_HXD1C型机车主电路接地故障分析

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。

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。

HXD1C机车故障案例牵引变流器故障：1：现象：HXD1C0124机车给流时，第二位电机无流。

故障显示栏显示“主变流器1”原因：按故障查询键，显示TCU1 2轴充电接触器KM5卡分。

处理：手动KM5,有别劲。

最终更换KM5。

2：现象：HXD1C0148机车惯性报TCU2主回路接地故障。

原因：回流电流互感器信号正线接线处烧损，造成对地放电。

处理：更换回流电流互感器。

分析：由于回流电流互感器信号正线接线处烧损。

机车在运行途中由于震动，会导致回流信号电源对地放电，在采样通道中，设有对+15V和-15V电源的的二极管嵌位电路，由于互感器正线接地，通过箝位电路对+15V和-15V电源造成严重干扰。

由于电压传感器由+15V和-15V电源供电，从而使传感器的输出存在瞬间失真，造成TCU检测到的中间电压存在挖坑现象，在挖坑剧烈，达到主接地保护设定值时会报出接地故障。

3: 现象：HXD1C0175机车在过分相后，显示TCU1通信故障。

合不上主断。

原因：库内试过分相后，TCU1电源板有时会中断。

处理：更换电源板。

4：现象：HXD1C0146机车途中TCU1原边接地。

原因：TCU1的模拟输入A板故障。

处理：更换TCU1的模拟输入A板。

分析：库内试车良好，甩TCU2,单独用TCU1在库内试车也良好。

但故障下载数据却显示有21次TCU1原边接地。

按下列步骤检查：首先，检查TCU1和TCU2的电流检测板JCB,因为电流检测板坏，会交替报TCU1和TCU2原边接地或主回路接地。

检查正常。

其次，检查原边电流互感器，正常。

再次，检查TCU1和TCU2的模拟输入A板和网侧信号板，外观正常。

最后，检查牵引变流器的接地电阻和VH1,VH2都正常。

在检查都正常后，将TCU1与TCU2的模拟输入A板和网侧信号板互换后放行。

结果在途中报TCU2原边接地-----故障随着两块板的互换而转移。

证明就是原来TCU1的,现在TCU2的模拟输入A板或网侧信号板有故障。

HXD1C型机车DC110V接地故障分析及其解决
余得全
【期刊名称】《轨道交通装备与技术》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】HXD1C型机车是自主化大功率7 200 k W六轴货运电力机车,其控制系统由DC110 V供电,该直流系统正、负端均不能接地。

通过对该型机车直流控制系统DC110 V接地故障的产生、分类结合典型案例进行分析,研究该类故障的一般查找方法,并不断优化,为后续类似故障的处理提供参考。

【总页数】3页(P31-33)
【作者】余得全
【作者单位】资阳南车电力机车有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】U269.6
【相关文献】
1.HXD1 C型电力机车主回路接地故障分析
2.HXD3C型电力机车接地故障分析及解决方案
3.HXD2C型机车惩罚制动故障分析及解决方案
4.HXD3C型电力机车辅助变流装置接地故障分析及改进
5.HXD1C型机车主电路接地故障分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

HXD1C型机车主回路接地故障分析及处理引言：HXD1C型机车是中国铁路总公司研制的交流传动型机车，其主回路接地故障是常见的故障之一、如何正确分析和处理这种故障，对于机车的正常运行具有重要意义。

本文将针对HXD1C型机车主回路接地故障进行详细分析，并提供相应的处理方法。

一、故障现象及分析：1.故障现象：主回路接地故障指主回路中存在接地导致故障，通常表现为主回路电流异常、机车不能正常工作等故障现象。

2.故障分析：主回路接地故障可能是由于以下原因导致：(a)回路绝缘损坏：回路中的电缆绝缘损坏，导致电流通过接地引起故障；(b)导线松动：主回路中的导线未连接好或者连接不牢固，导致电流通过接地引起故障；(c)设备绝缘损坏：主回路中的设备（如牵引变压器、主控制器等）绝缘损坏，导致电流通过接地引起故障；(d)其他原因：如恶劣的工作环境导致主回路接地。

二、故障处理方法：1.故障判断：(a)使用绝缘电阻测试仪对主回路进行测量，观察接地位置；(b)使用超低阻抗法进行接地电阻测量。

2.故障处理：(a)判断接地故障位置后，首先应断开电源，并进行相应的电源隔离；(b)检查接地故障点的设备，例如牵引变压器、主控制器等，修复或更换损坏的设备；(c)检查导线连接，确认导线连接牢固并没有松动；(d)检查接地点的绝缘情况，修复或更换绝缘损坏的部分。

