BVAC.N99D型真空主断路器控制单元故障的分析与对策

摘要：本文结合HXD1B型机车故障现场，针对BVAC.N99D型真空主断路器控制单元故障产生的机理进行了系统分析，提出了控制单元故障的判断及检测方法。

关键词：BVAC.N99D；控制单元；机理；分析

1 前言

HXD1B型机车是在先进的大功率交流机车技术平台上设计开发的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型9600KW大功率交流传动电力机车。目前武汉局集团公司配属HXD1B型机车270台，自投入运用以来，真空主断路器（以下简称“HVB”）控制单元故障问题多发，经主机厂两次整改轮换后，仍然存在质量设计缺陷尚未解决，严重影响列车正常运行。

2 问题的提出

2016年9月27日，武汉局配属的HXD1B型0066机车牵引88487货物列车，于06：47微机控制监视系统屏显示“单元1、单元2”故障，乘务员在机车120指挥中心的指导下仍无法消除机车故障，被迫请求救援，影响本次列车50分钟，影响货车5列。严重影响了京广线正常运输秩序。

HXD1B0066机车在运用过程中微机屏显示“主逆1、2检测到HVB反馈信号故障”。通过检查CCU、TCU诊断数据：TCU1、2于06：51：28记录“开关设备：丢失主断闭合确认信号”。CCU1于06：51：29记录“主断闭合故障，没有主断闭合反馈信号”。现场打开HVB底部控制箱盖板检查控制单元板及连接器外观无异常，检查HVB外围电线路无虚接、松脱现象。更新HVB控制板后，机车主断分合正常。

3控制单元原理分析

BVAC.N99D型真空主断路器控制单元AMP1、AMP2、AMP3、AMP4、AMP5、AMP6、AMP7、AMP8、AMP9、AMP10、AMP11、AMP12、AMP13、AMP14、AMP15为15芯端子号。虚线内为控制单元。电磁阀、保持线圈、电阻盒、压力开关等在控制单元外部。其中R3为控制单元上68Ω电阻，R2为控制单元100Ω电阻。如图1所示。

根据BVAC.N99D型HVB控制单元原理图可知，合闸时控制单元工作过程如下：机车合闸信号发出后，在控制单元15芯AMP2点处输入+110V，1点处输入-110V；压力开关在监控到储风缸气压到达提供HVB安全合闸的最小压力时闭合，则在压力开关一侧连接的10点处就有+110V输入；电磁阀回路在以上条件都符合时开始工作，正常状态下经过实践继电器的延时控制，给后级负载电磁阀线圈输出设定到575ms到650ms之间的事件得电，然后电磁阀就保持断电状态直到下一次合闸；保持线圈在控制单元2、1点得电时同步得电。其中MOS管、68Ω电阻都在电磁阀输出回路中，并且MOS管起到开关的作用，68Ω电阻是为电磁阀线圈起到风压限流的作用。

4 故障原因分析及判断方法

通过HVB控制单元工作原理分析，HXD1B0066机车控制板故障造成主断反馈信号丢失而无法合闸的原因归结起来主要有以下三类：

4.1 延时继电器故障。主断路器控制单元板延时继电器工作不稳定，造成合闸延时过短，主断路器合闸不到位后导致主断状态辅助联锁接触不良。通电后，通过时间继电器吸合和断开声判断继电器是否工作，同时使用万用表测量时间继电器在吸合时输出端有电压输出、断开时无电压输出。

4.2 输出回路MOS故障。主断路器控制单元板MOS管G、D、S级特性故障不导通引起电磁阀线圈无法得电。使用万用表检查MOS管漏电、短路、断路和放大性能。

4.3 68Ω、100Ω等分压限流电阻故障。风压输入回路、电磁阀输出回路电阻断路均可导致电磁阀回路中的MOS管没有导通引起电磁阀线圈无法得电。使用万用表测量压限流电阻分别在正常值±5%范围内。

通过现场检测HXD1B0066机车HVB控制单元风压输入回路中121K限流电阻断路故障导致HVB不合闸。

5结论

通过上述分析及元器件特性检测方法，并纳入BVAC.N99D型真空主断路器C5修工艺，加强BVAC.N99D型真空主断路器控制板检测手段，为真空主断路器故障修提供了有利的依据。

参考文献：

[1]徐瑞刚.HXD1B型机车真空主断路器的控制原理及故障分析.电力机车与城轨车辆，2013（3）

[2].何成才，周莉.HXD1B型电力机车主断路器故障分析.铁道建筑，2013（4）

作者简介

耿富海，武漢大功率机车检修段，助理工程师。