HXD1型机车高压绝缘检测系统典型故障分析与排查

舒 鑫，董明智

(资阳中车电力机车有限公司， 四川 资阳 641300)

0 引言

在HXD1型机车的日常运行过程中，机车顶的高压电气设备的绝缘性能会逐渐降低。造成这一现象的主要原因是复杂的环境变化以及高压电气设备绝缘材料随着使用寿命增加逐渐老化。如果机车的工作人员没能及时发现，当再次升起受电弓时，就会导致HXD1型机车顶的高压设备击穿，严重时还会导致受电弓的滑板与接触网接触时粘连或者烧断接触网。

1 HXD1型机车高压绝缘检测系统的组成及应用原理

在HXD1型机车高压绝缘检测系统中，机车电源和高压绝缘检测装置等部分共同构成了高压绝缘检测机制。系统工作的核心就是高压绝缘监测装置，由智能控制机制、总线隔离模块等部分组成。高压绝缘检测系统的工作原理是利用直流逆变交流技术和闭环开关电源检测技术进行车顶高压绝缘设备的检测。通过这个系统，机车内的蓄电池为高压电压互感器提供的DC110V直流电被转换成为正弦交流电，使高压电压互感器的一次侧感应生成25 kV的高压电[1]。通过高压电压互感器的转换功能，能够模拟出接触网的工作电压，通过这个模拟电压接入到车顶高压绝缘设备中，对其绝缘性能进行检测。由于蓄电池的输出功率小于接触网，通过对监控互感器一次侧的数据变化情况，就可以了解车顶高压绝缘设备的性能。当高压绝缘设备性能降低时，一次侧相应还会产生阻抗降低的情况，从而判断出车顶高压设备绝缘性能出现故障。通过装置的电压施加模拟，就能够掌握当前HXD1型机车车顶高压绝缘设备工作状态和绝缘性能。

2 HXD1型机车高压绝缘检测故障规律分析

通过对HXD1型机车高压绝缘检测系统组成和运行原理的研究，能够对其故障发生的类型和规律进行归纳和总结，为故障检测人员维修检测提供指导。从HXD1型机车高压绝缘检测系统发生故障的情况来看，故障发生的原因主要分为两种类型，一是由于系统自身装置和线缆异常导致的问题，这种故障包括了设备装置的老化损坏和异常连接；二是由于系统程序错误导致的故障误报或者冲突。对于不同的故障类型，检测人员可以针对性地进行检测排查，提高故障检测和排除的效率。当前，HXD1型列车高压绝缘检测系统中，优先对人为造成的线缆连接异常和电钥匙占用情况进行检测，然后再对可能发生损害的装置构件进行检测，从简单到复杂进行故障的排查，提高故障处理的速度。

3 HXD1型机车高压绝缘检测系统典型故障排查方法

在高压绝缘检测系统的日常使用过程中，能够对HXD1型机车顶的高压绝缘电气设备的绝缘性能进行有效的监控。本文通过检测系统多次对机车顶高压绝缘设备绝缘性能降低的检测结果和实际故障情况分析和总结，找出其中存在的联系，制定出更加高效的故障分析和排除方法，为HXD1型机车高压绝缘设备的维修和日常养护提供参考。

3.1 高压绝缘检测系统指示灯不亮且无法加电进行自检

故障表现：在高压绝缘检测系统出现指示灯不亮却无法加电自检的情况时，需要按照系统的组成进行故障原因的判断。出现频率相对较高的故障类型有电钥匙冲突、熔断器烧毁、线路电缆连接出现异常等。

故障处理：在发生此类情况时，首先对检测系统进行逐一排查，排查顺序参考故障发生的概率，从简单到复杂，从而提高排查的效率。首先可以检查电钥匙的冲突情况，确认故障是否因为电钥匙占用引起。确认后，选择备检车节的电钥匙。如排除电钥匙占用的原因，再进行熔断器工作转状态的检查，当熔断器被烧毁时，进行熔断器更换即可。最后进行检测系统的线路电缆连接检查，检查按照电缆、插座和电源的顺序依次进行，修正连接出现异常的线路，完成故障的排查和检修工作[2]。通过这种方法可以实现快速排查，及时解决检测系统的问题，提高故障排除的效率。

3.2 高压绝缘检测系统对绝缘设备的绝缘性能报警

故障表现：当高压绝缘设备的绝缘性能低于绝缘临界值时，绝缘检测系统就会报警。

故障处理：对于此类故障的排除，首先进行常规的排查，排查的顺序依然按照故障发生的频率和难易程度。此类报警可能出现的情况有：高压电压互感器的回路接地、主断路器没有断开、预设的绝缘检测系统报警值过低等。面对以上故障，首先对车顶高压设备的开关进行检测，确定开关状态符合检测的前提，再进行高压绝缘设备性能的检测，如果检测系统仍然报警，那么需要对车顶高压绝缘设备进行检查，看是否有异物进入导致出现故障，对绝缘设备进行清理[3]。清理完成后进行复检，如果正常则故障排除；若继续报警，则对检测系统的预设报警值进行排查，检查是否报警值设置太低，按照操作规范进行修正；修正完成后报警如果还没有消除，则需要对高压绝缘设备进行彻底检修。按照检修排查顺序，依次对电压互感器、导电杆和受电弓进行绝缘测试，寻找故障原因。对检测绝缘性能出现问题的部件进行更换，然后进行复检，直至报警情况消除。

3.3 接地测试电压0～1 kV报警

故障表现：当绝缘检测系统在测试0～1 kV接地电压报警时，首先要对高压电压互感器进行检查，造成此类报警可能性最高的就是互感器连接插头、插针、连接线断开；检查完成后对车顶高压设备接地开关进行检查。通过每个相关设备的开关状态检查，能够快速完成常见故障的排查工作，加快排查效率和设备故障检测的准确性。

故障处理：当双节机车的绝缘检测系统对接地测试电压报警时，排查方法有2种：①利用摇表测量。工作人员可以使用摇表检查高压设备，首先对设备接地点逐一进行排查，完成后再进行公共接地部位的检查。公共接地不稳检查完成后将机车重联线插头断开，找出发生故障的车节，最后对高压电压互感器的插头、插针、连接线和接地检测系统进行排查，一点点缩小排查方位，找到故障点进行排除。②降下受电弓，取出电钥匙。工作人员用万用表对互感器次边绕组[2a，2n]进行电压测量，正常情况下测量的数据应为0.14 V，然后继续甩掉次边负载，进行电压测量，如果AC测量值小于17～20 V，则可以判断是高压电压互感器开路。

4 结语

在HXD1型机车日常维护和检测中，车顶高压绝缘设备的检测是车辆维修检测的重中之重。绝缘性能降低，会对机车及电网造成损害，严重时可能发生安全事故。所以在日常的检测维修中，要根据检测系统的报警情况，认真逐级对机车高压设备进行检修排查，找出事故的成因，进行排除。通过对高压设备及绝缘检测系统运行原理及常见故障的分析，能够极大程度地提高故障排查效率，为车辆的安全使用提供保障。