列供电试验台工作原理及常见故障处理

向杰

摘 要：机车列供电性能试验作为机车整备作业“五项专检”之一，是机车整备作业的必检项目。机务段因机车列供电试验台故障造成机车晚点出库的事情时有发生；本文对列供电试验台工作原理进行阐述，并提出常见故障处理方法，从而减少因列供电试验台故障造成机车晚点出库事情的发生。

关键词：机车列供电试验台；故障分析；处理措施

中图分类号： U664 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-173-2

0 引言

旅客列车在运行途中，需要机车不间断的向车厢提供电源，用于车辆空调、照明以及其他电器设备的运转。而车厢电源来自于机车供电系统，如此一来，机车的列车供电系统就显得尤为重要，一旦线上机车发生列供电故障，将无法向旅客车厢提供电源，会造成旅客的不满，甚至造成恶劣的社会影响。因此，降低机车列供电试验台的故障因此显得非常重要。

机车列供电性能试验作为机车整备作业“五项专检”之一，是机车整备作业的必检项目。机车列供电试验台适应于各型具有列车供电功能的电力机车的试验台，通过电阻箱模拟车辆负载对列供电系统进行试验，以检验机车列供电功能是否正常。

1 主要技术参数

电源：AC 220V±15% 500VA；额定试验功率：DC 600V 400kW；最大试验功率：500kW；额定负荷电流：DC 670A；电压检测：DC 0-1000V；电流检测：DC 0-1000A；风机电流检测：AC 0-20A；冷却方式：恒速风冷；冷却风机：AC 380V 3kW×2；连续工作时间：小于120 min；超负荷试验时间：小于10 s；试验方式：手动（独立）、自动（独立）。

2 设备组成及工作原理

列供电试验台主要由控制系统、负载电阻、通风散热系统及试验电缆组成。

2.1 控制系统

控制系统由西门子PLC S7-200及带网络口的工控机组成，通过网络和计算机联网组成监视控制打印系统，如图1。

同时设置独立面板手动操作控制试验方式。设备通过中间继电器来控制大功率高压型直流接触器，小心驱大，确保试验的可靠性和安全性。且设备硬、软件均设置了过流、过压，风机过欠流保护。

2.2 负载电阻及通风散热系统

负载电阻柜内采用温度系数小的铁铬铝合金电阻材料，其设计容量及散热条件充分考虑了中修机车试验工艺要求。通风散热采用3kW三相交流电机通风机，试验过程中将风机纳入时时监控，风机正常启动后才能进行试验，试验结束后风机才停机。

2.3 试验电缆

集控器试验连接线一套；KC20D插头及电缆连接线一套；接地线一套。

3 試验方式与步骤

①按要求连接各插头、插座、连接线等。②闭合控制电源开关，各仪表正常显示。③选择试验方式“手动”、“自动”；正常情况下选择“自动”模式进行试验，只有“自动”故障时，才选择“手动”进行应急试验。④自动负载试验：打开自动试验软件，输入试验机型、车号、操作者代码等相关参数后，待软件界面电压表检测到DC 600V电压时，点击“试验开始”按钮，进行相应的自动试验。⑤手动负载试验：把转换开关打至“手动”位，控制箱面板电压表检测到DC 600V电压时，按动“风机启动”按钮后，分别投入25%、50%、75%、100%负载按钮，进行负载试验。

4 常见故障案例

4.1 自动试验不动作，手动正常

自动试验是列供电试验台的主试验方式，一旦自动试验故障转入手动试验时，列供电试验将会变得烦琐，且过程不易掌控。由于手动试验时，各按钮的启动间隔时间是由操作者人为控制的。若长期进行手动试验，加之人的不可控因素，很有可能造成试验过程中各按钮启动间隔时间过短，对设备造成不可逆的损害，确保试验台自动试验尤为重要。

自动试验故障，手动正常时，分析电路图，并结合现场实践经验分析可得故障点多为转换开关、控制电源、PLC。转换开关和控制电源可用万用表直接测量通路，判断好坏。PLC可由观察法进行初步判断，工作时若PLC指示灯有红灯亮着，则PLC故障；观察法无法判断时可采用替代法进行判定。

4.2 电压表显示不正常，电流表显示报错（乱码）

电流表显示乱码，实践经验得出绝大多时候就是电压表显示不正常造成的，所以首先应检查与电压表有关的进线电压、电压传感器是否故障。

若进线电压、电压传感器都是好的，则测量电压表（XMA-ZV-5）分压电阻两端是否有直流3V电压（10脚正，9脚负）。有3V电压初步可以判定是电压传感器故障，可以采用替换法对电压表进行判定。根据故障数量统计，试验台出现过3次该故障现象，都是由于电压表故障造成的。

4.3 试验中跳负载或试验台不能加载

由于试验环境比较恶劣，试验时，电阻箱产生温度较高。人员变动较为频繁等原因造成该故障现象在实际试验中比较常见，发生频率也较高。根据现象，结合电路图可以初步判定保护回路是重点检查对象。

首先检查过流保护器（DELIXI JD-5 3-S-120 1-A-80）的外观是否有明显过热烧熔现象，然后再检查保护电流设定值是否被调小。如果通过外观检查不能判定过流保护器是否好坏，则可通过短接隔离过热保护器回路，进行空载试验，若试验正常则说明过流保护器故障。据不完全统计，试验中跳负载或试验台不能加载现象，都是由于过流保护器保护电流被调小或过流保护器故障引起的。

4.4 稳压保险管烧损，更换后通电继续烧损

根据这一故障现象，首先排除稳压器自身无故障后，初步可以判定稳压器后端电路有过流故障点。根据电路图分析，后端电路中最有可能故障的就是整流桥被击穿，拆下整流桥用万用表进行故障检测，发现整流桥（KBPC 1035）被击穿，更换后故障消除。在高温环境中长时间工作，由于静电感应，造成电子元件吸附很多灰尘，定期清扫保养能够减少故障频率。

4.5 电压显示正常，电流显示少了25%

根据故障现象可以判定电流正好少了一路，说明有一组负载未接通。而电阻丝负载是靠JZ7型中间继电器来驱动控制CZ0型直流接触器实现通断的。中间继电器和直流接触器就成为重点检查对象，那么我们就可以将试验转为手动试验，并控制柜和负载柜打开，一级一级地加载检查看中间继电器及直流接触器是否都产生了相应的动作。总结现场经验，一般而言直流接触器故障概率比较大，由于长时间有大电流通过，发热、过流等原因造成触点老化，线圈烧损，从而引起接触器损坏。

4.6 电压显示正常，电流值略为偏小

列供电试验台使用一定周期后（1-2年）出现试验过程均正常但电流值略为偏小的现象，分析原因最有可能是电阻箱内并联电阻丝有烧断造成总电阻值变大，从而导致电流偏小。通过解体电阻箱发现内部吸附有很多杂物（纸、塑料带等），同时也证实了电阻丝有烧断的。通过在风机与电阻箱连接间加装细钢丝网，阻止杂物从电机通风口被吸入至电阻箱对设备造成影响，一定程度上能延长检修或更换电阻丝的周期。

5 结束语

通过对列供电试验台原理的分析并结合现场经验，统计、分析了近二年来武昌南机务段列供电设备发生的故障，以上5种故障现象是最为常见和发生频率较高的，指出了设备易损零部件，为及时处理修复设备故障提供了一定的帮助，同时有针对性地提高了维修效率，从而减少因列供电试验台故障造成机车晚点出库事情的发生。

参 考 文 献

[1] 安勇.电气设备故障诊断与维修手册[M].化学工业出版社，2014.