和諧1型電力機車油溫傳感器溫度范圍超限故障分析

張賽威 顧新東 鐘鴻杰

摘 ?要：隨著我國電氣化鐵路的不斷增加，和諧1型電力機車經(jīng)過多年技術(shù)積累已經(jīng)成為電氣化干線的主要牽引力量。和諧1型貨運機車為大功率交流傳動電力機車，被廣泛應(yīng)用于各大重載貨運專線：大秦鐵路、浩吉鐵路、瓦日鐵路、唐呼鐵路等。因此，保障和諧1型電力機車安全平穩(wěn)運行對于行車安全和運輸通道的暢通至關(guān)重要，本文將重點針對油溫傳感器溫度范圍超限故障產(chǎn)生機理進行深入分析提出切實可行的故障處置方法。

關(guān)鍵詞：電力機車、油溫傳感器、超限、分析。

1 故障概述

某和諧1型電力機車在庫內(nèi)整備過程中，微機顯示屏報出“油溫傳感器2溫度范圍超限”故障，4s后該故障自動消除，故障發(fā)生后對機車進行各項試驗均正常，下載數(shù)據(jù)進行進一步分析。

2 油溫采集原理

和諧1型電力機車采用交-直-交電力傳動技術(shù)，牽引變壓器作為機車的關(guān)鍵部件用于把接觸網(wǎng)上取得的25kV高壓電變換為各種類型低壓電，以滿足機車上牽引電機和其它輔助電氣的工作需要，其采用油冷的方式進行循環(huán)冷卻。牽引變壓器上安裝兩個電阻溫度計，用來測量變壓器油箱內(nèi)油溫的。電阻溫度計具有電 接點，與機車計算機檢測系統(tǒng)連接。計算機根據(jù)電阻溫度計檢測到的變壓器油溫來判斷變壓器的工作是否正常。

2.1 油溫采集鏈路及原理

由和諧1型電力機車油溫采集鏈路及原理示意圖可知，油溫由TCU進行采集，TCU通過模擬輸入插件APB對油溫傳感器提供恒流電源，并采集油溫傳感器PT100鉑電阻兩端電壓，經(jīng)過模擬板內(nèi)部的運算放大電路將采集電壓放大后，通過TCU背板將放大后的電壓傳輸至LCC插件的AD采樣芯片，LCC將AD采樣值通過AMS總線通信傳送至SMC，SMC將AD采樣值反算為電壓后，再根據(jù)模擬板的放大系數(shù)，反算出PT100鉑電阻的阻值，再根據(jù)PT100阻值與溫度對應(yīng)關(guān)系，計算出實際溫度，并將該溫度值通過MVB送至CCU。

2.2 故障報出邏輯

當(dāng)CCU檢測到油溫變化率5度/秒持續(xù)2秒（即CCU將實時讀取并循環(huán)比較 、 、 的油溫值，當(dāng) - 、 - 的絕對值均大于5度，CCU將認(rèn)為油溫變化率大于5度/秒持續(xù)2秒），CCU將報出油溫傳感器溫度范圍超限。

3 故障時刻數(shù)據(jù)分析

機車回庫后，通過下載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（事件記錄）、TCU數(shù)據(jù)對故障時刻的工況和變壓器油溫變化進行分析。

3.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析

通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析，故障時刻電力機車變壓器其他參數(shù)及功能均正常， “油溫傳感器2溫度范圍超限”故障在庫內(nèi)進行整備過程中僅出現(xiàn)1次。

3.2 TCU數(shù)據(jù)分析

正常時刻，主變壓器油溫穩(wěn)定，油溫在1-2℃波動，故障時刻TCU2采集的主變壓器油溫存在突變，從30℃變?yōu)?5℃，之后又恢復(fù)為30℃，導(dǎo)致滿足了CCU故障判斷邏輯，報出了該故障。

4 故障原因分析

針對“油溫傳感器2溫度范圍超限”故障出現(xiàn)的原因的研究主要針對油溫數(shù)據(jù)信號傳遞路徑進行研究，可能出現(xiàn)的原因有以下3種。

4.1 變壓器本身油溫變化

變壓器油為PT100傳感器監(jiān)測的源頭，由于和諧1型電力機車配置兩個PT100傳感器對油溫信號進行監(jiān)測，因此，若變壓器油溫突變，兩路采集信號會同時進行變化，達到故障觸發(fā)條件后，報出該故障。

4.2 油溫傳感器本身故障

油溫采集所使用的PT100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。PT100溫度傳感器是鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變，因此若傳感器內(nèi)部本身故障會導(dǎo)致信號突變，達到故障觸發(fā)條件后，報出該故障。

4.3 傳輸線路受到外部干擾造成故障

該情況與機車的運行環(huán)境和自身的電磁兼容有很大關(guān)系，若在PT100溫度傳感器至牽引變流器之間的信號傳輸線路上存在干擾，也會造成傳輸數(shù)據(jù)失真，達到故障觸發(fā)條件后，報出故障。

5 總結(jié)

本文通過對和諧1型電力機車“油溫傳感器2溫度范圍超限”故障選取典型案例進行數(shù)據(jù)和故障邏輯分析，梳理了可能出現(xiàn)故障的原因，為現(xiàn)場故障處理提供了思路，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)該故障時可通過該思路逐步進行排查，鎖定故障發(fā)生的真實原因進行處理。

參考文獻

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