防止HXD1、HXD2型電力機車輔助風機反轉的探討

陳軍

摘 要：通過下載數據和檢查機車電機部件，發現HXD1、HXD2型機車出現TCU故障的原因為油水冷卻塔風機反轉。HXD1、HXD2型電力機車各輔助風機（牽引風機、冷卻塔風機等）的電源輸入線、接線盒繞組引出線的相位、顏色和線號等標注極為混亂。風機反轉主要是因電機繞組中的三相電源相序不正確而導致的。通過從檢修作業程序和人為造成的誤差方面分析HXD1、HXD2型機車的TCU故障，提出了相應的解決方案，有效解決了風機反轉問題，完善了輔助風機檢修工藝，從而維護了大秦線的運輸秩序。

關鍵詞：電力機車；TCU故障；軸流式風機；檢修工藝

中圖分類號：U264 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0048-02

1 故障狀況

2014-03-30，HXD1-100機車發生A節TCU故障，導致主變流柜牽引封鎖，機車降功率運行。機車回段后，下載數據發現，在故障時間段內，主變流柜水溫傳感器連續反饋“水溫高出警戒值”和“主變壓器油溫高出警戒值”。進一步檢查發現A節油水冷卻塔風機反轉。該機車在2014-02-28經第2次二年檢修程修復，運行時間30 d。

類似問題也在HXD2型電力機車輔助風機上屢次發生。由于車上組裝時，接線相位的方式會改變，所以，HXD2型電力機車的修程分為半年檢和年檢。

該問題除造成大量的設備故障外，還反映出檢修工藝存在較大的漏洞、檢修標準模糊的問題。另外，也造成了大量不必要的檢修作業，使作業人員的勞動強度加大，嚴重影響了機車的交驗停時。

2 軸流式風機的工作原理

HXD1、HXD2型電力機車的牽引風機、冷卻塔風機和輔助變壓器等輔助風機均屬于軸流式風機。所謂“軸流”，就是指氣流與軸的方向平行，軸流式風機就是能形成與風葉的軸同方向氣流的風機，也叫局部通風機。氣流由集流器進入軸流風機，經前導葉獲得預旋后，在葉輪動葉中獲得能量，再經后導葉，將一部分偏轉的氣流動能變為靜壓能，最后氣流經擴散桶，將一部分軸向氣流的動能轉變為靜壓能后輸入管路中。

通過調節風葉的間距或風葉角度可改變風機風量的大小。當風葉角度恒定而間距增大時，風流量增加。

根據風機的構造原理，因風機葉片位置、形狀（葉片尾部存在一定弧度）等因素，當風機發生反轉時，風道中的風向不發生變化，但風量將減小。具體如圖1所示。

3 風機反轉的原因分析

根據軸流式風機的工作原理可知：當風機反轉時，風向不變但風量急劇減小，而因此導致的機車因風機反轉所造成牽引電機、主變壓器油溫和主變流柜水溫等的升溫故障不會立刻顯現。當遺漏風量試驗環節或試驗人員手感較差時，該問題極易被忽略。

風機反轉主要是由于電機繞組中的三相電源相序不正確而導致的。因為機車由輔助逆變器組成，經輔助變壓器降壓后的電源輸出相序是確定的，如果經風機接線盒輸入輔助風機繞組的相序發生變化，則會導致風機反轉。

3.1 各部件之間無明確的對應關系

對于HXD1型機車而言，具體表現在以下三方面：①輔助變壓器輸出電源線有“線號”，但無相序U號、V號和W號。②輔助風機繞組引出線均無U號、V號和W號相位標注。③輔變輸出電源線、繞組引出線均有顏色標注，但標注顏色不對應。具體如表1所示。

