HXD3型機車主斷路器控制回路分析

潘勇 武紅健

摘要：闡述了HXD3C、D型電力機車主斷路器控制回路原理，分析了故障發生的原因，提出檢查及處理故障的方法。

關鍵詞：HXD3C、D型電力機車;主斷路控制電路;控制電路改進;信號隔離電路。

一、研究背景

HXD3C、D型機車微機系統是由日本東芝公司提供，目前仍然處于技術封鎖狀態，已嚴重干擾到各級站段對機車故障的分析、查找。通過對主斷路器控制回路的研究、分析，能夠有效提供HXD3C、D型機車主斷路器控制回路故障的處置能力。

二、主斷路器控制回路原理分析

（一）合主斷控制原理

升弓合主斷扳鈕，扳鈕聯鎖Ⅰ/Ⅱ端516/616電源瞬間送微機柜，微機合自持中間繼電器VCBONA吸合，常開聯鎖閉合，110V電源355線經繼電器盤8個保護中間繼電器（受電弓壓力1故障中繼EMPAN1、受電弓壓力2故障中繼EMPAN2、CI1—3故障中繼VTC1、APV1故障中繼VTC2A、CI4—6故障中繼VTC3、APV2故障中繼VTC4A、微機合自持中間繼電器VCBONA、微機禁分故障中繼VCBOFF）聯鎖串聯至TCMS主機背板控制后送到TCMS主機CPU，CPU接收到合閘命令后，輸出控制微機繼電器盤主斷接觸器VCBON線圈，VCBON接觸器吸合，聯鎖1—6接通送至CPU，CPU輸出主斷線圈控制電源453#線電，經外部控制電路常閉觸點Ⅰ端SA103緊急按鈕、Ⅱ端SA104按鈕，QF1主斷線圈得電，主斷QF1合上。

但合主斷需滿足前提條件是：延邊過流繼電器KC1（435）、半自動過分相SB67/68（聯鎖623）、半自動過分相SB67/68（聯鎖523/623）、庫內試驗開關SA75（聯鎖434）、主變溫度KP52（聯鎖438）、主變壓力KP62（聯鎖441）、主變溫度KP52（438線）未動作，相關線號為低電平，接地開關QS10（425線）打至正常位為長期得電處于高電平。

（二）分主斷原理

正常分主斷，合分主斷扳鈕，聯鎖Ⅰ/Ⅱ端517/617電源瞬間送微機柜，VCBOFF（微機禁分故障中繼）得電，常閉聯鎖斷開，QF1主斷線圈失電，主斷QF1斷開。外部保護跳主斷：①延邊過流繼電器KC1動作（435線）有電;②速度大于5km/h，按下半自動過分相SB67/68（聯鎖523/623線）有電;③庫內試驗開關SA75（聯鎖434線）誤輸出;④主變溫度KP52動作（聯鎖438線導通）有電;⑤主變壓力KP62動作（聯鎖441導通）有電;⑥接地開關QS10正常位，聯鎖425線虛接不良瞬間失電為低電平。以上均造成VCBOFF（微機禁分故障中繼）得電，常閉聯鎖斷開，QF1主斷線圈失電，主斷QF1斷開。還有是Ⅰ/Ⅱ端緊急按鈕SA103/SA104聯鎖虛接，造成跳主斷或合不了主斷，它不受微機柜直接控制。微機控制相關保護動作：受電弓壓力1故障中繼EMPAN1、受電弓壓力2故障中繼EMPAN2、CI1—3故障中繼VTC1、APV1故障中繼VTC2A、CI4—6故障中繼VTC3、APV2故障中繼VTC4A、微機合自持中間繼電器VCBONA、微機禁分故障中繼VCBOFF導致串聯聯鎖回路中斷失電，其次為串聯聯鎖接點虛接不良所致。均可造成跳主斷或合不上主斷。如下圖所示。

主斷路器合閘原理圖

三、分、合主斷控制流程

（一）合主斷控制電路流程

110V電源355#線→EMPAN1（受電弓壓力1故障中繼）常閉聯鎖→EMPAN2（受電弓壓力2故障中繼）常閉聯鎖→VTC2（APV1故障中繼）常閉聯鎖→VTC1（CI1—3故障中繼）常閉聯鎖→VTC2（APV1故障中繼）常閉聯鎖→VTC3（CI4—6故障中繼）常閉聯鎖→VTC4A（APV2故障中繼）常閉聯鎖→L6→VCBONA（微機合故障中繼）常開聯鎖→VCBOFF（微機禁分故障中繼）常閉聯鎖→L8→CNA—B1（TCMS主機背板）→CPV。VCBONR→CNA—A2（TCMS主機背板）→CPV→滿足TCMS內部邏輯VCBONA輸入高電平，完成輸入355電源，輸出453主斷合上。

（二）分主斷控制電路流程

主斷路器分斷信號：當使用全自動過分相，檢測到強迫498#信號、預告499#信號輸出高電平;接地開關QS10聯鎖425#失電變低電平;半自動過分相按鈕信號523#線得電;分主斷扳鈕信號517#或617#線瞬間得電。

通過TCMS檢測得到信號時，VCBONA（微機合故障中繼）失電，常開聯鎖斷開，切斷→VCBOFF（微機禁分故障中繼）常閉聯鎖→L8→CNA—B1（TCMS主機背板）→CPV→VCBONR→CNA—A2（TCMS主機背板）→CPV→滿足TCMS內部邏輯VCBONA輸入低電平，輸出453失電，主斷斷開。

