HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測系統(tǒng)典型故障分析與排查

舒 鑫，董明智

(資陽中車電力機(jī)車有限公司， 四川 資陽 641300)

0 引言

在HXD1型機(jī)車的日常運(yùn)行過程中，機(jī)車頂?shù)母邏弘姎庠O(shè)備的絕緣性能會(huì)逐漸降低。造成這一現(xiàn)象的主要原因是復(fù)雜的環(huán)境變化以及高壓電氣設(shè)備絕緣材料隨著使用壽命增加逐漸老化。如果機(jī)車的工作人員沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)再次升起受電弓時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致HXD1型機(jī)車頂?shù)母邏涸O(shè)備擊穿，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致受電弓的滑板與接觸網(wǎng)接觸時(shí)粘連或者燒斷接觸網(wǎng)。

1 HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測系統(tǒng)的組成及應(yīng)用原理

在HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測系統(tǒng)中，機(jī)車電源和高壓絕緣檢測裝置等部分共同構(gòu)成了高壓絕緣檢測機(jī)制。系統(tǒng)工作的核心就是高壓絕緣監(jiān)測裝置，由智能控制機(jī)制、總線隔離模塊等部分組成。高壓絕緣檢測系統(tǒng)的工作原理是利用直流逆變交流技術(shù)和閉環(huán)開關(guān)電源檢測技術(shù)進(jìn)行車頂高壓絕緣設(shè)備的檢測。通過這個(gè)系統(tǒng)，機(jī)車內(nèi)的蓄電池為高壓電壓互感器提供的DC110V直流電被轉(zhuǎn)換成為正弦交流電，使高壓電壓互感器的一次側(cè)感應(yīng)生成25 kV的高壓電[1]。通過高壓電壓互感器的轉(zhuǎn)換功能，能夠模擬出接觸網(wǎng)的工作電壓，通過這個(gè)模擬電壓接入到車頂高壓絕緣設(shè)備中，對其絕緣性能進(jìn)行檢測。由于蓄電池的輸出功率小于接觸網(wǎng)，通過對監(jiān)控互感器一次側(cè)的數(shù)據(jù)變化情況，就可以了解車頂高壓絕緣設(shè)備的性能。當(dāng)高壓絕緣設(shè)備性能降低時(shí)，一次側(cè)相應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生阻抗降低的情況，從而判斷出車頂高壓設(shè)備絕緣性能出現(xiàn)故障。通過裝置的電壓施加模擬，就能夠掌握當(dāng)前HXD1型機(jī)車車頂高壓絕緣設(shè)備工作狀態(tài)和絕緣性能。

2 HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測故障規(guī)律分析

通過對HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測系統(tǒng)組成和運(yùn)行原理的研究，能夠?qū)ζ涔收习l(fā)生的類型和規(guī)律進(jìn)行歸納和總結(jié)，為故障檢測人員維修檢測提供指導(dǎo)。從HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測系統(tǒng)發(fā)生故障的情況來看，故障發(fā)生的原因主要分為兩種類型，一是由于系統(tǒng)自身裝置和線纜異常導(dǎo)致的問題，這種故障包括了設(shè)備裝置的老化損壞和異常連接；二是由于系統(tǒng)程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的故障誤報(bào)或者沖突。對于不同的故障類型，檢測人員可以針對性地進(jìn)行檢測排查，提高故障檢測和排除的效率。當(dāng)前，HXD1型列車高壓絕緣檢測系統(tǒng)中，優(yōu)先對人為造成的線纜連接異常和電鑰匙占用情況進(jìn)行檢測，然后再對可能發(fā)生損害的裝置構(gòu)件進(jìn)行檢測，從簡單到復(fù)雜進(jìn)行故障的排查，提高故障處理的速度。

3 HXD1型機(jī)車高壓絕緣檢測系統(tǒng)典型故障排查方法

在高壓絕緣檢測系統(tǒng)的日常使用過程中，能夠?qū)XD1型機(jī)車頂?shù)母邏航^緣電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行有效的監(jiān)控。本文通過檢測系統(tǒng)多次對機(jī)車頂高壓絕緣設(shè)備絕緣性能降低的檢測結(jié)果和實(shí)際故障情況分析和總結(jié)，找出其中存在的聯(lián)系，制定出更加高效的故障分析和排除方法，為HXD1型機(jī)車高壓絕緣設(shè)備的維修和日常養(yǎng)護(hù)提供參考。

3.1 高壓絕緣檢測系統(tǒng)指示燈不亮且無法加電進(jìn)行自檢

故障表現(xiàn)：在高壓絕緣檢測系統(tǒng)出現(xiàn)指示燈不亮卻無法加電自檢的情況時(shí)，需要按照系統(tǒng)的組成進(jìn)行故障原因的判斷。出現(xiàn)頻率相對較高的故障類型有電鑰匙沖突、熔斷器燒毀、線路電纜連接出現(xiàn)異常等。

