HXD1受电弓

HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理课题名称:HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二级学院铁道牵引与动力学院班级学生姓名指导老师完成日期2014届毕业设计任务书一、课题名称:HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二、指导教师:XX三、设计内容与要求1、课题概述随着轨道交通装备的飞速发展，交传电力机车已普遍应用于我国铁路运输，其中HXD1型电力机车使用广泛，电力机车乘务员和检修人员必须熟练掌握其电气原理和故障分析判断的方法，本课题主要针对铁道司乘、检修方向的学生，要求学生能整体全面了解HXD1型电力机车的总体结构、控制原理、界面显示，能整体分析HXD1型电力机车主电路，辅助电路、控制电路原理，并能根据HXD1型电力机车实际运用中的故障进行分析，根据实际情况进行故障处理方案的设计。

使学生更好的理解交传电力机车的工作原理，培养学生运用所学的知识来分析解决本专业范围内的问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。

2、设计子课题1)HXD1型电力机车主电路的原理分析与故障处理2)HXD1型电力机车辅助电路的原理分析与故障处理3)HXD1型电力机车控制电路受电弓控制环节的原理分析与故障处理4)HXD1型电力机车控制电路主断路器控制环节原理分析与故障处理3、设计内容与要求1)HXD1型电力机车的总体结构与设备布置2)HXD1型电力机车布线与电气接口布置3)HXD1型电力机车的相关电气线路的电气原理分析4)对HXD1型电力机车常见故障进行分析与判断，设计故障处理方案，编写HXD1型电力机车常见故障判断处理流程，5)绘制相关电气原理图。

四、设计参考书1《HXD1型电力机车》中国铁道出版社《电力机车控制》中国铁道出版社《电力电子技术》中国铁道出版社《牵引电器》西南交大出版社《电气制图及图形符号国家标准汇集》中国标准出版社五、设计说明书要求1、封面、目录 23、内容摘要(200~400字左右，中英文)4、引言5、正文(设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点)6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排第1周:资料准备与借阅，了解课题思路、设计要求说明。

HXD1B机车操作注意事项及应急故障处理一、接班机车检查操作：1、闭合电源柜上的蓄电池自动开关，检查所有开关在闭合位。

2、将低压柜面板上的控制电源开关臵于正常位；除控3、将风源柜内的A10阀转到闭合位（竖直位）。

4、进行接地故障试验:（1）将低压柜面板上的控制电源欧姆检查开关转到位臵“负极”。

制电源开关外，低压柜面板上的其余转换开关在正常情况下均应在竖直位。

（2）检查位于低压柜和操纵台上的蓄电池电压表，蓄电池电压不得低于80V。

（3）将低压柜面板上的受电弓转换开关选择自动位臵。

（4）如果欧姆表的指针在红色区域内，表明蓄电池回路的负极接地，机车必须维修。

（5）将低压柜面板上的控制电源欧姆检查开关转到位臵“正极”。

（6）如果欧姆表的指针在红色区域内，表明蓄电池回路的正极接地，机车必须维修。

注意事项：HXDIB机车的各牵引电机故障隔离开关均在低压电器柜的面板上，不能在微机显示屏上进行隔离。

二、升起受电弓：1、插入电钥匙并转动（只有在机车静止时才允许插入和转动钥匙），通过按下受电弓升弓扳键开关（升弓及降弓开关均为“自复”式）到“升弓”位臵来升起受电弓，在总风缸压力低于480kpa时，由辅助压缩机自动启动打风，压力上升至650kpa时关闭，提供升弓所需的压力。

2、受电弓升起后确认原边仪表网压和微机显示屏上受电弓行显示正常工作状态。

注意事项：1、受电弓选择在“自动位”时升起为对应司机室后弓；2、如不能正常升弓，可以通过按下微机显示屏上的软键1来从主画面切换到主要数据画面，然后按压8号键“受电弓状态”的软键进入受电弓状态检查画面，检查受电弓不能升起的原因，根据相关指示进行处理（画面上“白底黑字”为相应原因，“黑底灰字”不起作用）；3、升起受电弓后15分钟仍未闭合主断，将进行降弓保护，如升弓需重新给出升弓指令；4、在非操纵端只有降弓扳键有效，可以执行降弓操作。