此外，輔助風機接線盒內上、下2組接線柱僅一端具有U號、V號和W號相位標注，而另一端無相位標注。具體如圖2所示。

3.2 未嚴格檢查相序的對應關系

如果在風機電源連接過程中憑經驗、感覺作業，則會不可避免地發生錯誤，進而導致風機繞組電源相序改變，最終造成風機反轉。具體共存在3個漏洞：①作業者未仔細對照HXD1型機車布線圖中的線號連接，導致風機反轉。②輔助風機繞組引出線與接線盒接線柱之間的對應關系錯誤。③在輔助風機下車檢修時，因重新布線導致原有相序產生了變化。

綜上所述，各部件之間無對應關系是風機反轉主要原因，導致檢修標準不明確，檢修工作無章可循；檢修不嚴格是次要原因，校線等工作屬于對標準疏漏的彌補。因此，要想確保輔助風機轉向正確，必須先明確標注相關相序，做到有章可循。

3.3 未落實軸流風機風量試驗檢查程序

在機車高壓試驗環節，利用軸流式通風機反轉后風量急劇減小的特性，可通過風量檢測間接檢查風機轉向。風量試驗檢查是確認風機轉向的重要環節之一，但風量試驗會受人為、試驗設備等因素的影響，存在一定的不確定性，因此，該試驗屬于一種輔助手段，存在較大的漏洞。

如果發生漏檢、風量測試儀設備不穩定或測試者手感較差等情況時，則通過風量間接確認風機轉向是不可靠的。

4 建議和措施

4.1 源頭卡控檢修質量

相位標注軸流式輔助風機接線時應注意以下3點：①對輔助風機的輸入三相電源線、輔助風機繞組引出線分別進行U號、V號和W號相位標注。一般情況下，這2組線位于接線盒的上、下兩端。②對輔助風機接線盒內上、下2組接線柱進行U號、V號和W號相位標注，并確保對應性。③如果輔助風機維修單位對故障電機進行了重新布線作業，則應在機體顯著位置通過張貼標簽等措施予以明確標識，以提示機車維修單位在輔助風機裝車后重點檢查該風機的轉向。

4.2 嚴格落實軸流風機風量試驗檢查程序

具體應從以下兩方面落實檢查程序：①對調試班組的實行專人檢查，保持工作人員相對固定，這樣既能確保風量試驗環節不遺漏，又能保證工作人員在風量試驗時的手感。②無論使用風量測試儀，還是使用小紙條檢測風量，均應與手感檢測相結合，以確保檢測的準確性。

5 效果分析

通過規范軸流風機的電源接線、嚴控風量試驗檢查環節等措施，收到了以下五方面的成效：①有效遏制了風機反轉現象；②完善了輔助風機檢修工藝；③減輕了檢修作業者的勞動強度；④減少了額外作業對交驗停時的影響；⑤維護了大秦線整車運輸秩序，并取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]耿志修.大秦鐵路重載運輸技術[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：通過下載數據和檢查機車電機部件，發現HXD1、HXD2型機車出現TCU故障的原因為油水冷卻塔風機反轉。HXD1、HXD2型電力機車各輔助風機（牽引風機、冷卻塔風機等）的電源輸入線、接線盒繞組引出線的相位、顏色和線號等標注極為混亂。風機反轉主要是因電機繞組中的三相電源相序不正確而導致的。通過從檢修作業程序和人為造成的誤差方面分析HXD1、HXD2型機車的TCU故障，提出了相應的解決方案，有效解決了風機反轉問題，完善了輔助風機檢修工藝，從而維護了大秦線的運輸秩序。

關鍵詞：電力機車；TCU故障；軸流式風機；檢修工藝

中圖分類號：U264 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0048-02

1 故障狀況

2014-03-30，HXD1-100機車發生A節TCU故障，導致主變流柜牽引封鎖，機車降功率運行。機車回段后，下載數據發現，在故障時間段內，主變流柜水溫傳感器連續反饋“水溫高出警戒值”和“主變壓器油溫高出警戒值”。進一步檢查發現A節油水冷卻塔風機反轉。該機車在2014-02-28經第2次二年檢修程修復，運行時間30 d。

