HXD2B型机车主断路器故障分析及预防措施

梁信栋

摘 要：采用真空断路器可以彻底避免空气断路器闭合时拉弧造成灭弧室瓷瓶爆炸，非电性电阻瓷瓶爆炸，隔离开关轴折断、主阀卡位、漏风、控制线圈烧损等惯性故障，减少机车线上故障率，保证铁路运输安全。同时采用真空主断路器可延长主断路器的检修周期，减少维修工作量，降低检修成本，提高机车运行的安全系数。

关键词：HXD2B型电力机车 主断路器 故障分析 预防措施

中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0064-01

在现有的和谐电力机车发展阶段中，真空主断路器有着不可替代的地位。它是机车高压电器设备中尤为重要的一员，被放置于机车车顶中部，单项交流25 kV高压电源是机车正常运行的必要条件，而真空主断路器就是准确闭合和断开电流的设备。下面以HXD2B型电力机车采用的22CB型真空断路器为例进行分析，避雷器、电抗器及相应的35KS或36KS型号的接地开关都可与该断路器进行直接装配。

22CB型真空断路器的特点在于充分利用了真空的特性—高绝缘强度和燃烧时间短，主要将其作为一种介质用于灭弧和绝缘之间，在绝缘瓷瓶中密封零部件，利用真空状态下的，来进行灭弧。22CB型真空断路器作为一种新型的主断路器，主要适用于干线交流25 kV的各类型电力机车。

1 22CB型真空断路器工作原理

（1）利用辅助空气压缩机对空气加压，空气过滤器充分过滤压缩空气，之后流进调压阀，调压阀将对压缩空气压力进行重新调整，调整为483 kPa后送入储气缸。

（2）在闭合主断路器时，110 V控制电路给电磁阀通电，打开电磁阀，于是中继阀的控制腔被经过电磁阀的压缩空气充满，同时打开中继阀；通过另一路中继阀送入真空主断路器风缸，驱动活塞、绝缘推动杆和主断路器的动触头上移，使真空断路器闭合。

（3）断开主断路器时，扳键开关电磁阀线圈失电，在弹簧的作用下，使得电磁阀和中继阀同时复位，排出压缩空气，在机械装置弹力作用下，向下移动了绝缘推动杆和主断路器的动触点，使得真空断路器的主触头断开过程在极短的时间内完成。

（4）串联压力开关和电磁阀，压力开关在压缩空气的压力保持在345～358 kPa时被打开，此时的电磁阀线圈也会失电，自动断开主断路器。同时要注意的是，当压缩空气压力超过压力开关设定的370～395 kPa时，主断路器则被重新闭合。

2 故障现象及处理

2.1 合闸过程出现的故障现象及处理

2.1.1 故障现象

合闸后无法实现分闸操作；储能电机运转不停止，甚至导致电机线圈过热损坏。

2.1.2 原因分析

行程开关安装位置偏下，致使合闸弹簧尚未储能完毕，行程开关触点已经转换完毕，切断了电机电源，弹簧储存的能量不够分闸操作。

行程开关安装位置偏上，致使合闸弹簧储能完毕后，行程开关触点还没有得到转换，储能电机仍处于工作状态。

行程开关损坏，储能电机不能停止运转。

2.1.3 故障处理

调整行程开关位置，实现电机准确断电。

如行程开关损坏，应及时更换。

2.1.4 预防措施

机车乘务员或检查司机在倒闸操作时，应注意观察合闸储能指示灯，以判断合闸储能情况。

检修人员在检修工作结束后，应就地进行2次分合闸操作，以确定断路器处于良好状态。

2.2 分闸过程出现的故障现象及处理

2.2.1 故障现象

断路器远方遥控分闸分不下来。

就地手动分闸分不下来。

事故时继电保护动作，但断路器分不下来。

2.2.2 原因分析

分闸操作回路断线。

分闸线圈断线。

操作电源电压降低。

分闸线圈电阻增加，分闸力降低。

分闸顶杆变形，分闸时存在卡涩现象，分闸力降低。

分闸顶杆变形严重，分闸时卡死。

2.2.3 故障处理

检查分闸回路是否断线。

检查分闸线圈是否断线。

测量分闸线圈电阻值是否合格。

检查分闸顶杆是否变形。

检查操作电压是否正常。

改铜质分闸顶杆为钢质，以避免变形。

2.2.4 预防措施

运行人员若发现分合闸指示灯不亮，应及时检查分合闸回路是否断线。

检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻，检查分闸顶杆是否变形。

如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质。

必须进行低电压分合闸试验，以保证断路器性能可靠。

2.3 真空泡真空度降低造成的故障现象及处理

2.3.1 故障现象

真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧，而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。

2.3.2 原因分析

真空泡的材质或制作工艺存在问题，真空泡本身存在微小漏点。

真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题，多次操作后出现漏点。

分体式真空断路器，如使用电磁式操作机构的真空断路器，在操作时，由于操作连杆的距离比较大，直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。

2.3.3 故障处理

在进行断路器定期停电检修时，必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试，确保真空泡具有一定的真空度。

当真空度降低时，必须更换真空泡，并做好行程、同期、弹跳等特性试验。

2.3.4 预防措施

当更换时尽量选用本体与操作机构一体的真空断路器。

机车乘务员在运行过程中或检查司机在机车的整备过程中，应注意断路器真空泡外部是否有放电现象，如存在放电现象，则真空泡的真空度测试结果基本上为不合格，应及时联系检修人员进行检查处理。

检修人员进行停电检修工作时，必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性测试，以确保断路器处于良好的工作状态。

3 结语

为了保证主断路器处于良好的工作状态，应加强日常的检查与维护，同时由于其属于车顶高压电器设备，必须对其使用与维护的安全性纳入重点检查和试验的项目。

参考文献

[1] CoCo大功率交流驱动电力机车驾驶员手册[Z].ALSTOM Transport SA，ISSUEC0/C0版，2010.

[2] 中国北车集团大同电力机车有限责任公司.HXD2B型电力机车电路图[Z].大同：中国北车集团大同电力机车有限责任公司，2011，5.

[3] 中国北车集团大同电力机车有限责任公司.HXD2B型大功率交流传动电力机车检修手册[Z].大同：中国北车集团大同电力机车有限责任公司，2011，5.