠性、穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn):

[1]翟啟斌.HXD1B型電力機(jī)車故障分析與對策[J].機(jī)車電傳動,2010 (3):68-71.

[2]何成才,周莉.HXD1B型電力機(jī)車主斷路器故障分析[J].輕工科技, 2013(4):57-58.

[3]何成才.HXD1B型電力機(jī)車4QC運用故障分析[J].裝備制造技術(shù), 2013(6):74-75.

作者簡介:徐志強(qiáng)(1964—),男,河南許昌人,本科,畢業(yè)于北京交通大學(xué),工程師,研究方向:鐵路機(jī)車驗收。