和諧1型電力機車油溫傳感器溫度范圍超限故障分析

張賽威 顧新東 鐘鴻杰

摘 ?要：隨著我國電氣化鐵路的不斷增加，和諧1型電力機車經過多年技術積累已經成為電氣化干線的主要牽引力量。和諧1型貨運機車為大功率交流傳動電力機車，被廣泛應用于各大重載貨運專線：大秦鐵路、浩吉鐵路、瓦日鐵路、唐呼鐵路等。因此，保障和諧1型電力機車安全平穩運行對于行車安全和運輸通道的暢通至關重要，本文將重點針對油溫傳感器溫度范圍超限故障產生機理進行深入分析提出切實可行的故障處置方法。

關鍵詞：電力機車、油溫傳感器、超限、分析。

1 故障概述

某和諧1型電力機車在庫內整備過程中，微機顯示屏報出“油溫傳感器2溫度范圍超限”故障，4s后該故障自動消除，故障發生后對機車進行各項試驗均正常，下載數據進行進一步分析。

2 油溫采集原理

和諧1型電力機車采用交-直-交電力傳動技術，牽引變壓器作為機車的關鍵部件用于把接觸網上取得的25kV高壓電變換為各種類型低壓電，以滿足機車上牽引電機和其它輔助電氣的工作需要，其采用油冷的方式進行循環冷卻。牽引變壓器上安裝兩個電阻溫度計，用來測量變壓器油箱內油溫的。電阻溫度計具有電 接點，與機車計算機檢測系統連接。計算機根據電阻溫度計檢測到的變壓器油溫來判斷變壓器的工作是否正常。

2.1 油溫采集鏈路及原理

由和諧1型電力機車油溫采集鏈路及原理示意圖可知，油溫由TCU進行采集，TCU通過模擬輸入插件APB對油溫傳感器提供恒流電源，并采集油溫傳感器PT100鉑電阻兩端電壓，經過模擬板內部的運算放大電路將采集電壓放大后，通過TCU背板將放大后的電壓傳輸至LCC插件的AD采樣芯片，LCC將AD采樣值通過AMS總線通信傳送至SMC，SMC將AD采樣值反算為電壓后，再根據模擬板的放大系數，反算出PT100鉑電阻的阻值，再根據PT100阻值與溫度對應關系，計算出實際溫度，并將該溫度值通過MVB送至CCU。

2.2 故障報出邏輯

當CCU檢測到油溫變化率5度/秒持續2秒（即CCU將實時讀取并循環比較 、 、 的油溫值，當 - 、 - 的絕對值均大于5度，CCU將認為油溫變化率大于5度/秒持續2秒），CCU將報出油溫傳感器溫度范圍超限。

3 故障時刻數據分析

機車回庫后，通過下載網絡數據（事件記錄）、TCU數據對故障時刻的工況和變壓器油溫變化進行分析。

3.1 網絡數據分析

通過網絡數據分析，故障時刻電力機車變壓器其他參數及功能均正常， “油溫傳感器2溫度范圍超限”故障在庫內進行整備過程中僅出現1次。

3.2 TCU數據分析

正常時刻，主變壓器油溫穩定，油溫在1-2℃波動，故障時刻TCU2采集的主變壓器油溫存在突變，從30℃變為35℃，之后又恢復為30℃，導致滿足了CCU故障判斷邏輯，報出了該故障。

4 故障原因分析

針對“油溫傳感器2溫度范圍超限”故障出現的原因的研究主要針對油溫數據信號傳遞路徑進行研究，可能出現的原因有以下3種。

4.1 變壓器本身油溫變化

變壓器油為PT100傳感器監測的源頭，由于和諧1型電力機車配置兩個PT100傳感器對油溫信號進行監測，因此，若變壓器油溫突變，兩路采集信號會同時進行變化，達到故障觸發條件后，報出該故障。

4.2 油溫傳感器本身故障

油溫采集所使用的PT100溫度傳感器是一種將溫度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。主要用于工業過程溫度參數的測量和控制。PT100溫度傳感器是鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變，因此若傳感器內部本身故障會導致信號突變，達到故障觸發條件后，報出該故障。

4.3 傳輸線路受到外部干擾造成故障

該情況與機車的運行環境和自身的電磁兼容有很大關系，若在PT100溫度傳感器至牽引變流器之間的信號傳輸線路上存在干擾，也會造成傳輸數據失真，達到故障觸發條件后，報出故障。

5 總結

本文通過對和諧1型電力機車“油溫傳感器2溫度范圍超限”故障選取典型案例進行數據和故障邏輯分析，梳理了可能出現故障的原因，為現場故障處理提供了思路，當現場出現該故障時可通過該思路逐步進行排查，鎖定故障發生的真實原因進行處理。

參考文獻

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