HXD1B電力機車BVAC.N99D型真空斷路器閉合故障的判斷與預(yù)防措施

吳軍沛

(鄭州鐵路局 鄭州機務(wù)段， 河南鄭州 450053 )

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HXD1B電力機車BVAC.N99D型真空斷路器閉合故障的判斷與預(yù)防措施

吳軍沛

(鄭州鐵路局 鄭州機務(wù)段， 河南鄭州 450053 )

HXD1B電力機車BVAC.N99D型真空斷路器在運用過程中，多次發(fā)生由于主斷路器閉合故障造成的機車故障。通過對HXD1B電力機車主斷路器閉合原理、BVAC.N99D型真空斷路器結(jié)構(gòu)原理研究、對發(fā)生的故障調(diào)查，找到了BVAC.N99D型真空斷路器閉合故障的原因，并采取改進措施，減少BVAC.N99D型真空斷路器閉合故障的發(fā)生。

HXD1B機車； BVAC.N99D型真空斷路器； 閉合故障； 故障判斷； 改進措施

鄭州機務(wù)段從2010年下半年開始配屬HXD1B電力機車，到目前為止共配屬130臺，且全部HXD1B電力機車安裝使用的是BVAC.N99D型真空斷路器，自2010年至今，在機車運用過程中，多次出現(xiàn)由于BVAC.N99型真空斷路器閉合故障造成的機車機車故障(簡稱：機故)，對機車正常運輸造成了不利影響，具體統(tǒng)計如下：

表1 2011～2014年由于BVAC.N99D型真空斷路器閉合故障造成的機故

1 HXD1B電力機車主斷路器控制原理

(1) HXD1B電力機車主斷路器控制電路

BVAC.N99D型真空斷路器是HXD1B電力機車控制主電路開通和斷開的重要部件。HXD1B電力機車HVB(真空斷路器)回路由硬件=43-S10(1端緊急按鈕開關(guān))、=43-S20(2端緊急按鈕開關(guān))、=28-A01.U99(聯(lián)鎖鑰匙閥)、=34-E01(布赫繼電器)、=21-A11-K01(主斷合繼電器)、=21-A11-K02(主斷合準(zhǔn)備就緒繼電器)觸點和軟件A13B_06、A140_02、A13B_06 、A13F_00觸點(圖1所示)串聯(lián)組成。電路圖如圖1：

圖1 主斷路器控制電路

(2) BVAC.N99D型斷路器工作原理

圖2 BVAC.N99D型斷路器工作原理圖

在HXD1B電力機車的CCU已經(jīng)通過SKS3(微機控制系統(tǒng)的一部分)發(fā)出了合HVB后，主斷閉合，在發(fā)出閉合命令1 s后，HXD1B電力機車主斷路器閉合時輔助觸頭聯(lián)鎖信號反饋到機車的CCU，機車認(rèn)為主斷路器閉合正常；如果HVB閉合時輔助觸頭聯(lián)鎖信號反饋到SKS3的狀態(tài)還是斷開的，這時候機車會認(rèn)為合HVB故障，故障記錄里面顯示主斷閉合故障。如果第2次“合HVB”扳鈕開關(guān)來閉合HVB，第2次出現(xiàn)主斷閉合故障，主斷路器會被鎖死，需要用電腦軟件來解鎖。

2 主斷路器閉合故障的診斷

根據(jù)HXD1B電力機車主斷控制電路、BVAC.N99型斷路器工作原理和HXD1B電力機車在鄭州機務(wù)段的運用檢修情況，對主斷路器閉合故障進行以下判斷。

(1) 主斷路器閉合故障1

HXD1B機車主斷閉合的電路條件滿足了，微機顯示屏顯示主斷路器是否可以閉合的狀態(tài)正確(變?yōu)榫G色)，推動司機室的主斷閉合按鈕開關(guān)，主斷路器沒有正確閉合，微機顯示屏顯示主斷閉合故障、主逆1檢測到主斷反饋信號故障和主逆2檢測到主斷反饋信號故障。

此時用Expert2分析軟件查看機車CCUDIAG故障記錄，看到機車故障時刻的CCU環(huán)境參數(shù)，里面有故障時刻機車各種狀態(tài)記錄，通過查看Input singals sks3_132的第14、15個信號值(對應(yīng)主斷閉合、斷開狀態(tài)觸頭聯(lián)鎖信號)，可以查看CCU記錄主斷路器狀態(tài)。主斷閉合正常時，CCU環(huán)境參數(shù)記錄Input singals sks3_132的第15、14個信號值應(yīng)該是“01”，如果都不是，而是“10”說明CCU記錄主斷路器沒有閉合。