3.故障后的预防：(a)加强对机车回路绝缘的检查，定期进行维护和绝缘测试；(b)加强对导线连接的检查，确保导线连接牢固；(c)加强对设备的维护和定期检查；(d)加强对机车工作环境的管理，确保工作环境符合要求。

三、故障处理注意事项：1.安全第一：在处理故障时，必须确保自身安全，并严格遵守相关安全操作规程。

2.专业人员处理：故障处理过程中，应由经验丰富的专业人员进行操作，确保处理过程正确有效。

3.故障原因分析：在处理故障时，应对故障原因进行分析和判定，避免类似故障再次发生。

4.文档记录：在处理故障的过程中，应详细记录处理细节和结果，以备日后查阅和分析。

HXD1型电力机车主回路接地故障研究及处理摘要：对HXD1型大功率电力机车主回路工作原理以及接地检测电路原理进行了分析，重点围绕快速判断和解决主回路接地故障进行了研究，阐述了牵引主回路接地检测控制策略，提出主回路接地故障快速排查的“六步法”。

关键词：主回路；四象限整流；半电压；接地故障0 引言牵引主回路是电力机车重要电路系统，当牵引主回路发生接地故障后，机车会触发一系列的保护措施，导致机车无法正常运行，严重影响铁路运输秩序。

因此，快速有效地判断牵引主回路接地故障并予以处理十分必要。

1 主回路工作原理HXD1型电力机车是9600KW八轴货运电力机车，其电气系统可分为主回路、辅助回路和控制回路三部分。

其中，机车主回路系统由主变压器原边电路以及主变压器次边牵引电路组成，作用是从接触网将25KV单相工频交流电引入机车，经过受电弓、高压隔离开关、主断路器、高压电压互感器、原边电流互感器接入主变压器原边，由主变压器次边4个独立的次边牵引绕组分别向4个四象限整流器4QC供电，每两个四象限变流器并联输出,共用一个中间直流电路。

每个中间直流电路同时向两个电压型脉宽调制逆变器(两个牵引逆变器和一个辅助通变器,辅助逆变器集成在牵引变流柜中)供电,每个牵引逆变器分别向一台异步牵引电机供电,实现牵引电机单轴独立控制。

牵引主回路工作原理及接地检测电路原理：1.1 HXD1型机车牵引变流系统装用的是TGA9型牵引变流器，采用轴控技术，为了获得所期望的电动机转矩和转速，牵引变流器根据要求来调节电机接线端的电流和电压波形，完成电源（主回路）和牵引电动机之间的能量传输，实现对机车牵引、再生制动等持续控制，其电气原理如下图所示：1.2 牵引变流柜在四象限启动后，中间直流电压应维持在1800V左右，半电压VH3在500-1500V之间，当半电压VH3传感器检测到小于300V或大于1500V 时，TCU会报主回路接地故障。

2 案例分析去年底，配属广州铁路局怀化机务段HXD1（浩吉）1089机车A节运行至怀化区间，当乘务员将司控器手柄牵引力给至50KN时，微机显示屏显示TCU1主回路中间正端接地（故障代码：3052）、TCU1主回路接地故障（故障代码：3055），导致机车牵引封锁，跳主断，最终造成机车被迫下线停止运行。

HXD1型机车控制电路接地检测分析及接地故障处理田川【摘要】介绍了HXD1型机车控制电路接地检测的2套系统——欧姆表和CHIR125-1型直流电网绝缘监测仪的工作原理,并提出了接地故障的处理思路.【期刊名称】《轨道交通装备与技术》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P35-37)【关键词】控制电路;接地检测;电网绝缘监测仪;等效电阻【作者】田川【作者单位】南车洛阳机车有限公司技术中心河南洛阳 471002【正文语种】中文【中图分类】U269.61 概述当机车控制电路发生1点接地故障时，一般情况下不会立即产生严重后果，但若不及时处理，进而发生2点或多点同时接地，则可能造成信号、控制回路和继电保护装置误动作，或直接导致直流操作电源短路，对机车造成严重损害，甚至引起火灾，严重威胁铁路运输安全。

HXD1型机车控制电路有2套接地检测系统，一套由欧姆表和转换开关组成，从西门子公司引进，通过人工切换转换开关实现对正、负极接地状态的检测。

另一套由CHIR125－1型直流电网绝缘监测仪组成，采用不平衡电桥原理对控制电路进行在线接地检测，当接地电阻小于设定值时，直流电网绝缘监测仪给机车控制系统发出信号。

