HXD3C型电力机车接地故障分析及解决方案

HXD3C型电力机车接地故障分析及解决方案

澹红坡

(中国铁路北京局集团有限公司邯郸机务段河北邯郸056003)

摘要：就HXD3C型电力机车的主电路、辅助电路以及控制电路的接地故障进行分析，并提出对应的故障排除思路，提高了解决该型机车接地故障的判断和排除效率。总结出机车主电路接地故障的解决应该结合机车主电路高电压、大电流的特点加以分析，并注意季节性和周期性因素；对机车辅助电路接地故障而言，可根据辅助电路工作接触器KM11、KM12、KM20、预充电接触器AK以及工作接触器K的相对位置以及工作特点，采用甩线、隔离等操作进行分片区排查；对机车控制电路接地故障而言，需结合接地检测装置的工作原理，在区分正极接地、负极接地还是正负极同时接地的基础上采用相应的接地故障排除方法。

关键词：HXD3C型；电力机车；接地故障；解决方案

大连机车公司自主设计出具有完全自主知识产权的和谐3C型交流传动电力机车。这是国内首次采用客、货通用平台，研制出的第一个带列车供电的新型机车。和谐3C型干线客运通用电力机车为六轴交流传动，是在和谐3型、和谐3B型电力机车国产化批量生产基础上，吸纳和借鉴了这两种车型的优良性能，以我为主、自行研制开发设计的新产品。

一、HXD3C型电力机车研发背景

目前，首台样车已开于2010年7月份下线，并在中国铁道科学研究院东郊分院环形铁道及焦月线上进行可靠性测试。和谐电3C型电力机车是中国首款可以向列车供电的和谐型电力机车，将解决我国目前大量普速型直供电车底（主要为25G型车，构造时速120km/h）依靠SS7D、SS7E、SS8、SS9/9G、DF11G等准高速机车牵引而导致各机务段机车运用紧张的局面。2004年，中华人民共和国国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划》，并对研究通过的铁路机车车辆装备现代化实施方案明确指出，“加快我国铁路运输装备现代化，要按照引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌的总体要求”。根据国务院确立的上述方针，国家发改委与中华人民共和国铁道部于2004年7月联合下达了《大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案》，正式开始了新型交流传动电力机车的采购过程。2004年，中国北车集团大连机车车辆厂与日本东芝公司合作，引进了HXD3型7200千瓦交流传动电力机车；2007年，大连机辆公司又与德国庞巴迪公司合作，研制了HXD3B型9600千瓦交流传动电力机车。通过技术引进，大连机辆公司掌握了机车总成、车体、转向架、主变压器、牵引变流器、网络控制系统、牵引电动机、驱动装置和制动系统九大核心技术。

二、HXD3C型电力机车接地故障及解决方案

辅助变流系统正常工作时，将所有泵类负载如压缩机、油泵、空调机组、由辅助变流器APU2供电，采用CVCF方式；而所有风机类负载如牵引风机、冷却塔风机等，由辅助变流器APU1供电，采用VVVF方式；当任何一组辅助变流器出现故障时，通过微机控制监视系统可以实现辅助回路负载的冗余供电转换，由另一组辅助变流器以CVCF方式完成对全部辅助机组供电，提高了机车辅助变流系统供电的可靠性。

（一）主变流器接地保护

当机车主电路的次边输入发生接地现象时，机车的接地监测保护装置动作，跳主断，并自动隔离故障回路的主变流器，实施二次接地保护。微机显示屏会显示二次接地故障信息。司机可通过微机显示屏将故障支路的主变流器隔离，继续维持机车运行，回段后再作处理。当机车主变流器的输出回路如牵引电机侧发生接地现象时，机车的接地监测保护装置动作，自动隔离故障回路的牵引变流器，但不跳主断，实施主接地保护。微机显示屏会显示主接地故障信息。司机可将故障支路的主变流器切除，继续维持机车运行，回段后再作处理。

（二）辅助电动机隔离运行

机车上各辅助电动机电路均安装有空气断路器进行过流和过载保护。当某一辅助电动机发生过流过载时，其对应的空气断路器将断开，实施保护。机车辅助电动机在故障运行时应注意以下几点：

（1）若列车运行时仅一台空气压缩机工作运转（当任一APU故障时，只有非操纵端的压缩机工作）由于充风所需的时间很长，为保证总风缸的压力不显著下降，运用时需要注意。

（2）当一组牵引电动机通风机发生故障被隔离时，其对应变流柜内的3组主变流器和3组牵引电动机全部停止工作。

（3）当一组复合冷却器用通风机发生故障时，其对应变流柜内的3组主变流器和3台牵引电动机全部停止工作。当两个冷却塔通风机都发生故障时，机车实施牵引封锁。如此时机车工作在客车模式下，为确保列车供电柜正常往客车车厢输送DC600V电源，需将其他不必要的辅机关掉，保证客车用电。

（4）主变压器用油泵发生故障被隔离时，其对应牵引变流柜内的3组主变流器和3台牵引电动机全部停止工作。

（三）受电弓隔离断开运行

（1）受电弓升弓气路发生故障时，让该受电弓降下，并将侧墙升弓气路板上的阀门关闭，切断该受电弓的气路。

（2）一组受电弓损坏或存在接地故障的情况下，在断主断降弓后将控制电器柜上的转换开关SA96打至相应隔离位（受电弓I隔离/受电弓II隔离），高压电器柜内相应受电弓的高压隔离开关QS1或QS2将断开，故障受电弓被隔离并接地。机车需要升起另一组受电弓，继续维持运行，回段后再做处理。注意：当受电弓未确认降下时严禁操纵控制电器柜上的转换开关SA96打至相应隔离位（受电弓I隔离/受电弓II隔离）。紧急时按下驾驶台的“紧急”按钮(红色按钮)，分主断，起用紧急制动。需解除紧急制动时，需旋转“紧急”按钮进行复位。紧急情况下：当机车制动失效时，可拉下主司机后墙的车长阀，排出列车管压力，使机车制动。

结语

机车最大功率7200千瓦，最高运行时速120公里，是我国铁路运输的急需车型。车型代号HXD3C（数字是生产厂商代号：3代表大连机车），一般称为“和谐”3C型电力机车（车辆编号HXD3Cxxxx）。最大功率7200千瓦，最大运营速度120km/h。HXD3C型机车可与中国铁路大规模普及的DC600V直流电供电制式的机车供电客车（如25G型）车底相匹配。首台HXD3C型电力机车在2010年7月初出厂。希望通过本文的叙述，能够为广大的工作者提供可靠的借鉴，保证更好的为相关的工作积极的做出必要参考。

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