HXD1型大功率交流电力机车蓄电池接地故障

HXD1型大功率交流电力机车蓄电池接地故障金学田（中国南车洛阳机车有限公司 售后服务部 河南 洛阳）摘要：针对HXD1型大功率交流电力机车在使用运行中经常会出现的蓄电池接地故障，本文着重阐述机车蓄电池接地检测的原理，极性的判断方法以及此类故障的处理思路和办法。关键词：110V接地检测继电器、蓄电池接地、绝缘强度Summary：For HXD1 high-power AC electric locomotive in operation would often use a battery ground fault, this paper focuses on the principle of motorcycle battery ground fault detection, polarity determination method, and the processing of such failure ideas and methods.Keyword：110V ground detection relay, Battery Ground, dielectric strength一、 概述HXD1型大功率交流电力机车在使用运行中经常会出现110V接地检测故障，又称蓄电池接地故障，服务现场绝大部分蓄电池接地故障为控制电路接地故障，故障的检测主要通过自动监控系统（110V接地检测继电器）和手动绝缘检查系统（蓄电池表和接地故障测试表）两个检测系统来实现的。如果机车出现蓄电池接地故障，检测系统会通过CCU把故障信息传输到微机显示屏。蓄电池接地故障一部分是由于接地检测系统本身误动作造成的，一部分则是由于线路和元器件绝缘性能打不到标准造成的。二、 蓄电池故障的检测、正负极的判定及处理办法1、机车出现蓄电池接地故障后，司机给电钥匙，接地检测装置通过检测在控制电路中的一系列串并联电阻的电压来推断电路正极对地绝缘电阻和负极对地绝缘电阻，通过接地检测系统，当对地绝缘电阻小于一定值时，检测装置会输出一个高电平信号到SKS1，然后通过SKS1反馈到CCU，通过CCU传输到微机显示屏上，从而使微机显示屏上显示出接地故障。手动绝缘检测系统是通过对司机室后墙柜面板上的蓄电池电路接地故障测试开关的操作来判定接地故障的，当测试开关打到“+”时是判定机车是否负极接地，当测试开关打到“-”时是判定机车是否正极接地。而是否接地则是通过接地故障测试表来判断的，当转动测试开关时，如果测试表的指针没有出红色区域就说明机车出现了蓄电池接地故障。2、蓄电池接地电气原理图如下图所示：图1：蓄电池接地故障检测电路图图2：110V接地检测继电器检测蓄电池接地故障电路图通过电路图分析：手动绝缘检测系统是通过转换开关=32-S02的4个连锁控制的，当开关=32-S02打到中间位时，连锁点（13、14）、（33、34）处于断开状态，连锁点（41、42）、（21、22）、（51、52）、（71、72）、（61、62）、（81、82）均处于闭合状态，蓄电池接地故障检测表和电压表=32-P01检测显示蓄电池两端的电压。在这种状态下，接触器=32-K12闭合，L1、L2采集电压信号，110V接地检测继电器=32-F15由A1、A2点供电，通过采集电压与参考电压的比较来检测机车是否存在接地，如果接地检测继电器显示“OL”，那么证明无接地故障，反之说明机车有蓄电池接地故障或绝缘性能低故障。当开关=32-S02打到“+”时，连锁点（13、14）、（21、22）、（61、62）、（81、82）处于闭合状态，连锁点（41、42）、（33、34）、（51、52）、（71、72）处于断开状态，在这样的情况下，接地检测继电器=32-F15的采集电压电路完全断开，原蓄电池两侧电压检测电路断开，此时-110V、连锁点（21、22）、=32-P01、连锁点（13、14）、大地组成一个回路，机车通过蓄电池接地故障检测表和电压表的指针显示来判断机车是否存在负极接地故障，如果机车存在机车蓄电池负极接地故障，通过=32-P01的检测，=32