列供電試驗(yàn)臺工作原理及常見故障處理

向杰

摘 要：機(jī)車列供電性能試驗(yàn)作為機(jī)車整備作業(yè)“五項(xiàng)專檢”之一，是機(jī)車整備作業(yè)的必檢項(xiàng)目。機(jī)務(wù)段因機(jī)車列供電試驗(yàn)臺故障造成機(jī)車晚點(diǎn)出庫的事情時(shí)有發(fā)生；本文對列供電試驗(yàn)臺工作原理進(jìn)行闡述，并提出常見故障處理方法，從而減少因列供電試驗(yàn)臺故障造成機(jī)車晚點(diǎn)出庫事情的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：機(jī)車列供電試驗(yàn)臺；故障分析；處理措施

中圖分類號： U664 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）27-173-2

0 引言

旅客列車在運(yùn)行途中，需要機(jī)車不間斷的向車廂提供電源，用于車輛空調(diào)、照明以及其他電器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。而車廂電源來自于機(jī)車供電系統(tǒng)，如此一來，機(jī)車的列車供電系統(tǒng)就顯得尤為重要，一旦線上機(jī)車發(fā)生列供電故障，將無法向旅客車廂提供電源，會(huì)造成旅客的不滿，甚至造成惡劣的社會(huì)影響。因此，降低機(jī)車列供電試驗(yàn)臺的故障因此顯得非常重要。

機(jī)車列供電性能試驗(yàn)作為機(jī)車整備作業(yè)“五項(xiàng)專檢”之一，是機(jī)車整備作業(yè)的必檢項(xiàng)目。機(jī)車列供電試驗(yàn)臺適應(yīng)于各型具有列車供電功能的電力機(jī)車的試驗(yàn)臺，通過電阻箱模擬車輛負(fù)載對列供電系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，以檢驗(yàn)機(jī)車列供電功能是否正常。

1 主要技術(shù)參數(shù)

電源：AC 220V±15% 500VA；額定試驗(yàn)功率：DC 600V 400kW；最大試驗(yàn)功率：500kW；額定負(fù)荷電流：DC 670A；電壓檢測：DC 0-1000V；電流檢測：DC 0-1000A；風(fēng)機(jī)電流檢測：AC 0-20A；冷卻方式：恒速風(fēng)冷；冷卻風(fēng)機(jī)：AC 380V 3kW×2；連續(xù)工作時(shí)間：小于120 min；超負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)間：小于10 s；試驗(yàn)方式：手動(dòng)（獨(dú)立）、自動(dòng)（獨(dú)立）。

2 設(shè)備組成及工作原理

列供電試驗(yàn)臺主要由控制系統(tǒng)、負(fù)載電阻、通風(fēng)散熱系統(tǒng)及試驗(yàn)電纜組成。

2.1 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由西門子PLC S7-200及帶網(wǎng)絡(luò)口的工控機(jī)組成，通過網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)組成監(jiān)視控制打印系統(tǒng)，如圖1。

同時(shí)設(shè)置獨(dú)立面板手動(dòng)操作控制試驗(yàn)方式。設(shè)備通過中間繼電器來控制大功率高壓型直流接觸器，小心驅(qū)大，確保試驗(yàn)的可靠性和安全性。且設(shè)備硬、軟件均設(shè)置了過流、過壓，風(fēng)機(jī)過欠流保護(hù)。

2.2 負(fù)載電阻及通風(fēng)散熱系統(tǒng)

負(fù)載電阻柜內(nèi)采用溫度系數(shù)小的鐵鉻鋁合金電阻材料，其設(shè)計(jì)容量及散熱條件充分考慮了中修機(jī)車試驗(yàn)工藝要求。通風(fēng)散熱采用3kW三相交流電機(jī)通風(fēng)機(jī)，試驗(yàn)過程中將風(fēng)機(jī)納入時(shí)時(shí)監(jiān)控，風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)后才能進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后風(fēng)機(jī)才停機(jī)。

