HXD1型机车限鸣控制系统原理及典型故障分析

HXD1型机车限鸣控制系统原理及典型故
障分析
摘要：HXD1型电力机车是大功率交流传动9600kW八轴货运电力机车，其限
鸣控制系统由限鸣控制器、电笛、辅照灯构成，本文意在阐述HXD1型电力机车
限鸣控制系统的电气控制原理，结合出现的典型故障通过电气控制原理进行分析，查找故障原因，提出解决办法并最终实现稳定的限鸣控制。

关键词：HXD1型机车；限鸣控制系统；电气控制原理分析；解决方法。

作者简介：龙真金(1986-)，男，大学专科，高级技师，从事电力机车电气
调试工作。

1引言
HXD1型电力机车是大功率交流传动9600kW货运电力机车，由2节4轴机车
固定重联组成，单轴功率1200kW。

该型机车在设计时考虑了机车在通过城市区域时减少噪音的措施，满足当前
全国诸多城市机车在通过城区时禁止鸣风笛的要求，采用限鸣控制系统实现了鸣
低音电笛，其辅照灯采用闪烁功能提醒铁轨上的行人或行车进行避让，降低了噪
音对环境和人们日常生活的影响。

2限鸣控制系统电气控制原理分析
2.1 限鸣控制系统的限鸣控制器原理[1]。

限鸣控制系统是利用开关电源，以功率放大器和稳压电源为核心，通过线缆
连接后作为辅照灯和电笛的电源。

它具有工作效率高，体积小，电源电流输出调
整方便，自我保护功能完善等优点，被广泛应用在和谐型电力机车上。

但它也有
不足的地方，如控制电路相对复杂，需要掌握的电子电路的知识面要广，这就要
求操作人员要有较高的技术水平。

限鸣控制器电源功能有三个方面：a.可以将机
车DC110V电源转换为DC24V稳压电源。

b.控制DC24V稳压电源的开通和关断，
以供给辅照灯闪烁电源。

c.为机车电笛供给功率驱动信号。

2.2 限鸣控制系统的辅照灯控制原理如图1、图2所示。

2.2.1 本节机车辅照灯闪烁控制
将单极断路器（头灯照明）=51-F02闭合，将辅照灯扳键开关=51-S06打
“闪烁”位实现辅照灯闪烁控制。

电气工作原理如下所述：
如图1，DC110V+→=51-F02（单极断路器）→=51-S06（辅照灯控制扳键开关）12（+）→=51-S06(11)→=91-X111.01：4(扳键接插件)→=91-X111.11：L4(中柜
56芯11号接插件)→=92-X143.37:75（低压柜37端子排）→=51-K03继电器线
圈→DC110V-。

由此，本节机车的=51-K03中间继电器得电吸合，其常开触点变成常闭控制。

如图2，闭合=51-F02，限鸣控制器工作输入电源DC110V得电， DC24V从限
鸣控制器接插件的3点输出→=92-X143.57：73（低压柜57端子排）→=51-K03
的13、23点→=51-K03的14、24点（常开变常闭）→限鸣控制器的7点（D1）
→限鸣控制器的8点（S1）脉冲DC24V输出→=92-X143.57：74（低压柜57端子排）→司机室左右辅照灯接插件→辅照灯→辅照灯接插件→=92-X143.57：76
（低压柜57端子排）→限鸣控制器的4点DC24V-；这样就实现了本节机车的辅
照灯闪烁功能。

2.2.2 本节机车辅照灯照明控制
将单极断路器=51-F02闭合，将辅照灯扳键开关=51-S06打“前”位实现本
节机车辅照灯照明控制。

电气工作原理如下所述：
如图1，DC110V+→=51-F02（单极断路器）→=51-S06（辅照灯控制扳键开关）22（+）→=51-S06(21)→=91-X111.01：5(扳键接插件)→=91-X111.11：H4(中柜
56芯11号接插件)→=92-X143.37:74（低压柜37端子排）→=51-K02继电器线
圈→DC110V-。