2 欧姆表接地检测原理图1中“=32－P01”代表欧姆表，当转换开关在“0”位时，用来检测机车的控制电压，当转换开关转到“PLUS”位或“MINUS”位时，分别检测控制电源正、负极对地的绝缘电阻。

以转换开关转到“PLUS”位为例，欧姆表的正极由原来与控制电源正极连接，改为与“地”连接，这时欧姆表检测的是控制电源负极与“地”之间的电压。

图2是转换开关在“PLUS”位时，分别将电源正、负极对地的电阻等效为R+和R－的原理图。

这时，欧姆表上的电压值就是R－的电压V－，V－的大小与R－和R+都有关系，具体如式(1)所列:图1 接地故障检测原理图图2 等效接地电阻测量原理图V－还与控制电源的电压有关，在假定 R－为0.15 MΩ和控制电源电压为110 V 的条件下，V－与R+有唯一确定的关系，如式(2)所列:在同样的假定条件下，转换开关转到“MINUS”位检测R－。

（2.11）HXD1型电力机车常见故障处理HXD1型（铁八轴）电力机车常见故障处理一、HXD1型机车主回路故障处理1、运行中发生主回路故障（IDU主画面显示“主变流器”）时，司机应首先利用显示屏上的“故障信息查询”键，查看IDU故障页的当前故障，根据故障提示确定A/B节车的主变流器1或者主变流器2故障，确定那一节车的那一台主变流器故障。

2、如机车报“TCU1四象限1A（B/C/D）相上（下）管故障”，“四象限”为整流模块。

“1”为第一电机，“A”为整流相；“TCU2四象限2A（B/C/D）相上（下）管故障”，“四象限”为整流模块。

“2”为第一电机，“A”为整流相，出现此类故障时，应按下列步骤进行处理：（1）微机复位，故障消除，闭合主断路器后继续运行。

（2）如故障仍然无法消除时，则利用机械间牵引电机故障隔离开关，隔离该轴电机继续运行。

（3）根据牵引吨位和运行区间段具体情况进行应急处理，如果吨位较轻，可以采用隔离转换架的方法，只需要在主断路器断开的情况下，直接切除故障电机相应的TCU脱扣开关维持运行或采用3次微机复位键隔离该架。

二、辅助回路接地排除方法（以单节车为例）1、HXD1机车“变频变压”负载：牵引风机（1-4）、冷却塔风机；“恒频恒压”负载为：压缩机、油泵、水泵、辅助变流柜风机、主变柜风机、充电机、前窗加热、司机室脚炉/膝炉、暖风机电源、电热水壶插座电源、空调电源脱扣、防寒加热；2、HXD1机车辅助回路只发生一点接地时，机车主断路器不会跳闸，只在机车“IDU故障显示页”记录440V变频变压或恒频恒压440V 接地，不会影响机车的正常运行，乘务员只需要在运行中注意各仪表的显示状态及各轴的功率发挥，以及水温、油温、电机温度、冷却水压力的状态，利用6A系统摄像头的切换，加强机车内部状态观察。

3、需要查找与排除制辅助回路接地时的处理方法:（1）根据故障页面记录的是440V变频变压或440V[恒频恒压接地来确定故障点，发生在辅助变流器1或辅助变流器2。

分析HXD1C型电力机车主回路接地故障作者：张灿来源：《科技创新导报》2019年第33期摘; ;要：HXD1C型电力机车是铁路电力机车车型中的一种，功率较大，车体采用整体承重结构及模块化设计，最高运行速度可达每小时120km。

本文就HXD1C型电力机车牵引变流器结构进行介绍，进一步对主回路接地故障及处理方法进行探究，分析试运行过程中遇到故障应该如何处理，旨在维护HXD1C型电力机车的安全可靠运行，仅供相关人员参考。

关键词：HXD1C型电力机车; 主回路; 接地故障中图分类号：U269; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1674-098X（2019）11（c）-0080-02HXD1C型电力机车主回路接地故障的出现，会严重影响HXD1C型电力机车运行的安全性和稳定性，存在极大的安全隐患，对于铁路运营也会造成极为不利的影响。

为确保HXD1C 型电力机车主回路接地故障得到顺利解决，需要从外部主回路和内部主回路两个方面入手来探究可行的处理方法。

1; 牵引变流器结构就TGA9牵引变流器来看，其能够满足机车轴式C0-C0的应用需求，功率为1225W，从性质上看为交流传动电力机车。

牵引部电流器结构具有模块化特征，四象限整流器与逆变器的交流模块相同，以DC1800V作为直流环节电压，以二电平三重四象限整流器+VVVF逆变器作为主电路，一组供电单元包括四象限整流器与逆变器，通过轴控方式来实现一台牵引电机供电。

