劉佳秋

摘 要：接地故障是內(nèi)燃機車主電路運行中常見的故障問題之一，直接關(guān)系到內(nèi)燃機車安全運行以及經(jīng)濟效益提升。本文闡述了內(nèi)燃機車及其主電路接地故障，多層次探討了主電路接地故障診斷的新方法以及解決措施，快速、精準診斷的同時高效處理接地故障問題，在接地故障發(fā)生率降低過程中確保主電路運行安全，促使內(nèi)燃機車功能作用最大化發(fā)揮的同時具備較高的綜合效益。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機車;主電路;接地故障;診斷方法

引 言

目前，交直流電力傳動內(nèi)燃機車是我國鐵路干線客、貨運主型牽引動力，機車主電路是內(nèi)燃機車上的高電壓、大電流的動力電路，是內(nèi)燃機車最重要的組成部分之一。保證機車主電路的正常工作，是保證機車可靠運行的前提。機車主電路1點接地，對電路的正常工作沒有太大的影響，但兩點或多點接地，就會造成機車無法正常工作，嚴重者，會造成機車電路及器件的燒毀;同時，從機車發(fā)展趨勢來看，機車各關(guān)鍵部分遲早都必將納入微機控制體系。

一、主電路接地保護電路簡述

DF4B型機車是交-直流傳動內(nèi)燃機車，為保證機車主電路正常工作，避免因兩點接地而燒損機車主要電氣部件，在主電路中設(shè)置了接地故障保護電路。接地保護電路取主發(fā)電機中性點（N端）和接地點之間的電壓，經(jīng)整流電路整流后給接地繼電器DJ供電，接地電壓/電流達到DJ動作的閥值（DF4B型機車DJ動作電流閥值為500mA）后DJ動作，見圖1。圖中X1/10接主發(fā)電機中性點，X1/1接主整流直流負端，正常運用時接地開關(guān)DK置“運行”位，此時無論主電路任意一點發(fā)生接地故障，只要接地電流達到DJ動作的閥值，DJ動作，一方面切斷主發(fā)電機勵磁電流，卸載主電路，避免故障擴大;另一方面接通司機臺上的接地指示燈，提醒發(fā)生接地故障。發(fā)生接地故障后，可將DK置“故障”位，維持機車運行回段進行故障處理。

二、主電路接地故障分析

仔細分析主電路和接地保護電路可以看出，發(fā)生接地故障后，接地電壓Ud（接地點對N端電壓）有正電壓、負電壓、交流電壓等幾種，如直流正端接地，則Ud為正電壓;牽引電機電樞接地或交流側(cè)接地，則Ud為交流電壓。一般情況下，Ud是主要接地點與次要絕緣薄弱環(huán)節(jié)綜合作用的結(jié)果。接地電壓變化的性質(zhì)有突變和漸變2種。對于突變式接地，接地電壓的特點是跳變到DJ動作電壓以上;對于漸變式接地，接地電壓的特點是逐漸上升到DJ動作電壓以上。并不是每次加載都會接地，只有負載到一定值時，才會發(fā)生接地故障。查找主電路接地故障時，應(yīng)在機車靜態(tài)狀態(tài)下確認接地保護電路元件正常、接線正確。

三、內(nèi)燃機車主電路接地故障診斷方法

（一）內(nèi)燃機車主電路接地故障診斷的傳統(tǒng)方法

內(nèi)燃機車主電路故障查找復(fù)雜化、難度系數(shù)大，需要在逐段拆開導(dǎo)線的基礎(chǔ)上確定主電路發(fā)生接地故障的具體位置，有著較大的工作量，不利于在最短的時間內(nèi)解決接地故障問題，內(nèi)燃機車也無法正常運行。檢修人員常利用墊隔板、甩電機等查找主電路發(fā)生接地故障的具體位置，在重新接地故障現(xiàn)象的基礎(chǔ)上診斷以及定位主電路發(fā)生接地故障的具體位置，但這種方法對內(nèi)燃機車有一定的要求，比如，牽引重量、機車速度、機車手柄位數(shù)，需要消耗大量的人力、財力、物力，極易損壞內(nèi)燃機等，影響鐵路正常運輸生產(chǎn)的同時還會大幅度增加運行成本，急需要在實踐過程中不斷探索新的方法，