由此，本节机车的=51-K02中间继电器得电吸合，其常开触点变成常闭控制。

图1 限鸣控制辅照灯控制继电器工作原理图2 限鸣控制系统辅照灯控制原
理
如图2，闭合=51-F02，限鸣控制器工作输入电源DC110V得电， DC24V从限
鸣控制器接插件的3点输出→=92-X143.57：73（低压柜57端子排）→=51-K02
的13、23点→=51-K02的14、24点（常开变常闭）→=92-X143.57：74（低压柜57端子排）→司机室左右辅照灯接插件→辅照灯→辅照灯接插件→=92-X143.57：76（低压柜57端子排）→限鸣控制器的4点DC24V-；这样就实现了本节机车的
辅照灯照明功能。

2.2.3 它节机车辅照灯照明控制
将单极断路器（头灯照明）=51-F02闭合，将辅照灯扳键开关=51-S06打“后”位实现本节机车辅照灯照明控制。

电气工作原理如下所述：
如图1，本节机车DC110V+→=51-F02（单极断路器）→=51-S06（辅照灯控
制扳键开关）32（+）→=51-S06(31)→=91-X111.01：6(扳键接插件)→=51-A01-
V01（二极管）→=91-X111.21：K1（操纵台中柜56芯21号接插件）→=92-
X158.01：62（端子柜端子排）→=91-X171.13：C4（内重联13号插座），通过内重联线→它节机车：=91-X171.13：C3（内重联13号插座）。

它节机车：=91-X171.13：C3→=92-X158.01：61（端子柜端子排）→=91-
X111.21：M1（操纵台中柜56芯21号接插件）→=51-A01-V02（二极管）→=91-X111.11：H4(中柜56芯11号接插件)→=92-X143.37:74（低压柜37端子排）→它节机车的=51-K02继电器线圈→DC110V-(它车)→=91-X171.14：C1（内重联14号接插件），通过内重联14号电缆→本节机车DC110V-。

由此，它节机车的=51-K02中间继电器得电吸合，其常开触点变成常闭控制。

如图2，它节机车闭合=51-F02，限鸣控制器工作输入电源DC110V得电，DC24V从限鸣控制器接插件的3点输出→=92-X143.57：73（低压柜57端子排）→=51-K02的13、23点→=51-K02的14、24点（常开变常闭）→=92-X143.57：74（低压柜57端子排）→司机室左右辅照灯接插件→辅照灯→辅照灯接插件
→=92-X143.57：76（低压柜57端子排）→限鸣控制器的4点DC24V-；这样就实现了它节机车的辅照灯照明功能。

综上，辅照灯的关闭及全亮功能正常实现。

2.3 限鸣控制系统的电笛鸣响控制
闭合=28-F07（鸣笛单极断路器），按压=74-S185（司机台电笛按钮），实现电笛鸣响控制。

具体电流流向如下所述。

如图3，DC110V+→=28-F07→=74-S185→=91-X111.11：D4（操纵台中柜56芯11号接插件）→=92-X143.37：73（低压柜37端子排）→=74-K11线圈（中间继电器）→DC110V-。

由此，=74-K11中间继电器得电吸合，其常开触点变成常闭控制。

限鸣控制器的A、B点，其接插件的11、12点输出DC24V，通过中间继电器=74-K11的吸合，使=51-B01电笛回路接通，实现电笛的鸣响。

图3 限鸣控制系统电笛控制原理图4 限鸣控制辅照灯控制继电器改进工作
原理
3限鸣控制系统的故障分析及解决办法
3.1故障1
3.1.1 故障情况及原因分析
HXD1型电力机车在段运用期间，出现低压电器柜柜门上=51-F02（头灯单极
断路器）在限鸣控制系统启动瞬间断开的故障。

经查=51-F02（头灯单极断路器）的整定值为6A，而此单极断路器控制的电路包括前照灯的照明电路及其限鸣控制
器输入电源。

分析限鸣控制器的电源模块的技术参数，输入电压为DC77-117.5V，输出电
压范围为DC24V±2V，最大输出电流为8.4A，最大输出功率为200W；光闪控制模
块的技术参数，输入电压为DC110V，输出电压范围为DC24V±2V，功率为240W；
电笛功放模块的技术参数，输出最大功率110W。