HXD1B機車主斷路器輔助觸頭聯(lián)鎖信號進入TCU1、TCU2，TCU1、TCU2記錄的狀態(tài)應(yīng)和主斷的狀態(tài)一致。查看Tcu1diag、Tcu2diag的記錄，在主斷閉合故障時刻，Tcu1diag、Tcu2diag記錄都顯示丟失主斷閉合確認(rèn)信號，也就是TCU1、TCU2沒有正確收到主斷路器閉合時的輔助觸頭狀態(tài)信號，說明TCU1、TCU2記錄主斷路器沒有閉合。

用Expert2分析軟件分析，HXD1B機車主斷閉合的電路條件滿足了，給出機車主斷路器閉合的指令后，機車的TCU1、TCU2和CCU都沒有正確記錄主斷路器閉合的反饋信號，此時機車微機顯示屏出現(xiàn)主斷路器閉合故障。造成該主斷閉合故障有以下幾種情況：

①故障判斷方法1

發(fā)生主斷閉合故障，沒有主斷路器的CMDE(控制單元)計數(shù)器動作聲音，也沒有CMDE上延時繼電器動作的聲音，首先判斷控制主斷路器閉合的電路210681.02、210682.01、210682.02到320171.554是否存在問題，重點檢查=11-Q01的X1插頭，控制主斷路器閉合的電信號雖然從SKS3的A30.41、A30.46已經(jīng)發(fā)出，但由于210681.02、210682.01、210682.02到320171.554線接觸不好，電路不通，會造成主斷路器閉合故障。

②故障判斷方法2

發(fā)生主斷閉合故障，BVAC.N99D主斷路器的CMDE上計數(shù)器會不累加，有CMDE上延時繼電器動作的聲音，首先判斷進入真空主斷路器P1的風(fēng)路是否暢通，進入風(fēng)缸RE的風(fēng)壓低于BVAC.N99D主斷路器風(fēng)缸動作的風(fēng)壓， BVAC.N99D傳動風(fēng)缸(K)不動作，發(fā)生主斷閉合故障，所以首先判是否是主斷路器風(fēng)路不暢造成的主斷路器閉合故障，并解決。

③故障判斷方法3

發(fā)生主斷閉合故障，沒有主斷路器的CMDE上計數(shù)器動作聲音，有CMDE上延時繼電器動作的聲音，在排除主斷路器風(fēng)路問題后，可以檢查主斷路器上壓力開關(guān)C1的狀態(tài)好壞。

④故障判斷方法4

發(fā)生主斷閉合故障，并且沒有主斷路器動作的聲音，有主斷路器的CMDE上計數(shù)器動作累加，又有主斷路器的CMDE上延時繼電器動作的聲音，在檢查排除CMDE是否故障后，最后需要判斷主斷路器電磁閥的好壞，在實際檢修中，BVAC.N99D主斷路器電磁閥發(fā)生的質(zhì)量問題最多。

⑤故障判斷方法5

發(fā)生主斷閉合故障，如果有主斷路器動作的聲音，有主斷路器的CMDE(控制單元)計數(shù)器動作累加，但沒有延時繼電器動作的聲音，先判斷 BVAC.N99D主斷路器CMDE上的延時繼電器的好壞；在排除CMDE上的延時繼電器存在質(zhì)量問題后，如果有主斷路器閉合一下后又?jǐn)嚅_的現(xiàn)象，此時需要測量主斷路器上保持電磁閥和保持線圈，進一步判斷主斷路器控制風(fēng)缸的好壞。

(2)主斷路器閉合故障2

HXD1B機車主斷閉合的電路條件滿足了，微機顯示屏顯示主斷路器是否可以閉合的狀態(tài)正確(變?yōu)榫G色)，推動“合HVB”扳鈕開關(guān)后HVB閉合，但在1 s后，HXD1B機車的TCU1、TCU2或者CCU沒有全都正確收到主斷路器閉合的反饋信號，主斷斷開，同時機車微機顯示屏出現(xiàn)主斷路器閉合故障的信息。此類故障也好判斷，可以按照主斷閉合故障1的判斷方法，查看TCU1、TCU2和CCU的參數(shù)記錄，如果故障時TCU1、TCU2或者CCU之一的主斷聯(lián)鎖狀態(tài)和主斷路器閉合時的不一致，可以認(rèn)為是主斷路器狀態(tài)連鎖反饋出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)該檢查更換相應(yīng)的故障輔助觸頭聯(lián)鎖。

3 BVAC.N99D主斷路器閉合故障的整改措施

針對HXD1B機車主斷路器閉合故障，在日常檢修過程中，通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)路不暢、210681.02、210682或者320171.554電線路接觸不好造成主斷路器閉合故障沒有出現(xiàn)過，由于壓力開關(guān)、延時繼電器質(zhì)量問題造成的主斷路器閉合故障的次數(shù)也比較少，出現(xiàn)最多的是由于主斷電磁閥和輔助觸頭質(zhì)量問題造成的主斷路器閉合故障。針對這些故障我們采取以下措施：