三、闭合主断路器1、检查网压。

网压值17.5-31kV ；2、注意微机显示屏上“原边电流”下“主断状态”的显示，变为绿色后方可扳起主断闭合开关来合主断（主断“合闸”开关为自复式，“分闸”开关为非自复式），确认控制电源电压至110V；3、主断路器闭合后，辅助电源装臵、油泵、水泵、和六台牵引电动机通风机自动投入工作。

HXD1C机车途中故障应急处理机车应急故障处理HXD1C机车途中故障应急处理方法一、受电弓无法升起注：当显示屏故障信息区提示“主变压器”故障并分主断时，当网压恢复后，请耐心等待20秒～2分钟即可合主断。

若是辅变故障导致无法合主断的，则可执行3次“微机复位-→合主断”操作，直至主断合上(注意：主断合上且ACU启动后，若故障依然存在，则主断会跳开，反复合3次主断后，网络自动隔离故障ACU)。

三、牵引力无法正常发挥四、空转或卸载处理措施1、适当降低调速手柄。

2、及时撒沙。

3、坡道启动时手柄不要推得太快，应逐渐增加牵引力。

五、辅变接地故障：1、断开故障辅变ACU1或ACU2脱扣电源开关，采用单辅变维持运用；2、若辅变1、2单独工作都报接地，可能是辅变负载接地，可分别断开ACU1、ACU2负载排查，确定辅变负载接地后逐步投入负载进行排查。

六、复位方法及注意事项：① 微机复位：主断断开，司控器手柄回零，按压司机台上的“微机复位”按钮进行复位。

② 隔离解锁：若故障点已经消除，需恢复其工作，只需断“主断”，司控器手柄回零，按压显示屏下方的按钮即可。

③ 大复位：断开钥匙开关，断充电机上的“控制电源输出”脱扣开关20秒后再闭合（此时需在停车、降弓、断主断情况下）。

七、显示屏信息提示区、主要控制脱扣、微机复位按钮位置说明：八、单台、多台电机隔离方法：①在机械间内低压电器柜安装有3个牵引电机隔离开关，能通过它们隔离牵引电机。

②以1、2电机隔离开关(=22-S55)为例：“正常”位，1、2电机都投入；“切除”位，1、2电机都切除；“TM 1切除”位，只切除第1电机；“TM 2切除”位，只切除第2电机。

九、HXD1C机车途中主变流器整流、逆变模块故障应急处理方法第一步：显示屏主界面故障信息区显示主变流器1或主变流器2的红色提示，按压显示屏上键后，查看现存故障提示，如：“__相下管故障”，按压显示屏上或选中相应的现存故障信息，按压查询该故障的处理提示为：“5轴四象限模块判断到B相下管IGBT元件故障分主断”，表明5轴模块故障。

1机车运用故障综述1.1概述在各种复杂的运输条件下，电力机车经过一段时间的运行后，不可避免的出现一些损失，即各种零部件会发生不同程度的自然磨损、变性，电气装置还会出线断线、接地及绝缘老化，从而造成各种机故，影响列车运行，为了尽可能迅速的排除故障，维持机车运行，下面介绍几种常见故障的应急操作及处理方法，由于故障往往不是由单个因素造成的，这里所列的故障原因并不一定是唯一的，处理办法也可能有很多种。

机车运用中的故障主要包括机车微机诊断系统故障处理（将在第2章中给予说明）、空气制动系统的故障处理（将在第3章中给予说明）、信号系统故障处理（可参见部件说明和铁道部相关规定处理，在此不作介绍）。