類似問題也在HXD2型電力機車輔助風機上屢次發生。由于車上組裝時，接線相位的方式會改變，所以，HXD2型電力機車的修程分為半年檢和年檢。

該問題除造成大量的設備故障外，還反映出檢修工藝存在較大的漏洞、檢修標準模糊的問題。另外，也造成了大量不必要的檢修作業，使作業人員的勞動強度加大，嚴重影響了機車的交驗停時。

2 軸流式風機的工作原理

HXD1、HXD2型電力機車的牽引風機、冷卻塔風機和輔助變壓器等輔助風機均屬于軸流式風機。所謂“軸流”，就是指氣流與軸的方向平行，軸流式風機就是能形成與風葉的軸同方向氣流的風機，也叫局部通風機。氣流由集流器進入軸流風機，經前導葉獲得預旋后，在葉輪動葉中獲得能量，再經后導葉，將一部分偏轉的氣流動能變為靜壓能，最后氣流經擴散桶，將一部分軸向氣流的動能轉變為靜壓能后輸入管路中。

通過調節風葉的間距或風葉角度可改變風機風量的大小。當風葉角度恒定而間距增大時，風流量增加。

根據風機的構造原理，因風機葉片位置、形狀（葉片尾部存在一定弧度）等因素，當風機發生反轉時，風道中的風向不發生變化，但風量將減小。具體如圖1所示。

3 風機反轉的原因分析

根據軸流式風機的工作原理可知：當風機反轉時，風向不變但風量急劇減小，而因此導致的機車因風機反轉所造成牽引電機、主變壓器油溫和主變流柜水溫等的升溫故障不會立刻顯現。當遺漏風量試驗環節或試驗人員手感較差時，該問題極易被忽略。

風機反轉主要是由于電機繞組中的三相電源相序不正確而導致的。因為機車由輔助逆變器組成，經輔助變壓器降壓后的電源輸出相序是確定的，如果經風機接線盒輸入輔助風機繞組的相序發生變化，則會導致風機反轉。

3.1 各部件之間無明確的對應關系

對于HXD1型機車而言，具體表現在以下三方面：①輔助變壓器輸出電源線有“線號”，但無相序U號、V號和W號。②輔助風機繞組引出線均無U號、V號和W號相位標注。③輔變輸出電源線、繞組引出線均有顏色標注，但標注顏色不對應。具體如表1所示。

此外，輔助風機接線盒內上、下2組接線柱僅一端具有U號、V號和W號相位標注，而另一端無相位標注。具體如圖2所示。

3.2 未嚴格檢查相序的對應關系

如果在風機電源連接過程中憑經驗、感覺作業，則會不可避免地發生錯誤，進而導致風機繞組電源相序改變，最終造成風機反轉。具體共存在3個漏洞：①作業者未仔細對照HXD1型機車布線圖中的線號連接，導致風機反轉。②輔助風機繞組引出線與接線盒接線柱之間的對應關系錯誤。③在輔助風機下車檢修時，因重新布線導致原有相序產生了變化。

綜上所述，各部件之間無對應關系是風機反轉主要原因，導致檢修標準不明確，檢修工作無章可循；檢修不嚴格是次要原因，校線等工作屬于對標準疏漏的彌補。因此，要想確保輔助風機轉向正確，必須先明確標注相關相序，做到有章可循。

3.3 未落實軸流風機風量試驗檢查程序

在機車高壓試驗環節，利用軸流式通風機反轉后風量急劇減小的特性，可通過風量檢測間接檢查風機轉向。風量試驗檢查是確認風機轉向的重要環節之一，但風量試驗會受人為、試驗設備等因素的影響，存在一定的不確定性，因此，該試驗屬于一種輔助手段，存在較大的漏洞。

