余得全

(資陽(yáng)南車電力機(jī)車有限責(zé)任公司 四川 資陽(yáng) 641301)

HXD1C型機(jī)車DC110V接地故障分析及其解決

余得全

(資陽(yáng)南車電力機(jī)車有限責(zé)任公司 四川 資陽(yáng) 641301)

HXD1C型機(jī)車是自主化大功率7 200kW六軸貨運(yùn)電力機(jī)車，其控制系統(tǒng)由DC110V供電，該直流系統(tǒng)正、負(fù)端均不能接地。通過(guò)對(duì)該型機(jī)車直流控制系統(tǒng)DC110V接地故障的產(chǎn)生、分類結(jié)合典型案例進(jìn)行分析，研究該類故障的一般查找方法，并不斷優(yōu)化，為后續(xù)類似故障的處理提供參考。

HXD1C型機(jī)車；DC110V接地故障；接地檢測(cè)；處理措施

正常情況下，HXD1C型機(jī)車的DC110V系統(tǒng)正、負(fù)極對(duì)地均為絕緣的，系統(tǒng)中有一點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，一般情況下并不影響直流系統(tǒng)運(yùn)行，但當(dāng)出現(xiàn)正、負(fù)2點(diǎn)及2點(diǎn)以上接地時(shí)，會(huì)引起正、負(fù)極短路，使機(jī)車控制系統(tǒng)某一路單極或雙極斷路器斷開(kāi)，影響機(jī)車運(yùn)行。

HXD1C型機(jī)車DC110V系統(tǒng)是由蓄電池組與充電裝置并聯(lián)供給直流負(fù)載的運(yùn)行系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)車主斷路器(以下簡(jiǎn)稱主斷)斷開(kāi)時(shí)，由機(jī)車蓄電池組供給控制系統(tǒng)用電；當(dāng)機(jī)車主斷閉合，機(jī)車充電機(jī)工作時(shí)，由充電機(jī)供給機(jī)車控制系統(tǒng)用電，并實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)車蓄電池組充電。DC110V系統(tǒng)主要是為控制、信號(hào)、監(jiān)控、電臺(tái)、照明等回路提供可靠穩(wěn)定的不間斷直流電源，該直流系統(tǒng)分支網(wǎng)絡(luò)多、負(fù)載控制回路復(fù)雜，客觀上增加了該系統(tǒng)接地故障的查找難度，因此當(dāng)接地發(fā)生時(shí)采用具有規(guī)律性的方法是十分重要的。

1 DC110 V系統(tǒng)接地的產(chǎn)生及分類

當(dāng)DC110 V系統(tǒng)的正極或負(fù)極與車體(地)之間的絕緣水平降到某一規(guī)定值以下時(shí)，稱為DC110 V系統(tǒng)接地。DC110 V系統(tǒng)正極對(duì)地絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)出現(xiàn)的接地稱為DC110 V系統(tǒng)正接地；DC110 V系統(tǒng)負(fù)極對(duì)地絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)出現(xiàn)的接地稱為DC110 V系統(tǒng)負(fù)接地[1]。分類如下：

(1)按照接地程度分為金屬性接地和絕緣等級(jí)下降接地

金屬性接地：DC110 V系統(tǒng)某個(gè)元器件或線纜損壞，使元器件或線纜帶電導(dǎo)體與接地金屬相連。用電壓表測(cè)量，其中一極對(duì)地電壓為0，另一極對(duì)地電壓為DC110 V。

絕緣下降接地：DC110 V系統(tǒng)某處工作環(huán)境發(fā)生改變，部分元器件因積灰受潮，對(duì)地絕緣強(qiáng)度顯著降低。用電壓表測(cè)量，正、負(fù)極對(duì)地電壓值存在較大差距，兩者之和為DC110 V。

(2)按接地出現(xiàn)的概率分為死接地和活接地

死接地指DC110 V系統(tǒng)某一極長(zhǎng)期存在接地，在接地故障沒(méi)有人為排除前一直存在，是死故障。

活接地指機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中DC110 V系統(tǒng)時(shí)而接地，時(shí)而不接地，這是由于DC110 V系統(tǒng)某一極的線纜或元器件出現(xiàn)虛接地現(xiàn)象，隨機(jī)車運(yùn)行振動(dòng)時(shí)而接地、時(shí)而不接地。

