HXDIC型电力机车辅助变流器接地故障的分析及处理

HXDIC型电力机车辅助变流器接地故障的分析及处理

摘要：自从2009年12月12日HXDIC型电力机车上线以来，发生了多起辅助变流器接地故障而引起的机故、机破，其中有辅助变流器本身的故障及其负载用电器方面的接地、短路故障，本人通过近年来的现场经验，指导队司机的故障指导等，总结了一套辅助变流器发生接地故障的检查及处理方法。

关键词： 电力机车 辅助变流器故障 分析 处理

一、引言：

HXDIC型是一种新的大功率六轴电力机车，机车轮周牵引功率达到72KW，轴式C0-C0。该机车的辅助变流器也是一种新的国产化研究成果，每辆机车装载2台辅助变流器。单台辅助变流器视在功率为248KVA，其额定输入电压为单相AC470V，逆变器输出电压为三相AC440V。

本文重点论述了辅助变流器简介、故障判断及故障处理方法。在实际作业过程中由于气温、短路、接地而引发的故障，多次发生故障后无法正常合主断的现象，导致机故或机破，影响铁路运输的正常秩序，因此提高乘务员的故障处理能力，成为当务之急。本文主要介绍了辅助变流器接地故障的判断、检查及处理方法。

二、HXDIC型电力机车辅助变流器简介：

·电力机车辅助系统是电力机车的重要组成部分，主要包括辅助电源、辅助电机以及相应的控制电路等部分。它的主要功能是保证电力机车主电路发押其功率，确保机车正常运行。

·HXDIC机车辅助系工作在冗余模式，每台配置两台辅助变流器（一台为CVCF，一台为VVVF），每台辅助变流器由单独的辅助供电。

·主要负载：机车辅助变流器负载包括6台牵引风机、2台冷却塔风机、2台空气压缩机，还有空调、照明设备等辅助电气设备。

·功能：2台辅助变流器并行工作，一台输出恒频恒压CVCF，另一台辅助变流器输出变频变压VVVF。机车运行过程中，任一台辅助变流器发生故障被隔离时，另一台辅助变流器都能单独承担所有机车负载正常运行。

三、辅助变流器发生故障原因分析：

乘务员操作中，由于对电力机车的使用性能不熟悉，发生故障时，不能用正常思路去查找故障，往往采取盲目的方法，又没有和有关技术部门联系，导致故障复杂化，从而造成列车延误，严重时造成D类一般事故。

案例一：

现象：2012年7月22日，鹰潭机务段萍乡运用车间，梁栋、杜忆文机班值乘HX175机车20075次萍乡—株洲的货物列车，当列车运行至东冲铺——五里墩区段，机车主断跳开，故障显示屏显示辅助变流器2故障，机班立即采用机车小复位（即连接按压操纵台上的“微机复位键”3次），切除辅助变流器2后，即能合闸，机班继续维持运行。

原因：机车辅助变流器2的空调有一项低电位点接地。

处理：即低电位点接地，按压微机复位3次，自动切除低电位点接地的空调及辅助变流器2。

分析：由于天气炎热，机车自乘务员在向西接班后，一直处于工作状态，加上天气爆晒机车温度高居不下，造成空调负载过热而发生接地。

案例二：

现象：HXD1C0124报途中辅助变流器1风机故障。

原因：辅助变流器1的风机有一项低电位点接地。

处理：更换该风机。

分析：在库内试验正常，但故障下载数据显示，的确在运行中报过辅助变流器1风机故障。由于HXD1C机车都将辅助变流器风机通过绝缘套管与车体绝缘，所以不存在报辅助变流器风机接地。但辅助变流器如果确实有接地（可通过测量风机三相绕组的六根引出线对风机机壳的绝缘来判断），则会引起风机过热，使风机内的过热继电器动作，断开风机电源，让风机不工作。等风机温度冷却下来，过热继电器又接通风机电源，使风机又投入工作。所以有了在途中报辅助变流器1故障，但到了库内实验又正常的现象。按照这种思路测量风机三相绕组的六根引出线对风机机壳的绝缘，发现有一相的两根线对风机机壳绝缘到零，找出了故障点。

案例三：

现象：2012年7月24日，鹰潭机务段萍乡运用车间，李如萍、刘孝云机班值乘HX224机车20026次萍乡—向塘货物列车，当列车运行至临江镇——张家山站间，机车主断跳开，故障显示屏显示故障为：辅助变流器2故障，机班立即采用机车小复位（即连接按压操纵台上的“微机复位键”3次），此时故障显示屏显示：ACU1、ACU2故障隔离，机班在停车后继续进行了机车大复位，但处理无效被迫救援。