故障處理：在發(fā)生此類情況時(shí)，首先對檢測系統(tǒng)進(jìn)行逐一排查，排查順序參考故障發(fā)生的概率，從簡單到復(fù)雜，從而提高排查的效率。首先可以檢查電鑰匙的沖突情況，確認(rèn)故障是否因?yàn)殡婅€匙占用引起。確認(rèn)后，選擇備檢車節(jié)的電鑰匙。如排除電鑰匙占用的原因，再進(jìn)行熔斷器工作轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢查，當(dāng)熔斷器被燒毀時(shí)，進(jìn)行熔斷器更換即可。最后進(jìn)行檢測系統(tǒng)的線路電纜連接檢查，檢查按照電纜、插座和電源的順序依次進(jìn)行，修正連接出現(xiàn)異常的線路，完成故障的排查和檢修工作[2]。通過這種方法可以實(shí)現(xiàn)快速排查，及時(shí)解決檢測系統(tǒng)的問題，提高故障排除的效率。

3.2 高壓絕緣檢測系統(tǒng)對絕緣設(shè)備的絕緣性能報(bào)警

故障表現(xiàn)：當(dāng)高壓絕緣設(shè)備的絕緣性能低于絕緣臨界值時(shí)，絕緣檢測系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。

故障處理：對于此類故障的排除，首先進(jìn)行常規(guī)的排查，排查的順序依然按照故障發(fā)生的頻率和難易程度。此類報(bào)警可能出現(xiàn)的情況有：高壓電壓互感器的回路接地、主斷路器沒有斷開、預(yù)設(shè)的絕緣檢測系統(tǒng)報(bào)警值過低等。面對以上故障，首先對車頂高壓設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行檢測，確定開關(guān)狀態(tài)符合檢測的前提，再進(jìn)行高壓絕緣設(shè)備性能的檢測，如果檢測系統(tǒng)仍然報(bào)警，那么需要對車頂高壓絕緣設(shè)備進(jìn)行檢查，看是否有異物進(jìn)入導(dǎo)致出現(xiàn)故障，對絕緣設(shè)備進(jìn)行清理[3]。清理完成后進(jìn)行復(fù)檢，如果正常則故障排除；若繼續(xù)報(bào)警，則對檢測系統(tǒng)的預(yù)設(shè)報(bào)警值進(jìn)行排查，檢查是否報(bào)警值設(shè)置太低，按照操作規(guī)范進(jìn)行修正；修正完成后報(bào)警如果還沒有消除，則需要對高壓絕緣設(shè)備進(jìn)行徹底檢修。按照檢修排查順序，依次對電壓互感器、導(dǎo)電桿和受電弓進(jìn)行絕緣測試，尋找故障原因。對檢測絕緣性能出現(xiàn)問題的部件進(jìn)行更換，然后進(jìn)行復(fù)檢，直至報(bào)警情況消除。

3.3 接地測試電壓0～1 kV報(bào)警

故障表現(xiàn)：當(dāng)絕緣檢測系統(tǒng)在測試0～1 kV接地電壓報(bào)警時(shí)，首先要對高壓電壓互感器進(jìn)行檢查，造成此類報(bào)警可能性最高的就是互感器連接插頭、插針、連接線斷開；檢查完成后對車頂高壓設(shè)備接地開關(guān)進(jìn)行檢查。通過每個(gè)相關(guān)設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)檢查，能夠快速完成常見故障的排查工作，加快排查效率和設(shè)備故障檢測的準(zhǔn)確性。

故障處理：當(dāng)雙節(jié)機(jī)車的絕緣檢測系統(tǒng)對接地測試電壓報(bào)警時(shí)，排查方法有2種：①利用搖表測量。工作人員可以使用搖表檢查高壓設(shè)備，首先對設(shè)備接地點(diǎn)逐一進(jìn)行排查，完成后再進(jìn)行公共接地部位的檢查。公共接地不穩(wěn)檢查完成后將機(jī)車重聯(lián)線插頭斷開，找出發(fā)生故障的車節(jié)，最后對高壓電壓互感器的插頭、插針、連接線和接地檢測系統(tǒng)進(jìn)行排查，一點(diǎn)點(diǎn)縮小排查方位，找到故障點(diǎn)進(jìn)行排除。②降下受電弓，取出電鑰匙。工作人員用萬用表對互感器次邊繞組[2a，2n]進(jìn)行電壓測量，正常情況下測量的數(shù)據(jù)應(yīng)為0.14 V，然后繼續(xù)甩掉次邊負(fù)載，進(jìn)行電壓測量，如果AC測量值小于17～20 V，則可以判斷是高壓電壓互感器開路。

4 結(jié)語

在HXD1型機(jī)車日常維護(hù)和檢測中，車頂高壓絕緣設(shè)備的檢測是車輛維修檢測的重中之重。絕緣性能降低，會(huì)對機(jī)車及電網(wǎng)造成損害，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生安全事故。所以在日常的檢測維修中，要根據(jù)檢測系統(tǒng)的報(bào)警情況，認(rèn)真逐級對機(jī)車高壓設(shè)備進(jìn)行檢修排查，找出事故的成因，進(jìn)行排除。通過對高壓設(shè)備及絕緣檢測系統(tǒng)運(yùn)行原理及常見故障的分析，能夠極大程度地提高故障排查效率，為車輛的安全使用提供保障。