(3)按照接地極性分為DC110 V系統(tǒng)正接地和負(fù)接地。

2 典型案例

2013年10月6日，蘭州機(jī)務(wù)段，HXD1C型6130號(hào)機(jī)車DC110 V負(fù)接地，檢查為Ⅰ端刮雨器電機(jī)內(nèi)部接地引起，更換Ⅰ端刮雨器電機(jī)后恢復(fù)正常。

2013年11月30日，蘭州機(jī)務(wù)段，HXD1C型6284號(hào)機(jī)車DC110 V負(fù)接地，檢查為重聯(lián)線進(jìn)水，拆檢擦拭干凈，重新組裝后正常。

2014年3月28日，鷹潭機(jī)務(wù)段，HXD1C型6398號(hào)機(jī)車DC110 V正接地，檢查為緊急制動(dòng)控制回路804高電平正接地，去除毛刺后重新連接恢復(fù)正常。

3 DC110 V系統(tǒng)接地故障的通用查找方法

3.1 接地檢測(cè)原理

3.1.1 CHIR125-1型絕緣檢測(cè)裝置簡(jiǎn)介

HXD1C型機(jī)車DC110 V系統(tǒng)的接地檢測(cè)采用了CHIR125-1型絕緣檢測(cè)裝置，其工作原理如下：系統(tǒng)采用不平衡電橋法對(duì)直流電網(wǎng)絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)，由絕緣電阻信號(hào)檢測(cè)電路接收從耦合電路返回的反映被監(jiān)測(cè)電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻變化的信號(hào)。當(dāng)絕緣電阻低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，報(bào)警指示燈亮，繼電器動(dòng)作。使用方法：

(1)顯示：接通電源，數(shù)碼管首先顯示“8.8.8.8”，隨后裝置進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)，數(shù)碼管顯示被監(jiān)測(cè)電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻值。當(dāng)數(shù)碼管顯示“.OL”時(shí)，表示絕緣電阻大于200 kΩ。

(2)報(bào)警方式：系統(tǒng)分別設(shè)置了電網(wǎng)正、負(fù)母線報(bào)警指示燈，并設(shè)置報(bào)警輸出繼電器。報(bào)警初始值出廠設(shè)定為50 kΩ。報(bào)警狀態(tài)如表1所示。系統(tǒng)報(bào)警是鎖定的，即使絕緣電阻恢復(fù)到設(shè)定值以上依然維持報(bào)警狀態(tài)，直到按下“復(fù)位”按鈕后，系統(tǒng)重新進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

(3)報(bào)警值設(shè)置：按“設(shè)置”按鈕，數(shù)碼管顯示當(dāng)前設(shè)定的報(bào)警數(shù)值。隨后每按一次“設(shè)置”按鈕，設(shè)定值減小一級(jí)，若低于10 kΩ后由200 kΩ重新開(kāi)始減小，選定設(shè)置值后，按“確定”按鈕，系統(tǒng)重新進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

表1 接地檢測(cè)繼電器報(bào)警狀態(tài)表

(4)測(cè)試：按下“測(cè)試”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入自我測(cè)試狀態(tài)，數(shù)碼管顯示“8.8.8.8.”，各指示燈全亮，報(bào)警繼電器全部動(dòng)作，直到用戶松開(kāi)按鈕，系統(tǒng)重新進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

3.1.2 HXD1C型機(jī)車接地檢測(cè)原理

如圖1所示，A1、A2為CHIR125-1型絕緣檢測(cè)裝置工作電源，由DC110 V供電；L1、L2為檢測(cè)接口，接機(jī)車DC110 V+及DC110 V-。數(shù)碼管顯示被監(jiān)測(cè)電網(wǎng)DC110 V+和DC110 V-對(duì)地絕緣阻值，根據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻值顯示框的上、下2個(gè)數(shù)值，判斷是正接地還是負(fù)接地。