（二）內(nèi)燃機車主電路接地故障診斷的新方法

（1）接地故障定位EDS系統(tǒng)與便攜式絕緣故障評估儀。由于內(nèi)燃機車主電路接地故障診斷細致、繁瑣，檢修人員要在應(yīng)用技術(shù)過程中實現(xiàn)線上診斷故障，在相關(guān)設(shè)備輔助過程中將線上以及線下診斷無縫銜接，降低主電路接地故障難度系數(shù)的同時提高診斷結(jié)果的準確性。在此過程中，接地故障定位EDS系統(tǒng)是為IT電網(wǎng)、直流系統(tǒng)專門設(shè)計的，可以在電源不切斷的情況下，動態(tài)監(jiān)測電路發(fā)生接地故障之后相關(guān)部位絕緣數(shù)值變化，準確定位電路運行中接地故障發(fā)生的具體位置。接地故障定位EDS系統(tǒng)硬件組成要素多樣化，比如，絕緣監(jiān)視儀、故障測試儀、電流互感器、耦合器，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的同時在接口作用下相互通信，提高系統(tǒng)故障定位的速度以及準確度。在此基礎(chǔ)上，便攜式絕緣故障評估儀在實際應(yīng)用中可以深化接地故障定位EDS系統(tǒng)性能，精準探測電路接地故障定位中EDS系統(tǒng)發(fā)出的測試電流信號，防止接地故障動態(tài)化定位中引發(fā)新的故障隱患問題，準確定位故障發(fā)生點的同時縮短故障定位的時間，提高故障診斷的速率以及效率。（2）內(nèi)燃機車主電路接地故障的診斷。檢修人員要多角度剖析內(nèi)燃機車主電路運行中接地故障發(fā)生、診斷以及處理具體情況，清楚內(nèi)燃機車的主電路、接地保護電路的運行原理、整體布局，準確把握主電路以及相關(guān)的一系列電氣設(shè)備運行情況，比如，是否有異味，連接點是否出現(xiàn)過熱氧化變色現(xiàn)象。隨后，檢修人員要在分析傳統(tǒng)診斷方法、手段過程中深化認識接地故障定位EDS系統(tǒng)、便攜式絕緣故障評估儀，在采用線上、線下結(jié)合的新方法過程中改進主電路接地故障診斷質(zhì)量。具體來說，檢修人員要在把握新方法基礎(chǔ)上優(yōu)化接地故障診斷各個環(huán)節(jié)，明確接地故障診斷的要求、流程、關(guān)鍵點等。檢修人員要在具體問題具體分析基礎(chǔ)上優(yōu)化利用接地故障定位EDS系統(tǒng)，在線動態(tài)化監(jiān)測內(nèi)燃機車的主電路，隨時準確把握牽引發(fā)電機等絕緣阻值的動態(tài)變化，在絕緣監(jiān)視儀、故障測試儀、電流互感器等相互通信基礎(chǔ)上定位內(nèi)燃機車運行中主電路的各分支電路接地故障發(fā)生的位置，實時控制的同時準確顯示電路發(fā)生接地故障的具體位置。在此過程中，檢修人員可以在靈活應(yīng)用接地故障定位EDS系統(tǒng)基礎(chǔ)上借力便攜式絕緣故障評估儀優(yōu)勢作用，通過微處理器高效控制電路接地故障診斷的各個環(huán)節(jié)，和接地故障定位EDS系統(tǒng)中的電流互感器、故障測試儀等相互作用，全面、系統(tǒng)、精準評估接地故障定位中測試到的電流信號，準確把握內(nèi)燃機車主電路發(fā)生接地故障以后電流數(shù)值大小，在和對應(yīng)的響應(yīng)值比較、分析基礎(chǔ)上進一步了解發(fā)生的接地故障，精準診斷的同時避免引發(fā)短路、斷路等其他故障問題，在動態(tài)以及靜態(tài)診斷有機結(jié)合過程中深入探究內(nèi)燃機車主電路接地故障發(fā)生的位置、原因、頻率等，在準確定位故障位置的基礎(chǔ)上合理劃分接地故障等級，為科學(xué)處理主電路發(fā)生的接地故障提供重要的保障。

結(jié) 語

本文所研制的內(nèi)燃機車主電路接地故障檢測診斷系統(tǒng)樣品在石家莊機務(wù)段進行了裝車試驗，在試驗過程中人為的制造了接地點，系統(tǒng)均能可靠的檢測診斷報警，并且到目前為止一直在石德線上安全運行，無論是測試性能還是抗干擾能力都取得了較為滿意的結(jié)果。通過裝車試驗和實際運行，發(fā)現(xiàn)了一些問題，也采集回來了大量的數(shù)據(jù)，針對這些情況將做進一步的研究，完善系統(tǒng)的相關(guān)功能。從我國內(nèi)燃機車的發(fā)展趨勢來看，這種智能接地故障檢測診斷系統(tǒng)具有極大的推廣價值。