如果發生漏檢、風量測試儀設備不穩定或測試者手感較差等情況時，則通過風量間接確認風機轉向是不可靠的。

4 建議和措施

4.1 源頭卡控檢修質量

相位標注軸流式輔助風機接線時應注意以下3點：①對輔助風機的輸入三相電源線、輔助風機繞組引出線分別進行U號、V號和W號相位標注。一般情況下，這2組線位于接線盒的上、下兩端。②對輔助風機接線盒內上、下2組接線柱進行U號、V號和W號相位標注，并確保對應性。③如果輔助風機維修單位對故障電機進行了重新布線作業，則應在機體顯著位置通過張貼標簽等措施予以明確標識，以提示機車維修單位在輔助風機裝車后重點檢查該風機的轉向。

4.2 嚴格落實軸流風機風量試驗檢查程序

具體應從以下兩方面落實檢查程序：①對調試班組的實行專人檢查，保持工作人員相對固定，這樣既能確保風量試驗環節不遺漏，又能保證工作人員在風量試驗時的手感。②無論使用風量測試儀，還是使用小紙條檢測風量，均應與手感檢測相結合，以確保檢測的準確性。

5 效果分析

通過規范軸流風機的電源接線、嚴控風量試驗檢查環節等措施，收到了以下五方面的成效：①有效遏制了風機反轉現象；②完善了輔助風機檢修工藝；③減輕了檢修作業者的勞動強度；④減少了額外作業對交驗停時的影響；⑤維護了大秦線整車運輸秩序，并取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]耿志修.大秦鐵路重載運輸技術[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：通過下載數據和檢查機車電機部件，發現HXD1、HXD2型機車出現TCU故障的原因為油水冷卻塔風機反轉。HXD1、HXD2型電力機車各輔助風機（牽引風機、冷卻塔風機等）的電源輸入線、接線盒繞組引出線的相位、顏色和線號等標注極為混亂。風機反轉主要是因電機繞組中的三相電源相序不正確而導致的。通過從檢修作業程序和人為造成的誤差方面分析HXD1、HXD2型機車的TCU故障，提出了相應的解決方案，有效解決了風機反轉問題，完善了輔助風機檢修工藝，從而維護了大秦線的運輸秩序。

關鍵詞：電力機車；TCU故障；軸流式風機；檢修工藝

中圖分類號：U264 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0048-02

1 故障狀況

2014-03-30，HXD1-100機車發生A節TCU故障，導致主變流柜牽引封鎖，機車降功率運行。機車回段后，下載數據發現，在故障時間段內，主變流柜水溫傳感器連續反饋“水溫高出警戒值”和“主變壓器油溫高出警戒值”。進一步檢查發現A節油水冷卻塔風機反轉。該機車在2014-02-28經第2次二年檢修程修復，運行時間30 d。

類似問題也在HXD2型電力機車輔助風機上屢次發生。由于車上組裝時，接線相位的方式會改變，所以，HXD2型電力機車的修程分為半年檢和年檢。

該問題除造成大量的設備故障外，還反映出檢修工藝存在較大的漏洞、檢修標準模糊的問題。另外，也造成了大量不必要的檢修作業，使作業人員的勞動強度加大，嚴重影響了機車的交驗停時。

2 軸流式風機的工作原理

HXD1、HXD2型電力機車的牽引風機、冷卻塔風機和輔助變壓器等輔助風機均屬于軸流式風機。所謂“軸流”，就是指氣流與軸的方向平行，軸流式風機就是能形成與風葉的軸同方向氣流的風機，也叫局部通風機。氣流由集流器進入軸流風機，經前導葉獲得預旋后，在葉輪動葉中獲得能量，再經后導葉，將一部分偏轉的氣流動能變為靜壓能，最后氣流經擴散桶，將一部分軸向氣流的動能轉變為靜壓能后輸入管路中。

通過調節風葉的間距或風葉角度可改變風機風量的大小。當風葉角度恒定而間距增大時，風流量增加。

根據風機的構造原理，因風機葉片位置、形狀（葉片尾部存在一定弧度）等因素，當風機發生反轉時，風道中的風向不發生變化，但風量將減小。具體如圖1所示。

3 風機反轉的原因分析

根據軸流式風機的工作原理可知：當風機反轉時，風向不變但風量急劇減小，而因此導致的機車因風機反轉所造成牽引電機、主變壓器油溫和主變流柜水溫等的升溫故障不會立刻顯現。當遺漏風量試驗環節或試驗人員手感較差時，該問題極易被忽略。

