電力機(jī)車輔助機(jī)組故障分析及處理辦法

金向陽

（神華集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 大準(zhǔn)鐵路公司機(jī)務(wù)段檢修車間，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017100）

電力機(jī)車輔助機(jī)組故障分析及處理辦法

金向陽

（神華集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 大準(zhǔn)鐵路公司機(jī)務(wù)段檢修車間，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017100）

隨著電氣化鐵路里程的不斷增加，提升電力機(jī)車的運(yùn)行安全具有十分重要的意義。電力機(jī)車輔助機(jī)組是保證機(jī)車可靠運(yùn)行的重要組件，鐵路運(yùn)輸管理部門應(yīng)對其予以重視。文章基于電力機(jī)車輔助機(jī)組的重要性，仔細(xì)分析了輔助機(jī)組中故障問題，并探討了輔助機(jī)組故障的處理方法，希望在保證電力機(jī)車安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上節(jié)約鐵路運(yùn)營成本，進(jìn)而促進(jìn)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展。

電力機(jī)車；輔助機(jī)組；故障分析；處理方法

1 電力機(jī)車輔助變流器故障分析及處理方法

（1）輔助變流器主要性能特點(diǎn)。輔助變流器具有輸出電壓穩(wěn)定、能耗小、噪聲低的特點(diǎn)，提高了電力機(jī)車輔助機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。一般來說，輔助變流器需要兩臺才能保證機(jī)車安全運(yùn)行，這兩臺輔助變流器都由整流器、逆變器及中間直流環(huán)節(jié)構(gòu)成，當(dāng)其中一臺輔助變流器出現(xiàn)故障時(shí)可將其負(fù)載手動轉(zhuǎn)換到另一臺正常工作的變流器上，保證所有輔機(jī)仍可正常運(yùn)行，如果兩臺變流器同時(shí)發(fā)生故障，輔助機(jī)組可自行切除部分負(fù)載，避免電力機(jī)車因故障而停止運(yùn)行。輔助變流器依靠CAN總線與外界聯(lián)系，由邏輯控制單元完成輔助變流器啟動、關(guān)閉等指令，CAN總線和邏輯控制單元可以收集傳遞故障信息，并為系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷提供數(shù)據(jù)支持。電力機(jī)車輔助機(jī)組具有過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)等功能，確保電力機(jī)車輔助機(jī)組運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。

（2）輔助變流器故障原因分析。①逆變器及整流器故障。隨著機(jī)車運(yùn)行里程的增加，輔助變流器中的逆變模塊及接觸器會頻繁出現(xiàn)故障。主要原因是輔助變流器內(nèi)部因長時(shí)間運(yùn)行會出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象，在這種情況下逆變器及整流器會因過熱保護(hù)而停止工作，進(jìn)而影響整個(gè)電力機(jī)車的運(yùn)行安全。另外車體內(nèi)部通風(fēng)的方式也影響了逆變器及整流器的使用性能與壽命。②接觸器故障。接觸器在機(jī)車長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的振動中會出現(xiàn)輔助聯(lián)鎖機(jī)械松動的情況，而且接觸器吸合時(shí)吸力強(qiáng)、振動大等原因也會造成接觸器性能下降或異常。另外接觸器線圈因長期工作而逐漸老化導(dǎo)致其性能下降。③所帶負(fù)載故障問題。輔助變流器因所帶負(fù)載大小的不同也會發(fā)生故障問題。

（3）輔助變流器故障的處理方法。首先，工作人員應(yīng)在檢修工作中確定輔助變流器的散熱裝置是否完好，并進(jìn)行全面的吹灰清掃。其次，工作人員要檢查各接觸器的接觸狀況是否良好，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)更換安全可靠的交流接觸器，以免出現(xiàn)接觸器接觸不良的問題。第三，工作人員需要對輔助變流器進(jìn)行負(fù)載突投、帶載啟動及故障隔離試驗(yàn)，并將負(fù)載較大的整流、逆變模塊相互對調(diào)，以避免同一故障頻繁出現(xiàn)。最后工作人員應(yīng)提高自身綜合素質(zhì)，充分掌握電力機(jī)車應(yīng)急故障處理方法，提升輔助變流器故障應(yīng)急處理效果，減少因輔助變流器故障引起的電力機(jī)車停運(yùn)事故。

2 電力機(jī)車輔助電路接地故障分析及處理方法

（1）輔助電路和接地檢測裝置分析。電力機(jī)車的輔助電路是保證主電路發(fā)揮功率和實(shí)現(xiàn)性能的重要設(shè)施，專門為各輔助機(jī)械供電。當(dāng)前電力機(jī)車的輔助電路主要包括劈相機(jī)、牽引通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、制動風(fēng)機(jī)、油泵、以及司機(jī)室熱風(fēng)機(jī)等多種輔助機(jī)械。電力機(jī)車輔助電路的運(yùn)行原理較為簡單，主要依靠正弦變化的電流產(chǎn)生空間位不動的脈振磁場，在這種磁場的影響下將單相電源轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢则?qū)動三相異步電動機(jī)的三相電源。電力機(jī)車的輔助電路接地檢測裝置一般為有源檢測方式，在控制電路110V電信號的影響下，如果輔助電路某部分出現(xiàn)接地故障問題，接地繼電器與電阻就會形成回路造成電流超過標(biāo)準(zhǔn)值，從而導(dǎo)致繼電器斷開。輔助電路的接地檢測裝置盡管解決了大部分機(jī)車輔助電路故障問題，但也具有檢修工作量大、抗干擾能力差、設(shè)備占地面積大等缺點(diǎn)。