1.2常见故障解决方法1.2.1合上蓄电池后无控制电压输出出现此故障请参考《HXD1C电气原理图》（JE00000534G00）中，=32部分第4张原理图：1）首先检查蓄电池自动开关=32-F03是否合到位，其连接线320431.01和320172.02是否有电，若无电则要检查各蓄电池的连接线是否松脱；2）检查负载开关=32-F02是否合到位，其连接线320461.01和320462.01是否有电，连线是否松脱。

1.2.2微机系统电源断电出现此故障可分为：1）微机系统部件断电，请检查低压柜自动开关=22-F101、=22-F102、=24-F103、=22-F104、=24-F105、=42-F106、=24-F107、=23-F108、=23-F109、=23-F110、=24-F112 、=31-F113、=21-F114、=31-F115、=31-F116是否处在断开位；2）观察控制电压表=41-P02/=41-P03,如果蓄电池电压低于77V，各微机控制装置工作电源自动断开，需待蓄电池电压高于77V后再得电；1.2.3网压无显示检查两个司机室的微机显示屏IDU和两端司机室网压表=41-P02/=41-P03均无网压显示，检查低压柜=41-F01开关是否闭合，如已闭合则高压电压互感器故障=11-T01（或接触网停电），由于微机无法接收到网压同步信号，无法控制四象限整流器工作，应该请求救援。

毕业设计说明书课题名称：HXD1C型电力机车车顶设备布置及受电弓的检修毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

河南科技Journal of Henan Science and Technology总567期第7期2015年7月Vol.567，No.7Jul ，20151概述通过对HXD1C 机车运用状况及故障信息进行统计分析，发现受电弓无法升起或升起后自动降弓故障频繁发生，会对机车造成不可预测的损害，严重危及铁路运输安全。

通过对受电弓常见故障进行统计，对控制原理进行分析，从而确定引起故障的主要原因，快速有效地进行故障排查，并确定故障的最终原因，制定相应的整改措施，保证机车的安全运行。

2HXD1C 型机车受电弓简介HXD1C 型机车采用TSG15B 型受电弓，该受电弓是一种铰接式的机械构件，它通过绝缘子安装于电力机车车顶。

受电弓的集电头升起后与接触网导线接触，从接触网上集取电流，并将其通过车顶母线传送到车内供机车使用。

当司机在司机室中按下升弓按钮时，电磁阀得电，压缩空气进入气囊升弓装置时，将使气囊膨胀抬升，并带动作用于下臂杆的钢丝绳，钢丝绳拉拽下臂杆使受电弓升起，并使受电弓集电头与接触网保持接触状态。

当司机在司机室中按下降弓按钮时，电磁阀失电，切断供风，气囊升弓装置开始排气，受电弓靠自重下降，然后使弓头保持在两个橡胶止挡上。

此外当受电弓滑板磨耗到限或折断时，滑板内气腔漏气，ADD 装置将动作，迅速降弓，实现自动保护功能。

受电弓在工作时，气囊升弓装置一直被供以压缩空气，由于弓头采用弓头悬挂装置，使弓头具有一定的自由度，接触网高度方面较小的差异通过弓头悬挂装置进行补偿，较大的差异，例如在桥梁和隧道，通过铰链系统进行补偿，因此受电弓可随接触网的不同高度自由地变换其高度而保持接触压力基本恒定。