(1)針對風(fēng)路不暢、210681.02、210682或者320171.554電線路接觸等問題可能造成的主斷路器閉合故障，我們通過對進入各級修程檢修的HXD1B電力機車，按照檢修范圍，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強檢查，對主斷路器控制風(fēng)路進行吹掃，保證質(zhì)量。

(2)針對壓力開關(guān)、延時繼電器、電磁閥原因可能造成的主斷路器閉合故障，只要HXD1B機車在運行中出現(xiàn)過障，在對機車進行全面檢查后，把可疑的主斷路器下車，在主斷試驗臺上，按照BVAC.N99D主斷路器的技術(shù)參數(shù)要求，在電壓、風(fēng)壓DC 110 V/ 380 kPa、DC 77 V/ 360 kPa、DC 121 V/ 360 kPa、 DC 77 V/ 380 kPa、DC 121 V/ 380 kPa的條件下，反復(fù)試驗，對于不符合的參數(shù)，查找原因，進行檢修。

(3) 針對出現(xiàn)最多的由于主斷路器電磁閥本身質(zhì)量造成的主斷路器閉合故障，在查找故障原因過程中，對抓到故障現(xiàn)象的電磁閥解體，檢查檢修電磁閥。通過長時間多次的試驗，多個電磁閥解體檢查，發(fā)現(xiàn)電磁閥的故障規(guī)律：①電磁閥在使用到一定期限后，電磁閥先導(dǎo)閥閥芯會有磨耗的(如圖3)，有磨耗痕跡的先導(dǎo)閥會和先導(dǎo)閥復(fù)位彈簧配合不好，造成電磁閥卡滯，風(fēng)路打不開，最終表現(xiàn)為主斷路器閉合故障，這樣的電磁閥必須更換。②結(jié)合檢修N99其他型號主斷路器積累的經(jīng)驗，統(tǒng)計出BVAC.N99主斷路器電磁閥的使用壽命在6～7年，隨著使用年限增加，電磁閥的故障率大幅度上升。所以在檢修過程中，發(fā)現(xiàn)存在故障隱患或者發(fā)現(xiàn)電磁閥的使用壽命超過6年，都會予以更換。最后，把BVAC.N99主斷路器的質(zhì)量信息和意見反饋給檢修廠家，由廠家組織人員對使用中的BVAC.N99主斷路器更新改造。

圖3 主斷路器控制電路

(4)由于主斷路器輔助觸頭質(zhì)量問題造成的主斷閉合故障，主要發(fā)生在機車進入較大一級的修程后，N99主斷路器檢修廠家更換主斷聯(lián)鎖后，由于個別聯(lián)鎖的質(zhì)量原因，偶爾出現(xiàn)主斷路器閉合故障，一旦發(fā)現(xiàn)此類問題，會對整個批次的主斷聯(lián)鎖進行更換，保證主斷路器的質(zhì)量。

4 效果驗證

我們從2014年底開始，針對HXD1B電力機車主斷路器閉合故障，采取以上措施，加強了對BVAC.N99D主斷路器的檢修，對發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患的電磁閥進行了更換，主斷路器檢修廠家也對電磁閥進行了更新改造，2015年鄭州機務(wù)段運用的130臺HXD1B電力機車，沒有出現(xiàn)主斷路器閉合故障造成機車故障，保證了機車的安全運用。

[1] 毛如香 ，藍(lán)正升，李 揚.HXD1B電氣原理圖[R].株洲:中國南車株洲電力機車有限公司，2008.

[2] 顏 罡.機車控制要求說明(適合于六軸貨運交流驅(qū)動電力機車)[Z].株洲：中國南車集團株州電力機車有限公司.

[3] 廖鄉(xiāng)萍.BVAC.N99 系列交流真空斷路器使用維護說明書[Z].株洲：中國南車株洲電力機車有限公司,2013.

HXD1B Electric Locomotive BVAC. N99D Type Vacuum Circuit Breaker Closing Fault Assessment and Prevention Measures

WUJunpei

(Zhengzhou Locomotive Depot, Zhengzhou Railway Bureau, Zhengzhou 450053 Henan, China)

When HXD1B electric locomotive BVAC. N99D type vacuum circuit breaker in application, it frequently occurred the main circuit breaker closing fault caused by the machine. By HXD1B electric locomotive main circuit breaker closed principle, BVAC. N99D type vacuum circuit breaker structure theory research, to investigate failure happened, find the BVAC. N99D type vacuum circuit breaker fault reasons of a closed and take improvement measures reduce BVAC. N99D type vacuum circuit breaker closing failure.

HXD1B locomotive; BVAC. N99D type vacuum circuit breaker; closed faults; Fault diagnosis; Improvement measures

??)男，工程師(

2016-04-11)

1008-7842 (2016) 05-0098-03

U269.6

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2016.05.22