四、機車保護試驗

（一）U—RY繼電器保護試驗

（1）對繼電器EMPAN1拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（2）對繼電器EMPAN2拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（3）對繼電器VTC1拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（4）對繼電器VTC2A拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（5）對繼電器VTC3拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（6）對繼電器VTC4A拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（7）對繼電器VCBONA拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（8）對繼電器VCBOFF拔出試驗，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄，重插繼電器不能自動合主斷，需重合合閘扳鈕主斷合上。

（9）對繼電器VCBON22點接線甩出主斷分斷無反應接觸器VCBON仍吸合，分主斷合主斷正常。

（10）甩除VCBON1點（接線VCBONC×2）合主斷無反應，接觸器為吸合。分主斷正常。

（二）機車保護信號試驗

（1）原邊過流KC1試驗：對435線短接110V，跳主斷，TCMS故障顯示屏記錄“主變壓器過流”。

（2）關閉自動過分相試驗，走車大于5km/h跳主斷無顯示。

（3）庫內試驗開關SA75大試驗位，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄。

（4）接地開關QS10425輸出為高電平，失電為低電平，跳主斷無顯示，TCMS故障顯示屏無記錄。

（5）主變壓器溫度KP62對438線短接110V，跳主斷，有顯示記錄“主變壓溫度高”。

（6）主變壓力KP62對441接線短接110V，跳主斷，有顯示記錄“主變壓力過高”。

（7）高壓對QA1斷開，顯示（網壓欠壓，牽引封鎖），跳主斷。

（8）微機柜輸出453線至主斷路器455外部回路線，斷453或455線，主斷路器斷開，重合閘合不上，將454或455線重新連接上，主斷自然合上。

五、主斷路器控制回路故障查找方案

（一）動態試驗查找

（1）高壓試驗合上主斷，對微機柜各插接頭座線束輕微搖晃、敲擊震動相關插接頭座試驗確認有無跳主斷無顯示現象。

（2）對Ⅰ、Ⅱ端端子柜相關各插頭座線束輕微搖晃、敲擊震動相關插接頭座試驗確認有無跳主斷無顯示現象。

（3）如試驗出跳主斷對動作的插頭座做好標記，及時對TCMS故障顯示屏信息狀態輸入輸出信號拍照便于分析研究。

（4）如試驗不出，采用低壓試驗合主斷，分別對繼電器盤U—RY插接繼電器甩出試驗，確認跳主斷及故障記錄拍照。

（5）低壓試驗對輸入微機柜各保護信號模擬試驗：KC1（435）、半自動過分相SB67/68（623）、庫內試驗開關SA75（434）、接地開關QS10（425）、主變溫度KP52（438）、主變壓力KP62（441），確認有無跳主斷及TCMS故障記錄。

（二）靜態檢查查找

（1）分別對Ⅰ、Ⅱ端（斷電給鑰匙）對扳鍵箱分合閘聯鎖檢測，合時對分扳鈕聯鎖檢測，分聯鎖是否存在接通現象。

（2）對合閘回路相關插頭座解體檢查：針與線壓接是否有虛松短脫現象、線與線之間有無毛刺、各插針有無退針現象（嚴格按插頭措施檢查）。

（3）繼電器盤U—RY：P110V電源355#線（CN2—16、17）→EMPAN1（受電弓壓力1故障中繼）常閉聯鎖（CN2—6）→EMPAN2（受電弓壓力2故障中繼）常閉聯鎖（CN2—7）→VTC1（CI 1—3故障中繼）常閉聯鎖（CN2—35）→VTC2A（APV1故障中繼）常閉聯鎖→VTC3（CI 4—6故障中繼）常閉聯鎖→VTC4A（APV2故障中繼）常閉聯鎖→L6→VCBONA（微機合故障中繼）常開聯鎖→VCBOFF（微機禁分故障中繼）常閉聯鎖→L8→CN1—B1（TCMS主機背板INF122）→TCMS主機背板INF122（CN1—A2）→VCBONR（CPU）。P110→VCBON接觸器聯鎖：21—22點常閉聯鎖（VCBONRB→CN2（34）VCBON—3、4芯）—6點常開聯鎖（CN3→1、2芯）VCBONR（CN1—3）→VCBON接觸器線圈→L32（CNA—B2）VCBONA微機合繼電器線圈→L32（CNA—B2）繼電器盤U—RY：控制TCMS輸出453，故障顯示屏453#線由灰色變綠色，453#線→SA103按鈕454#線→SA104按鈕455#線→QF1主斷合上。

（三）外部布線檢查

（1）根據合主斷控制原理：453（CN3—1、2芯）→端子柜XP810（13）→端子柜XS803（8）→操作臺SA103緊急按鈕常閉聯鎖→454（XS810—14）→454XS910（13）→操作臺SA104緊急按鈕常閉聯鎖455→XS910（14）→XS901（33）→455高壓電器柜XP101（14）→主斷插頭455。

（2）XP101—455XP603（14）—Ⅰ、Ⅱ端子柜端子455—XS701（9芯454、10芯455）。

（3）解體相關插頭座：微機柜：URY（CN1、CN2、CN3）;背板：INF1、INF2.;外部：810、803、910、901、603、701、101、Ⅰ、Ⅱ端模塊顯示屏連接插頭。

六、結論

通過對主斷路器原理及故障現象的了解和解剖，有效提高了技術人員對機車主斷路器故障的查找能力，能夠有效的判別出機車的性能是否良好，防止機車帶病出庫，提高鐵路運輸生產率，使之更好的為鐵路運輸服務。