SS9型电力机车自动过分相主断路器频繁分合故障的分析及解决方案.doc

SS9型电力机车自动过分相主断路器频繁分合故障的分析及解决方案 导读：龙源期刊网 SS9 型电力机车自动过分相主断路器频繁分 合故障的分析及解决方案作者：李显川 来源：中国科技博览2015 年第 09 期摘 要沈阳机务段 SS9 型电力机车近年低压断路器的作用,结构及工作原理龙源期刊网 SS9 型电力机车自动过分相主断路器频繁分 合故障的分析及解决方案作者：李显川 来源：中国科技博览2015 年第 09 期摘 要沈阳机务段 SS9 型电力机车近年来多台次发生主断频繁分合故障，极大地影响了机 车正常运行，给列车运行带来了安全隐患。本文将这一故障实例进行了有理有据的分析，并提 出解决方案且予以实施，达到了较为了理想的效果，使得这一故障现象基本得到了有效的解 决。关键词SS9 型电力机车； 自动过分相；主断路器；频繁分合；故障分析；解决方案中图分类号：U264.911 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0013-011 引言1.1 问题的提出沈阳铁路局使用的 SS9 型电力机车，自 2012 年 1 月份以来已有 30 余台机车在自动过分相 后，出现了原边过流指示灯亮，并且主断频繁分合的故障现象。监控记录显示 2 秒钟内反复分 合 10 次以上，而故障的机车到段后均未查找到故障点与故障件。1.2 故障的危害SS9 型电力机车自动过分相主断频繁分合故障对机车的危害是很大的，主断在很短时间内 的频繁的合断，主断路器容易产生损伤，同时，由于主断路器这种频繁的合断，也有可能引起 其它不可预知的后果，危及机车的行车安全，因此这个故障必须要得到有效的解决。2 故障原因分析发生问题后，沈阳机务段与南车洛阳机车有限公司及北车太原轨道交通设备有限公司共同 对各 SS9 机车进行了多次添乘跟踪，查找故障原因，经多次分析最后得出同一结论，即机车自 动过分相后自动合主断时原边过流继电器 101KC 动作，为保护性跳主断，但微机柜自动合主 断信号依然存在，导致双线圈真空主断反复分合，2 秒钟内可反复分合 10 余次。通过对机车 原边过流继电器 101KC 进行相应检测，其动作值基本符合原设计整定参数要求，更换新品后 依然发生此故障。故可确认为机车自动过分相后自动合主断时短时间内主变原边的励磁涌流大 于 101KC 动作值，使其动作，发生此故障。龙源期刊网 为了从更深层次查找故障原因，2012 年 9 月 9 日至 9 月 10 日在沈阳机务段的倡导组织 下，由南车株洲电力机车有限公司，南车株洲时代电气有限公司，南车株洲电机有限公司，南 车洛阳机车有限公司，北车太原轨道交通装备有限公司，株洲田龙铁道电气有限公司，沈阳机 务段技术科共同对此励磁涌流进行分析与现场模拟测定并形成相关会议纪要（见附件）。模拟 测定过程及结果如下：在 SS9-0024 机车原边电流互感器回路窜入 0.5 欧姆 50W 电阻，用示波 器测量电阻两端交流电压，测得峰值电压为 12V，峰值电流 24A.推算到主断分合瞬间原边电 流峰值可达 1440A，此一大电流持续时间达到 0.15 秒（照片如下图，测试示波器是在 100ms/ 格和 5V/格的条件下）从测试中可以看到，主变通电瞬间的励磁涌流现象是客观存在的，而且 是其固有特性之一，电流值大小及持续时间长短与通电瞬间相位角、变压器铁芯剩磁方向及大 小等均有较大关系。由于近几年和谐型交流传动机车及动车组的的大量投入运用，加之同一供 电臂下行车密度较大，造成接触网电压中高次谐波含量剧增，导致牵引接触网电压波形发生巨 大畸变，尤其交流车再生制动时还会使得网压局部升高，这些谐波电压及高网压在某些极端的 情况是有可能使主变压器励磁涌流出现谐波电流尖峰，甚至超过原边过流继电器 101KC 的动 作整定值造成原边过流保护信号输出并锁定（除非人工手动合主断解锁），主断保护性断开。 但微机柜发出的合主断信号依然存在，致使主断反复分合，致使机车无法正常运行（如图 1 所 示）。3 故障解决方案3.1 改用人工过分相避免故障的发生从以上的分析可以看出，故障的根源在于机车在自动过分相合主断后主变压器产生的涌流 造成的，而这种涌流现象是变压器自身的特性，无法避免。从图 1 的逻辑可以看出，如果是人 工合主断，由于 S11 信号断开，原边过流的逻辑是不成立的，因此也不会产生这种故障。如果 改用人工过分相合断主断是可以避免此类问题的发生。但是由于目前机车运行速度高，司机精神高度紧张，人工过分相无疑大大增压了司机的劳 动强度，同时又为安全运行埋下了隐患，因此这种方案是不可取的。3.2 对既有设备进行改造避免故障的发生3.2.1 对既有设备技术改造方案既然人工过分相不可取，那么只能在既有设备 LCU 上进行改进。从上述的故障原因分析中，既然合主断瞬间的涌流造成了 101KC 动作，可以在 LCU 中进 行有针对性的改进，当微