HXD3型机车主断路器控制电路分析及故障处理

HXD3型机车主断路器控制电路分析及故障处理
对HXD3机车主断路器控制电路进行分析，针对主断路器合不上、不明原因跳断提出故障查找的方法及应急处理的建议，HXD3型机车主断路器控制电路主要分为输入输出控制电路和TCMS控制电路。

标签：HXD3機车；主断路器；故障查找；应急处理
1 输入输出控制电路分析
输入输出控制电路包括主断扳键开关，紧急制动按钮。

TCMS接收到合闸信号516或616后，输出453信号，经I端和II紧急按钮SA103、SA104，驱动主断路器QF1，使主断路器合闸。

主断路器内两组常闭触头分别对应由539、639信号，向主变流柜内传输合闸信号。

当主断闭合后539、639信号失电，主变流器1、2，辅助变流器1、2启动准备工作完成。

若此组触头粘连，其逻辑关系不能正常翻转，则机车表现为主变流器和辅助变流器不启动，无故障提示，全车进级无流。

一组常开触头对应431信号，向TCMS反馈断路器状态。

当断路器断开，431信号失电；当闭合断路器，431信号得电。

若此逻辑不符，则会提示主断异常。

2 TCMS控制电路分析
TCMS控制电路主要由TCMS背板上各光耦继电器及位于TCMS柜中层的RY单元组成。

如图1所示：
当TCMSDO41端口经光耦继电器24V转换输出110V信号并持续2000ms，VCBON继电器得电吸合，并通过一组辅助触头接通DC110V电源使VCBON继电器自持，通过另一组辅助触头沟通355与453线路，输出110V驱动主断路器合闸线圈QF1。

VCBOFF为分闸继电器，当TCMS主机DO38端口输出110V信号，VCBOFF继电器线圈得电，其一组常闭辅助触头断开，切断VCBON自持电路的电源，VCBON继电器失电断开，其辅助触头切断355与453线路，QF1失电，主断路器分断。

VTC1、VTC2、VTC2A、VTC3、VTC4、VTC4A、EMPAN1、EMPAN2、APU1CO，APU2CO的辅助触头与VCBOFF辅助触头共同组成VCBON的自持电路。

VCT1-4、VCT2A、VCT4A、EMPAN1、EMPAN2任何一组继电器吸合，均会使主断路器失电分断。

APU1CO、APU2CO的作用是某一组APU故障隔离后，该组APU报接地不至跳主断。

以APU1故障隔离为例，VTC2吸合，VCT2A 吸合，APU1故障后跳主断，将APU1故障隔离后，TCMSDO39输出DC110v，APU1CO、APU2CO得电，VTC2A释放，主断路器可以正常闭合，当APU2也同时故障隔离时，VTC4吸合，VTC2A、VTC4A同时吸合，断开VCBON自持电路，主断路器跳断。

3 TCMS控制逻辑介绍
TCMSDO41端口输出11OV信号需满足以下条件：（1）扳键开关SB43或SB44置主断合位（信号516、616变绿）。

（2）司控器满足换向手柄与调速手柄均在零位（信号503、603、507、607变绿）。

（3）受电弓前弓或后弓升起（信号514或515变绿）。

（4）SA75在正常位或试验位，若在试验位则需受电弓未升起。

（5）原边电压大于17.5kV，QA1正常闭合。

（6）QS10及QS11均在正常位（信号425、432失电变黑）。

（7）主变流器CI信号至少有一个传输正常（信号580-582、680-682不全失电变黑），CI不传送SWGD指令到TCMS。

（8）真空主断路器断开信号431失电变黑。

（9）KP58闭合，辅助风压大于650kPa（信号470得电变绿）。

（10）自动过分相装置正常（信号497得电变绿，498、499失电变黑）。

（11）PDU1、PDU2工作正常（信号448、449失电变黑）。

（12）主回路库用闸刀QS3、4在正常位，否则会导致CI传送SWGD指令到TCMS。

TCMSDO38端口输出110V信号需满足任意以下条件之一：（1）KP52继电器动作（438线得电）。

（2）机车牵引状态下速度大于5km/h，紧急制动806线得电。

（3）I端或II端VCB开关关闭（517、617线得电变绿）。

（4）KC1继电器动作（435线得电）。

（5）CI1-6通讯正常，TCMS接收到SWGD二次接地指令。

（6）原边电压小于5kv。

（7）主断闭合状态下，不满足DO41输出的其他条件。

4 常见故障分析及应急处理
4.1 TCMS有提示，断路器合不上或跳断
此种情况可根据TCMS显示屏提示结合断路器合闸条件进行判定：提示主断气路压力低→检查总风压力→检查KP58压力继电器状态→在指导下处理355/470接线维持运用。

提示接地开关触点未闭合→检查接地开关状态→在指导下处理接地开关插头维持运用。

提示接触网网压低→确定弓网状态无异常→检查LV柜QA1状态。

4.2 TCMS无提示，断路器合不上或跳断
给主断扳键开关，主断不动作，调TCMS屏信号信息栏，发现355/453信号不变绿，则检查闭合主断路器的条件。

若355/453信号变绿2s后熄灭，VCBONRB信号绿色不变，初步判定VCBON 继电器不良。

将SA75置试验位，给主断合扳键开关后，观察VCBON是否动作并自持，若其不动作，说明VCBON故障；动作并自持说明VCBON辅助触头故障。

应急处理办法：在LV柜上断开QA41、QA42、QA45、QA46、QA47自动开关。

将KM20继电器与VCBON继电器互换，维持运行。

对故障VCBON继电器拆解，其辅助触头因表面氧化，覆上有害绝缘膜，致使接触阻值变大。

为此采取如下措施：结合季检年检，对VCBON进行拆解，检查各辅助触头状态，测量接触阻值不大于5欧姆。

反馈两年检厂家，要求机车两年检时对VCBON、VCBOFF继电器更新。

4.3 TCMS输出AQZ继电器故障
此故障发生在特定机车上，其故障现象为在满足合主断条件时，调TCMS 屏信号信息栏界面，发现355/453线不变绿，对TCMS柜解体检查发现其背板对应输出的一路AQZ继电器存在裂纹，更换后故障消除。

参考文献
[1]张曙光.HXD3型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2009.
[2]中国北车集团大连机车车辆有限公司.HXD3型交流传动电力机车检修手册[M].大连：中国北车集团大连机车车辆有限公司，2007.。