（2）輔助電路接地故障的處理方法。當(dāng)電力機(jī)車的劈相機(jī)正常運(yùn)行時(shí)三相電壓都為220V，一旦其中一相發(fā)生接地故障，就會導(dǎo)致檢測到的電壓值瞬間變小，因此工作人員可以利用電壓的幅值變化判斷某一相是否存在接地故障。智能無源接地檢測裝是近幾年應(yīng)用率較高的接地故障檢測裝置，其利用電壓采集模塊、報(bào)警模塊、遠(yuǎn)程通信模塊和主控制器等元件進(jìn)行故障信息的收集、計(jì)算與處理分析，可以準(zhǔn)確高效地完成接地故障判斷。該裝置完成故障判斷后迅速將故障情況通過報(bào)警單元的故障指示燈和報(bào)警繼電器輸出，指導(dǎo)工作人員斷開機(jī)車主斷路器，以免因輔助電路問題影響電力機(jī)車的運(yùn)行。

3 電力機(jī)車輔助回路接地故障分析及處理方法

（1）電力機(jī)車輔助回路接地保護(hù)的工作原理。電力機(jī)車主變壓器輔助繞組可以產(chǎn)生兩種交流電，分別是單相389V交流電和單相229V交流電。單相389V交流電會經(jīng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)換為三相交流電供多種機(jī)械設(shè)備使用，單相229V交流電為空調(diào)、窗加熱、取暖器設(shè)備、飲水機(jī)等單相負(fù)載供電。盡管單相389V交流電和229V交流電為不同設(shè)備進(jìn)行供電，但它們都是通過負(fù)載外殼與鐵軌形成輔助回路接地保護(hù)，當(dāng)電力機(jī)車正常運(yùn)行時(shí)，單相389V交流電和229V交流電的輔助回路均不會出現(xiàn)漏電的情況，但如果線路的絕緣性能下降或接線接觸不良，便可能導(dǎo)致漏電問題出現(xiàn)。此時(shí)，輔助回路接地保護(hù)動作，斷開此線路的供電，從而避免機(jī)車出現(xiàn)嚴(yán)重安全問題。

（2）電力機(jī)車輔助回路接地故障分析。單相389V交流電和229V交流電的輔助回路出現(xiàn)漏電情況便是其中經(jīng)常出現(xiàn)的故障問題。輔助回路接地故障會造成電力機(jī)車無法合上主斷路器，導(dǎo)致列車失去動力而被迫停止運(yùn)行的問題。如果電力機(jī)車在運(yùn)行途中發(fā)生輔助回路接地故障問題，機(jī)車工作人員很難在途中進(jìn)行排除，而且排除故障時(shí)會危及工作人員的人身安全，因此只能被迫放棄輔助回路接地保護(hù)功能，保證列車運(yùn)行。但這種做法會造成機(jī)車元件的嚴(yán)重?fù)p壞，同時(shí)埋下了火災(zāi)等安全隱患。

（3）電力機(jī)車輔助回路接地故障的處理方法。鐵路工作人員處理電力機(jī)車輔助回路接地故障時(shí)要充分掌握輔助回路的工作原理，利用電力機(jī)車輔助回路實(shí)時(shí)絕緣檢測裝置從源頭上檢測輔助回路的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)輔助回路運(yùn)行出現(xiàn)異常應(yīng)立即向工作人員發(fā)出示警。檢修人員可以通過測量絕緣值的方法尋找故障部位、分析故障原因，排除機(jī)車故障。對電力機(jī)車輔助回路進(jìn)行實(shí)時(shí)絕緣監(jiān)測可以有效預(yù)防輔助回路接地故障，提高機(jī)車運(yùn)行安全性，還可以節(jié)約維修成本，在一定程度上降低了鐵路運(yùn)輸成本，提高了鐵路運(yùn)輸效益。

4 結(jié)語

電力機(jī)車的出現(xiàn)極大提高了鐵路運(yùn)輸效率，促進(jìn)了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，鐵路管理部門應(yīng)就造成輔助變流器故障、輔助電路接地故障、輔助回路接地故障等問題的原因展開分析，找到從根本上解決機(jī)車輔助機(jī)組故障問題的有效方法，不斷優(yōu)化機(jī)車輔助機(jī)組運(yùn)行效率，提升電力機(jī)車輔助機(jī)組的運(yùn)行安全行，保證鐵路運(yùn)輸?shù)目煽啃浴?/p>

［1］江國棟，章躍進(jìn).電力機(jī)車控制電源監(jiān)測及故障提示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2016，24（24）：183-186.

［2］齊濤.HXD3型電力機(jī)車幾類典型故障分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（7）：73.

Fault Analysis and Treatment of Auxiliary Units of Electric Locomotive

JIN Xiang-yang
（Shenhua Group Zhungeer Energy Co.，Ltd.Dazhong Railway Company Maintenance Section of the Maintenance Workshop，Ordos，Inner Mongolia 017100，China）

With the increasing mileage of electrified railway，it is of great significance to enhance the operation safety of electric locomotive.Electric locomotive auxiliary unit is an important component to ensure the reliable operation of locomotives，and the railway transport management department should pay attention to it.Based on the importance of the auxiliary unit of electric locomotive，the paper analyzes the fault problem in the auxiliary unit and discusses the treatment method of the auxiliary unit.It is hoped that the railway operation cost will be saved on the basis of ensuring the safe operation of the electric locomotive and the railway transportation industry development.

electric locomotive；auxiliary unit；fault analysis；treatment method

U264.5

A

2095-980X（2017）06-0050-02

2017-05-08

金向陽，主要研究方向：電力機(jī)車檢修。