3受电弓常见故障现象及故障原因3.1故障现象：给受电弓升弓命令，但受电弓无法升起或是弓升起状态自动降弓。

3.2常见故障原因：①受电弓本身故障（包括电控阀、风管路）；②受电弓扳键开关及线路故障；③DXM11（12）、DXM21（22）；④DXM31故障。

湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)HXD1C电力机车常见故障及处理方法目录一、HXD1C简述 (1)1总体结构----------------------------------------------------------1 2电气系统----------------------------------------------------------2 3控制系统----------------------------------------------------------2 4转向架-------------------------------------------------------------3 5冷却塔 (3)6牵引变流器 (3)7主变压器----------------------------------------------------------4 8辅助变流器--------------------------------------------------------4二、HXD1C的常见故障及其处理-------------------------------------------41受电弓无法升起或自动降弓故障------------------------------------4 2HXD1C型电力机车主断路器故障 (5)3提牵引主手柄，无牵引力------------------------------------------7 4主变流器故障 (7)5辅助变流器故障 (8)6油泵故障---------------------------------------------------------8 7主变油温高故障---------------------------------------------------8 8牵引风机故障-----------------------------------------------------9 9冷却塔风机故障处理----------------------------------------------9 10空转故障 (9)11110V充电电源(PSU)故障---------------------------------------9 12控制回路接地 (10)13原边过流故障 (10)14各种电气故障不能复位、不能解决的处理-------------------------10 15制动机系统故障产生的惩罚制动---------------------------------10三、其他故障 (10)1控制电源UOv接地故障 (10)2空调接地引起ACU接地故障--------------------------------------11 3主变流器门极驱动板故障-----------------------------------------11 4主流器整流/逆变模块故障---------------------------------------12四、HXD1C日常运用维护保养--------------------------------------------121入库后维护 (12)2运行中维护----------------------------------------------------12 3日常生活维护-------------------------------------------------13致谢 (14)毕业设计（论文）HXD1C电力机车常见故障及处理方法摘要本文介绍了HXD1C型电力机车有关内容的常见故障及其处理方法和日常维护及保养方法，HXD1C型电力机车是交一直一交流电传动的单相工频交流电力机车，机车主电路由主变压器、牵引变流器、牵引电动机三大部分构成。

电力机车、动车组受电弓动态包络线资料武汉供电段 方卫健一、受电弓的定义安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备，由弓头、框架、底架和传动系统等部分组成，其几何形状可以改变。

运行时，受电弓全部或部分带电，与安装平台的车顶电气绝缘，将电流从接触网传输到车内的电气系统。

二、受电弓类型介绍目前，国内电气化铁路上运行的受电弓主要有TSG系列、DSA系列等单臂受电弓，各类受电弓发展进程如下图：2.1 TSG1－600/25型单臂受电弓适用于相应速度等级的各种电力机车。

主要技术参数额定工作电压…………………………………25kV额定工作电流…………………………………600A最大运行速度………………………………80km/h静态接触压力 …………………………(70±10)N工作高度……………………………680～1800mm最大升弓高度 ……………………………2400mm折叠高度 ……………………………………432mm弓头总长度………………………………≯2160mm滑板长度 ………………………………≯1250mm2.2 TSG3－630/25型单臂受电弓适用于相应速度等级的各种电力机车。

2.3 TSG15型单臂受电弓适用于相应速度等级的各种电力机车。

主要技术参数额定工作电压…………………………………25kV额定工作电流…………………………………630A最大运行速度……………………………170km/h静态接触压力 …………………………(90±10)N工作高度……………………………500～2250mm最大升弓高度 ……………………………2600mm折叠高度 ……………………………………228mm弓头总长度…………………………………2085mm滑板长度 …………………………………1250mm 主要技术参数额定工作电压…………………………………25kV额定工作电流………………………………1000A最大运行速度……………………………200km/h静态接触压力 …………………………(70±10)N工作高度…………………………500～2250mm最大升弓高度 ……………………………2600mm图（2） TSG3－630/25受电弓 图（1）TSG1－600/25受电弓2.4 DSA-150型单臂受电弓DSA150型受电弓，设计速度160 Km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。

HX D 1C 机车途中故障应急处理方法一、受电弓无法升起二、 主断路器无法闭合（主断状态图标显示为绿色 后才能闭合主断）注：当显示屏故障信息区提示“主变压器”故障时，此时为网压故障。

当网压恢复后，故障将根据高、低网压保护逻辑自动复位 （当机车合主断瞬间网压低于15KV ，控制系统分主断并封锁2分钟；当主断因网压过高分断后，控制系统封锁主断20秒钟）。