-P01的指针趋于“0”，当机车无蓄电池接地故障，=32-P01的指针趋于“”；当=32-S02打到“-”时，连锁点（41、42）、（33、34）、（51、52）、（71、72）处于闭合状态，连锁点（13、14）、（21、22）、（61、62）、（81、82）处于断开状态，在这样的情况下，接地检测继电器=32-F15的采集电压电路完全断开，原蓄电池两侧电压检测电路也处于断开状态，此时110V、连锁点（41、42）、=32-P01、连锁点（33、34）、大地组成一个回路，机车通过蓄电池接地故障检测表和电压表的指针显示来判断机车是否存在正极接地故障，如果机车存在机车蓄电池正极接地故障，通过=32-P01的检测，=32-P01的指针趋于“0”，当机车无蓄电池接地故障，=32-P01的指针趋于“”。3、技术人员上车后，先确认故障现象，如果扳动蓄电池电路接地故障测试开关，蓄电池接地测试表显示正常，而故障显示屏上显示出蓄电池接地故障，打开司机室后墙柜面板，检查110V接地检测继电器的工作状态，此类故障一般是由于110V接地检测继电器本身故障造成的，更换处理即可。如果技术人员上车后扳动接地故障检测开关发现接地故障测试表显示接地，此类故障处理的一般步骤为：先把重联插头=91-X171.13和=91-X171.14拆除，判断出出现蓄电池接地故障是哪一节机车；扳动接地故障测试开关确认是正极接地还是负极接地，如果是正极接地我们采取方法的是断开机械间低压柜面板上和司机室后墙柜面板上的110V电路脱口开关来确定故障电路的范围，当断开某一个脱口开关后故障消除，则证明此条控制回路出现接地故障，回路的绝缘强度不能达到技术要求，然后从该控制电路的负载甩起，节点与节点之间的线路一段一段的排除，最终锁定具体的故障点，最后解决故障，恢复机车的运用。自动开关本身绝缘性能低也能导致此类故障的发生；如果负极接地我们会甩机械间低压柜和司机室后墙柜的负线端子排，当甩掉某个负线端子时故障消失，根据电路图找出该负线所在的控制电路及负载，通过测量排除锁定具体故障点，从而解决故障。有的时候蓄电池接地故障不是由于单一某个控制电路绝缘低造成的，而是由多个控制电路绝缘性能低造成的。机械间设备负极司机室设备正极微机显示屏故障车节判断正极接地负极接地结束机械间设备脱口开关否是极性的判断司机室设备脱口开关结束否是机械间低压柜端子排司机室端子排机械间设备正极机械间设备负极图3：HXD1型电力机车蓄电池接地故障处理流程表三、 实例2013年4月26日，HXD10215出现110V蓄电池接地故障，技术人员上车拆=91-X171.13和=91-X171.14重联插头，确认是B节发生蓄电池接地故障，极性为正极接地。断开机械间低压柜和司机室后墙柜面板上的脱口开关，当断开CCU1的110V电源开关=22-F01后故障消除，从而判断出故障回路。如下图所示，首先甩开自动开关=22-F01的3点和4点，判断是否是自动开关本身引起的接地故障，如果不是，接上4点后无故障，接上3点后故障再次出现，确认故障电路；依次甩开CCU1电源插头、=92-X143.02端子排上的224点、=91-X143.21端子排上的1点和2点、开关=22-S13的5点和6点、=92-X143.02端子排上的223点、接触器=32-K11上的23点和24点、=92-X143.02端子排上的225点。当甩开=92-X143.02端子排上的223点时故障消除，从而确认为导线220721.02绝缘性能低造成的此次接地故障，需要重新布线才能解决该故障。 图4：CCU 110V电源控制电路电路图四、 其他蓄电池接地故障1、蓄电池组设备本身接地：当机车出现蓄电池接地故障，采用以上常规办法无法找到故障原因时，一般技术人员会采取断开蓄电池闸刀，测量蓄电池闸刀上的电压，如果V80v的时候，一般判定为蓄电池本身接地故障，仔细检查本节车的蓄电池组，最终排除故障。2、充电机模块内部接地：当机车在升起受电弓前无故障，高压试验升起受电弓、闭合主断后出现蓄电池正极接地故障，根据现场处理经验，此类故障一般为充电机模块内部接地造成的，处理办法为