風機反轉主要是由于電機繞組中的三相電源相序不正確而導致的。因為機車由輔助逆變器組成，經輔助變壓器降壓后的電源輸出相序是確定的，如果經風機接線盒輸入輔助風機繞組的相序發生變化，則會導致風機反轉。

3.1 各部件之間無明確的對應關系

對于HXD1型機車而言，具體表現在以下三方面：①輔助變壓器輸出電源線有“線號”，但無相序U號、V號和W號。②輔助風機繞組引出線均無U號、V號和W號相位標注。③輔變輸出電源線、繞組引出線均有顏色標注，但標注顏色不對應。具體如表1所示。

此外，輔助風機接線盒內上、下2組接線柱僅一端具有U號、V號和W號相位標注，而另一端無相位標注。具體如圖2所示。

3.2 未嚴格檢查相序的對應關系

如果在風機電源連接過程中憑經驗、感覺作業，則會不可避免地發生錯誤，進而導致風機繞組電源相序改變，最終造成風機反轉。具體共存在3個漏洞：①作業者未仔細對照HXD1型機車布線圖中的線號連接，導致風機反轉。②輔助風機繞組引出線與接線盒接線柱之間的對應關系錯誤。③在輔助風機下車檢修時，因重新布線導致原有相序產生了變化。

綜上所述，各部件之間無對應關系是風機反轉主要原因，導致檢修標準不明確，檢修工作無章可循；檢修不嚴格是次要原因，校線等工作屬于對標準疏漏的彌補。因此，要想確保輔助風機轉向正確，必須先明確標注相關相序，做到有章可循。

3.3 未落實軸流風機風量試驗檢查程序

在機車高壓試驗環節，利用軸流式通風機反轉后風量急劇減小的特性，可通過風量檢測間接檢查風機轉向。風量試驗檢查是確認風機轉向的重要環節之一，但風量試驗會受人為、試驗設備等因素的影響，存在一定的不確定性，因此，該試驗屬于一種輔助手段，存在較大的漏洞。

如果發生漏檢、風量測試儀設備不穩定或測試者手感較差等情況時，則通過風量間接確認風機轉向是不可靠的。

4 建議和措施

4.1 源頭卡控檢修質量

相位標注軸流式輔助風機接線時應注意以下3點：①對輔助風機的輸入三相電源線、輔助風機繞組引出線分別進行U號、V號和W號相位標注。一般情況下，這2組線位于接線盒的上、下兩端。②對輔助風機接線盒內上、下2組接線柱進行U號、V號和W號相位標注，并確保對應性。③如果輔助風機維修單位對故障電機進行了重新布線作業，則應在機體顯著位置通過張貼標簽等措施予以明確標識，以提示機車維修單位在輔助風機裝車后重點檢查該風機的轉向。

4.2 嚴格落實軸流風機風量試驗檢查程序

具體應從以下兩方面落實檢查程序：①對調試班組的實行專人檢查，保持工作人員相對固定，這樣既能確保風量試驗環節不遺漏，又能保證工作人員在風量試驗時的手感。②無論使用風量測試儀，還是使用小紙條檢測風量，均應與手感檢測相結合，以確保檢測的準確性。

5 效果分析

通過規范軸流風機的電源接線、嚴控風量試驗檢查環節等措施，收到了以下五方面的成效：①有效遏制了風機反轉現象；②完善了輔助風機檢修工藝；③減輕了檢修作業者的勞動強度；④減少了額外作業對交驗停時的影響；⑤維護了大秦線整車運輸秩序，并取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]耿志修.大秦鐵路重載運輸技術[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

〔編輯：張思楠〕