2.3 試驗(yàn)電纜

集控器試驗(yàn)連接線一套；KC20D插頭及電纜連接線一套；接地線一套。

3 試驗(yàn)方式與步驟

①按要求連接各插頭、插座、連接線等。②閉合控制電源開關(guān)，各儀表正常顯示。③選擇試驗(yàn)方式“手動(dòng)”、“自動(dòng)”；正常情況下選擇“自動(dòng)”模式進(jìn)行試驗(yàn)，只有“自動(dòng)”故障時(shí)，才選擇“手動(dòng)”進(jìn)行應(yīng)急試驗(yàn)。④自動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)：打開自動(dòng)試驗(yàn)軟件，輸入試驗(yàn)機(jī)型、車號、操作者代碼等相關(guān)參數(shù)后，待軟件界面電壓表檢測到DC 600V電壓時(shí)，點(diǎn)擊“試驗(yàn)開始”按鈕，進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)試驗(yàn)。⑤手動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)：把轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“手動(dòng)”位，控制箱面板電壓表檢測到DC 600V電壓時(shí)，按動(dòng)“風(fēng)機(jī)啟動(dòng)”按鈕后，分別投入25%、50%、75%、100%負(fù)載按鈕，進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)。

4 常見故障案例

4.1 自動(dòng)試驗(yàn)不動(dòng)作，手動(dòng)正常

自動(dòng)試驗(yàn)是列供電試驗(yàn)臺的主試驗(yàn)方式，一旦自動(dòng)試驗(yàn)故障轉(zhuǎn)入手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，列供電試驗(yàn)將會(huì)變得煩瑣，且過程不易掌控。由于手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，各按鈕的啟動(dòng)間隔時(shí)間是由操作者人為控制的。若長期進(jìn)行手動(dòng)試驗(yàn)，加之人的不可控因素，很有可能造成試驗(yàn)過程中各按鈕啟動(dòng)間隔時(shí)間過短，對設(shè)備造成不可逆的損害，確保試驗(yàn)臺自動(dòng)試驗(yàn)尤為重要。

自動(dòng)試驗(yàn)故障，手動(dòng)正常時(shí)，分析電路圖，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析可得故障點(diǎn)多為轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制電源、PLC。轉(zhuǎn)換開關(guān)和控制電源可用萬用表直接測量通路，判斷好壞。PLC可由觀察法進(jìn)行初步判斷，工作時(shí)若PLC指示燈有紅燈亮著，則PLC故障；觀察法無法判斷時(shí)可采用替代法進(jìn)行判定。

4.2 電壓表顯示不正常，電流表顯示報(bào)錯(cuò)（亂碼）

電流表顯示亂碼，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出絕大多時(shí)候就是電壓表顯示不正常造成的，所以首先應(yīng)檢查與電壓表有關(guān)的進(jìn)線電壓、電壓傳感器是否故障。

若進(jìn)線電壓、電壓傳感器都是好的，則測量電壓表（XMA-ZV-5）分壓電阻兩端是否有直流3V電壓（10腳正，9腳負(fù)）。有3V電壓初步可以判定是電壓傳感器故障，可以采用替換法對電壓表進(jìn)行判定。根據(jù)故障數(shù)量統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)臺出現(xiàn)過3次該故障現(xiàn)象，都是由于電壓表故障造成的。

4.3 試驗(yàn)中跳負(fù)載或試驗(yàn)臺不能加載

由于試驗(yàn)環(huán)境比較惡劣，試驗(yàn)時(shí)，電阻箱產(chǎn)生溫度較高。人員變動(dòng)較為頻繁等原因造成該故障現(xiàn)象在實(shí)際試驗(yàn)中比較常見，發(fā)生頻率也較高。根據(jù)現(xiàn)象，結(jié)合電路圖可以初步判定保護(hù)回路是重點(diǎn)檢查對象。