三、牵引力无法正常发挥四、水压过高或过低引起牵引封锁的应急处理：①按压一次“微机复位”按钮，继续升弓 ②如果仍然无法升起，则根据显示器主界面信息提示栏的提示进行处理③在万不得已时方准进行“大复位”处理调速手柄回零，按压“微机复位”按钮，继续合主断 如果是过分相后主断无法闭合，主断状态显示为黄色，可先将主断扳键开关打分位，再合全车无牵引力 调速手柄回零，按压“微机复位”按钮，推动调速手柄给流在万不得已时方准进行“大复位”处理某架或某几台电机无牵引力 维持运行或站停处理调速手柄回零，分主断，按压显示器主界面按钮，合主断给流牵引力不足牵引力足够在万不得已时方准进行“大复位”处理调速手柄设定速度不能提升，机车牵引力无法正常发挥或AXM 模块故障 把开关=21-S09（=21-S29）打到“紧急运行”位，让机车进入紧急运行状态；使司控器的级位设定位置为节点控制，当级位给在3/3（最大）位时，机车牵引力逐步增加；当级位给在2/3位时，机车牵引力保持不变；当级位给在1/3位时，机车牵引力逐步减小。

注意：此时主司控器控制模式为非自复式的，故司乘人员操作时要密切列车实际速度，及时调整司控级位，防止超速。

注意：①总风缸压力不得低于650kpa ；②牵引变流器冷却水压超出2.0～3.3bar 范围将进行水压保护，需要保证控制裕量，建议库检时应在2.4～3.0bar 范围。

机车运行中，应经常通过显示屏温度界面，观查牵引变流器冷却水压、水温、柜体温及电机温度等参数。

如果主断仍然无法闭合，则根据显示器主界面信息提示栏的提示进行处理。

中国南车集团株洲电力机车有限公司设计文件HXD1B型大功率交流传动电力机车电气线路说明书更改单编号 版本0.1编 制 日 期 审 核 日 期 批 准 日 期 付金 2012-10-81概述HXD1B型大功率交流传动电力机车电气系统由主电路系统、辅助电路系统、控制电路系统以及微机通讯控制系统组成。

机车的主电路系统由主变压器原边电路以及主变压器次变牵引电路组成。

受电弓从接触网接受AC25kV, 50Hz电源，经高压隔离开关，主断路器输入主变压器，原边电流经轴端接地装置返回大地。

主变压器原边电路设有避雷器、高压电压互感器、高压电流互感器、回流电流互感器。

其中一个高压电压信号输入能耗表，另一个输入TCU；其中一个高压电流信号输入能耗表，另一个输入TCU；回流电流信号输入TCU；机车的微机控制系统对原边具有过压、欠压、过流的检测和保护功能、变压器原边具有差动保护功能。

主变压器的4个次边绕组给两个主变流器供电，主变流器采用6.5 kV 电压等级的IGBT变流元件，给6个牵引电机提供变频变压交流电源，牵引电机采用三相交流异步电机，具有过压、过流、接地保护功能。

辅助电源系统由主变流器的辅助逆变器提供电源，主变流器1的辅助逆变器模块通过辅助变压器1给变压变频负载提供3AC80…440V，10…60Hz的电源，滤波后的电压波形为近似正弦波，谐波含量不大于5％。

主变流器2的辅助逆变器通过辅助变压器2给定压定频负载提供3AC440V， 60Hz的电源，滤波后的电压波形为近似正弦波，谐波含量不大于5％。

辅助逆变器采用6.5kV IGBT 元件。

通过库内供电插座插可给负载的库内试验和机车的库内动车提供库内3AC380V，50Hz电源。

通过配置相应的接触器的分合，可实现辅助电路的冗余。

用负载的三相断路器对负载进行过流保护。

辅助逆变器检测电压，具有过压保护功能。

辅助逆变器对辅助变压器的温度进行检测，具有供超温保护功能。

接地检测装置对辅助电路进行接地检测。