将支持电容、谐振电容以及固定放电电阻等设置于中间直流回路，通过隔离开关并于直流回路，正常工作状态下隔离开关为闭合状态，中间直流回路为单元共用，二次谐振回路同样为单元共用。

1.1 主电路接地检测主电路接地检测的原理可通过主电路单元中间直流电路来进行表述，就主回路接地检测电路来看，其能够对中间直流电路和四象限输入侧电路进行检测，在这一电路中，接地电阻、中间半电压传感器以及中间全电压传感器是主要组成部分，全电压的一半减去半电压，所获得的绝对值在720V以上。

HXDIC型电力机车辅助变流器接地故障的分析及处理HXDIC型电力机车辅助变流器接地故障的分析及处理摘要：自从2009年12月12日HXDIC型电力机车上线以来，发生了多起辅助变流器接地故障而引起的机故、机破，其中有辅助变流器本身的故障及其负载用电器方面的接地、短路故障，本人通过近年来的现场经验，指导队司机的故障指导等，总结了一套辅助变流器发生接地故障的检查及处理方法。

关键词：电力机车辅助变流器故障分析处理一、引言：HXDIC型是一种新的大功率六轴电力机车，机车轮周牵引功率达到72KW，轴式C0-C0。

该机车的辅助变流器也是一种新的国产化研究成果，每辆机车装载2台辅助变流器。

单台辅助变流器视在功率为248KVA，其额定输入电压为单相AC470V，逆变器输出电压为三相AC440V。

本文重点论述了辅助变流器简介、故障判断及故障处理方法。

在实际作业过程中由于气温、短路、接地而引发的故障，多次发生故障后无法正常合主断的现象，导致机故或机破，影响铁路运输的正常秩序，因此提高乘务员的故障处理能力，成为当务之急。

本文主要介绍了辅助变流器接地故障的判断、检查及处理方法。

二、HXDIC型电力机车辅助变流器简介：·电力机车辅助系统是电力机车的重要组成部分，主要包括辅助电源、辅助电机以及相应的控制电路等部分。

它的主要功能是保证电力机车主电路发押其功率，确保机车正常运行。

·HXDIC机车辅助系工作在冗余模式，每台配置两台辅助变流器（一台为CVCF，一台为VVVF），每台辅助变流器由单独的辅助供电。

·主要负载：机车辅助变流器负载包括6台牵引风机、2台冷却塔风机、2台空气压缩机，还有空调、照明设备等辅助电气设备。

·功能：2台辅助变流器并行工作，一台输出恒频恒压CVCF，另一台辅助变流器输出变频变压VVVF。

机车运行过程中，任一台辅助变流器发生故障被隔离时，另一台辅助变流器都能单独承担所有机车负载正常运行。

HXD1C型机车主回路接地故障分析及处理向文锋（株洲南车时代电气股份有限公司售后服务中心 412001）摘要：HXD1C型交流传动电力机车由株洲南车时代电气股份有限公司和南车株洲电力机车有限公司在2009年合作开发的，时代电气提供了牵引变流器、辅助变流器及网络控制系统等关键部件。

自机车于2009年10月上线运用到2011年6月，机车报主回路接地故障频繁初步统计为：兰州机务段20车/次，洛阳机务段11车/次，重庆50车/次，株洲机务段11车/次。

本文主旨在于根据以往的事故发生及处理总结主回路接地故障发生原因及处理方法。

关键词：中国南车、牵引变流器、接地HXD1C locomotive of main loop ground fault analysis and processingWenfeng Xiang(ZHUZHOU CSR TIMES ELECTRIC CO.LTD.，After-sale Service，Hunan Zhuzhou city ，412001，China)Abstract:HXD1C type of ac driving locomotive zhuzhou south by car times electric Co., LTD and south car zhuzhou electric locomotive Co., LTD in 2009 years of development cooperation, provide the time electrical traction converters, auxiliary converter and network control system, and other key parts.Since the locomotive in October 2009 to apply online in June 2011, the locomotive of main loop for ground fault frequent preliminary statistics for: lanzhou locomotive car/times 20, luoyang locomotive car/time, chongqing 11 50 car/time, zhuzhou locomotive car / 11 times.The main theme is that according to the former accidents and processing summary of main loop ground fault causes and solutions.Keywords: China South Locomotive and Rolling Stock, Traction converters, Grounded一．主回路电路图 1 .1 主回路电路TGA9型牵引变流器为HXD1C-7200KW机车提供牵引力，每个主变流器控制一个转向架的三个轴，三个轴的电路相同。