首先檢查過流保護(hù)器（DELIXI JD-5 3-S-120 1-A-80）的外觀是否有明顯過熱燒熔現(xiàn)象，然后再檢查保護(hù)電流設(shè)定值是否被調(diào)小。如果通過外觀檢查不能判定過流保護(hù)器是否好壞，則可通過短接隔離過熱保護(hù)器回路，進(jìn)行空載試驗(yàn)，若試驗(yàn)正常則說明過流保護(hù)器故障。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)中跳負(fù)載或試驗(yàn)臺不能加載現(xiàn)象，都是由于過流保護(hù)器保護(hù)電流被調(diào)小或過流保護(hù)器故障引起的。

4.4 穩(wěn)壓保險(xiǎn)管燒損，更換后通電繼續(xù)燒損

根據(jù)這一故障現(xiàn)象，首先排除穩(wěn)壓器自身無故障后，初步可以判定穩(wěn)壓器后端電路有過流故障點(diǎn)。根據(jù)電路圖分析，后端電路中最有可能故障的就是整流橋被擊穿，拆下整流橋用萬用表進(jìn)行故障檢測，發(fā)現(xiàn)整流橋（KBPC 1035）被擊穿，更換后故障消除。在高溫環(huán)境中長時(shí)間工作，由于靜電感應(yīng)，造成電子元件吸附很多灰塵，定期清掃保養(yǎng)能夠減少故障頻率。

4.5 電壓顯示正常，電流顯示少了25%

根據(jù)故障現(xiàn)象可以判定電流正好少了一路，說明有一組負(fù)載未接通。而電阻絲負(fù)載是靠JZ7型中間繼電器來驅(qū)動(dòng)控制CZ0型直流接觸器實(shí)現(xiàn)通斷的。中間繼電器和直流接觸器就成為重點(diǎn)檢查對象，那么我們就可以將試驗(yàn)轉(zhuǎn)為手動(dòng)試驗(yàn)，并控制柜和負(fù)載柜打開，一級一級地加載檢查看中間繼電器及直流接觸器是否都產(chǎn)生了相應(yīng)的動(dòng)作?？偨Y(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，一般而言直流接觸器故障概率比較大，由于長時(shí)間有大電流通過，發(fā)熱、過流等原因造成觸點(diǎn)老化，線圈燒損，從而引起接觸器損壞。

4.6 電壓顯示正常，電流值略為偏小

列供電試驗(yàn)臺使用一定周期后（1-2年）出現(xiàn)試驗(yàn)過程均正常但電流值略為偏小的現(xiàn)象，分析原因最有可能是電阻箱內(nèi)并聯(lián)電阻絲有燒斷造成總電阻值變大，從而導(dǎo)致電流偏小。通過解體電阻箱發(fā)現(xiàn)內(nèi)部吸附有很多雜物（紙、塑料帶等），同時(shí)也證實(shí)了電阻絲有燒斷的。通過在風(fēng)機(jī)與電阻箱連接間加裝細(xì)鋼絲網(wǎng)，阻止雜物從電機(jī)通風(fēng)口被吸入至電阻箱對設(shè)備造成影響，一定程度上能延長檢修或更換電阻絲的周期。

5 結(jié)束語

通過對列供電試驗(yàn)臺原理的分析并結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)、分析了近二年來武昌南機(jī)務(wù)段列供電設(shè)備發(fā)生的故障，以上5種故障現(xiàn)象是最為常見和發(fā)生頻率較高的，指出了設(shè)備易損零部件，為及時(shí)處理修復(fù)設(shè)備故障提供了一定的幫助，同時(shí)有針對性地提高了維修效率，從而減少因列供電試驗(yàn)臺故障造成機(jī)車晚點(diǎn)出庫事情的發(fā)生。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 安勇.電氣設(shè)備故障診斷與維修手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2014.