圖1 HXD1C型電力機(jī)車接地檢測(cè)原理

圖2 HXD1C型電力機(jī)車DC110V直流供電回路

3.2 DC110 V系統(tǒng)接地故障查找方法

3.2.1 DC110 V正線接地

在機(jī)車蓄電池供電情況下，利用“瞬時(shí)停電”的方法依次斷開(kāi)、閉合圖2所示的對(duì)應(yīng)低壓電器柜面板上的單、雙極斷路器，并在斷開(kāi)及閉合時(shí)觀察接地檢測(cè)裝置的數(shù)值。若數(shù)值發(fā)生變化，保持該斷路器處于斷開(kāi)位；繼續(xù)往下斷開(kāi)、閉合單、雙極斷路器，直到數(shù)碼管顯示“.OL”時(shí)，停止查找。由于存在同一極性多點(diǎn)接地的可能，因此在篩選出來(lái)的斷路器回路再進(jìn)行分、合判斷，逐一排查確認(rèn)故障回路[2]。

由于接地檢測(cè)裝置受低壓電器柜面板“輔機(jī)控制”單極斷路器控制，在斷開(kāi)此開(kāi)關(guān)后，接地檢測(cè)裝置會(huì)停止工作，此時(shí)可用兆歐表測(cè)試正線電路對(duì)地的絕緣電阻，或用萬(wàn)用表測(cè)量正線對(duì)地電壓的方法進(jìn)行分析判斷。

3.2.2 DC110 V負(fù)線接地

(1)經(jīng)驗(yàn)法：由于DC110 V負(fù)線接地不易排查，不能通過(guò)關(guān)斷斷路器、開(kāi)關(guān)的方法切掉負(fù)線，因此先利用既有經(jīng)驗(yàn)排查機(jī)車容易引起負(fù)線接地的回路，如刮雨器、重聯(lián)、重聯(lián)電話、干燥器等回路。

(2)接插件拔除法：在斷電情況下，拔除機(jī)車帶DC110V-回路的接插件，如干燥器插頭、低壓柜56芯插頭、第三方設(shè)備柜56芯插頭、前照燈插頭等，拔除一個(gè)接插件，再合電檢查接地檢測(cè)裝置的數(shù)碼管顯示是否恢復(fù)成“.OL”，逐一排查進(jìn)行認(rèn)定。

(3)負(fù)線母排拆線排除法：由于HXD1C型機(jī)車的所有負(fù)線均集中在低壓柜內(nèi)的導(dǎo)電母排上，因此拆除母線上給各DC110 V供電回路的負(fù)線，僅保留蓄電池供電總負(fù)線及接地檢測(cè)裝置的工作電源及檢測(cè)電源負(fù)線，然后將每根拆除的DC110 V負(fù)線逐一接觸負(fù)線母排，觀察接地檢測(cè)裝置是否動(dòng)作，若有動(dòng)作則找到DC110 V-接地回路[3-4]。

3.2.3 正、負(fù)線同時(shí)對(duì)地絕緣阻值低

先用正線接地的方法處理，再按負(fù)線接地的方法分析判定，交叉靈活運(yùn)用。正、負(fù)接地分析流程圖如圖3所示。

圖3 接地分析流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

為了減少DC110 V系統(tǒng)接地故障，在制作控制電纜接線及接插件時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，加強(qiáng)自檢和互檢，避免電纜劃傷、破損、出現(xiàn)毛刺；在機(jī)車耐壓試驗(yàn)過(guò)程中拆線、接連應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，不能出現(xiàn)毛刺。DC110 V系統(tǒng)接地故障是HXD1C型機(jī)車最常見(jiàn)的疑難故障之一，上述查找該故障的一般思路與方法，有助于指導(dǎo)試驗(yàn)及售后服務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)故障查找，提高解決該類問(wèn)題的分析判斷能力及故障處理效率。

[1] 王小兵.直流系統(tǒng)接地的判定[J].電工技術(shù)，2002(9)：5-6.

[2] 李鶴峰.直流系統(tǒng)接地的原因及處理[J].黑龍江電力，2009(4)：287-288.

[3] 王 敏.直流系統(tǒng)接地故障的查找[J].供用電，2002(2)：42-43.[4] 張國(guó)安，唐治學(xué).直流系統(tǒng)接地原因及現(xiàn)場(chǎng)查找方法的探討[J].東北電力技術(shù)，2001(2)：40-41.□

(編輯：林素珍)

2095-5251(2016)01-0031-03

2014-10-24

余得全(1980-)，男，大學(xué)本科，工程師，從事電力機(jī)車電氣組裝及試驗(yàn)工藝技術(shù)工作。

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