原因：辅助变流器2负载的空气压缩机2发生高电位点接地。

处理：发生高电位点接地，可以使用甩除负载的方法进行故障处理，将该用电器的自动脱扣开关切除，即可以维持运行。

分析：在库内进行故障数据下载后发现，机车在临江镇通过时，机车空气压缩机一直处理工作状态长达18分钟，因此造成空气压缩机长时间高负荷运行，产生短路而引发高电位点接地。

四．处理方法：

发生辅助变流器故障之前，我们要弄清楚HXDIC型电力机车辅助变流器1、2分别有哪些用电器负荷：

ACU1的负载用电器有：

1—6牵引电机风机、冷却塔风机1、2；

ACU2的负载用电器有：

空气压缩机1、2；空调1、2；卫生间间加热、变流器风机1、2；油泵、水泵风机；

辅助变流器接地故障分二种情况：低电位点接地和高电位点接地；

用电器低电位点接地时：

发生跳主断后，在主断断开的情况下，按压操纵台上的“微机复位”键3次，可以自动切除发生低电位点接地的故障辅助变流器，使用另一个辅助变流器维持运行；与正常行运行区别是：机车不起变频节能功能。

用电器高电位点接地时：

当机车发生跳主断，机车故障显示屏发生辅助变流器故障，使用微机复位3次后机车自动切除二台辅助变流器时，则证明机车辅助系统用电器存在高电位点接地，此时必须停车处理，司机在选择合适的地点进行停车，做好防溜防护措施后降弓，进行故障处所判断，判断的方法为：根据故障显示屏查询辅助变流器故障的时间顺序，首先发生故障的ACU为该辅助系统内用电器存在高电位点接地，进行断电（1、站内停车的断开机车主电源开关；2、区间停车的，必须在保证监控、电台等不断电的情况下进行开关断开《方法祥见附件一》）；进行逐个甩除判断（ACU1常发故障为1-6牵引风机；ACU2常发故障为空调、空气压缩机组），将故障的负载脱扣开关人工断开，再合机车总电源开关降弓，进行故障检查，如果能够顺利合闸的，则为该负载电器高电位点接地，维持运行；如果故障依旧，不能合闸的，则继续利用甩除判断法处理。

案例：

现象：2011年4月21日，本人值乘的HX221机车34017次货物列车，当列车在张家山站停车待避客车，在开车前由于列车停车超过20分钟后进行试风，在打风时，机车突然跳主断，故障显示屏显示辅助变流器2故障隔离。

处理：本人第一时间向车站反映不能继续运行，然后进行故障处理，先微机复位3次后机车二台ACU均被隔离，此时则判断为ACU2的辅助系统存在高电位点接地，由于机车是在空气压缩机运转的状态下跳了主断，则在断主断降弓后进入机械间将低压柜上的空气压缩机2个自动脱扣开关人工断开，机车升弓合闸成功，证明机车压缩机组存在高电位点接地，于是再次断主断降弓将空气压缩机2自动脱扣开关人工合上，此时机车ACU1、2再次自动隔离，最后判断故障处所为：第二空气压缩机发生短路或高电位点接地。

分析：当发生高电位点接地时，乘务员处理时切勿慌张，应按照辅助系统的负载电路进行逐个判断处理，直到找到故障点。

附件一：

区间使用机车大复位时的操作办法及注意事项；

·监控装置是机车行驶的安全保障系统，当机车故障在区间内要使用大复位时，我们必须保障机车监控装置、无线通讯设备不断电的情况下进行。

方法：

1、首先将低压柜上的VCM1、VCM2自动脱扣开关同时断开，再将ACU1、ACU2开关同时断开，最后保留第三排前四个开关（监控、电台等），再断开其它的自动脱扣开关，完成一次断电复位；

2、在断电2分钟之后，保留VCM1、VCM2、ACU1、ACU2开关不合，将其它自动脱扣开关人工闭合，在确认其它开关闭合完毕后，同时合起ACU1、ACU2开关，等待2秒后再同时闭合VCM1、VCM2开关，此时机车完成了一次大复位。

注意：ACU1、ACU2开关必须同时断开、同时闭合；VCM1、VCM2开关必须同时断开、同时闭合。

五．结论：

经过对HXDIC7200kw电力机车辅助变流器故障现象的分析探讨，总结出的这套辅助变流器接地故障的检查、判断及处理的方法，在本指导队中协助乘务员在运行中处理辅助变流器故障案例6次，均成功寻找到故障处所，顺利地维持运行，保障了行车的安全，有效地避免了机故、机破的发生。

参考文献：

1、《HXDIC型电力机车司机手册》 南车株洲电力机车有限公司 2009年

2、《HXDIC电力机车常见故障处理》 鹰潭机务段 2011年