在启动瞬间，各模块全功率运行
并伴有启动电流冲击，限鸣控制系统的启动电流≥5.5A。

分析前照灯的技术参数，工作电压DC110V，额定电流1.4A。

因此在此并联回路中的总电流等于限鸣控制系统的启动电流5.5A与前照灯的工作电流1.4A之和，并联干路的总电流为6.9A，大于了=51-F02（关灯单极断路器）的整定值6A，引起单极断路器过流断开。

经过上述理论分析后，我们在现场串联直流电流表进行了实测，其启动电流最大达到了6.9A，这样=51-F02单极断路器会在限鸣控制系统启动瞬间因为过流而断开。

3.1.2 制订解决措施
将单极断路器=51-F02（整定值6A）更改为整定值为8A的断路器。

经过试验验证及运用考核，问题得以解决。

3.2故障2
3.2.1 故障情况及原因分析
3.2.1.1 故障情况
在它车上操作辅照灯扳键开关置“后”或“全”位，同时本车上人为操作辅照灯扳键开关置“前”或“全”位，这时候它车的控制用电会串至本车辅照灯扳键开关之前，起动本车扳键开关之前的其他负载，发生串电故障。

同理，在本车上操作辅照灯扳键开关置“后”或“全”位，同时它车上人为操作辅照灯扳键开关置“前”或“全”位，这时候本车的控制用电会串至它车辅照灯扳键开关之前，起动它车辅照灯扳键开关之前，起动它车辅照灯扳键开关之前的其它负载，发生串电故障。

3.2.1.2 原因分析
分析上述其中之一情况，当本车操作辅照灯扳键开关置“后”位，如图1，电路流向正电源分析为：本车蓄电池DC110V+→单极断路器=51-F02→扳键开关=51-S06：32(+)→扳键开关=51-S06：31→扳键插座=91-X111.01B：6→扳键插头=91-X111.01A：6→司机室端子排上的二极管=51-A01-V01→中柜21号接插件
=91-X111.21：K1→端子柜内端子排=92-X158.01：62→内重联接插件=91-
X171.13：C4；
通过内重联线后的正常工作电路：本车内重联接插件=91-X171.13：C4→它
车内重联接插件=91-X171.13：C3→它车端子柜内端子排=92-X158.01：61→它车
中柜21号接插件=91-X111.21：M1→它车司机室端子排上的二极管=51-A01-
V02→它车中柜11号接插件=91-X111.11：H4→它车低压电器柜端子排=91-
X143.37：74→它车控制辅照灯继电器=51-K02线圈A1+得电。

若在上述本车操作辅照灯扳键开关置“后”位时，人为在它车同时操作辅照
灯扳键开关置“前”位，通过内重联线后发生串电电路为：本车内重联接插件
=91-X171.13：C4→它车内重联接插件=91-X171.13：C3→它车端子柜内端子排
=92-X158.01：61→它车中柜21号接插件=91-X111.21：M1→它车司机室端子排
上的二极管=51-A01-V02→它车扳键插头=91-X111.01A：5→它车扳键插座=91-
X111.01B：5→它车辅照灯扳键开关=51-S06：21→它车辅照灯扳键开关=51-S06：22(+)，串至它车辅照灯扳键开关之前的其它负载。

3.2.2 制订解决措施
改变辅照灯继电器控制电气原理，在每节机车辅照灯扳键开关的21点至
=51-A01-V02之间的电路增加二极管=51-A01-V10防止逆流产生，彻底解决串电
故障。

更改后的电气原理图如图4所示。

4结束语
HXD1型电力机车的限鸣控制器是国产部件，在运用初期出现了典型故障，我
们通过对电气原理进行分析后制订了应对措施使问题得到了解决，使其能够常期
稳定工作，保障了机车的正常运用。

参考文献：
[1]李晓春.毛业军.廖洪涛，HXD1型大功率交流电力机车电传动系统[J] 电
力机车与城轨车辆，2007（1）。