和谐1型电力机车油温传感器温度范围超限故障分析

张赛威 顾新东 钟鸿杰

摘  要：随着我国电气化铁路的不断增加，和谐1型电力机车经过多年技术积累已经成为电气化干线的主要牵引力量。和谐1型货运机车为大功率交流传动电力机车，被广泛应用于各大重载货运专线：大秦铁路、浩吉铁路、瓦日铁路、唐呼铁路等。因此，保障和谐1型电力机车安全平稳运行对于行车安全和运输通道的畅通至关重要，本文将重点针对油温传感器温度范围超限故障产生机理进行深入分析提出切实可行的故障处置方法。

关键词：电力机车、油温传感器、超限、分析。

1 故障概述

某和谐1型电力机车在库内整备过程中，微机显示屏报出“油温传感器2温度范围超限”故障，4s后该故障自动消除，故障发生后对机车进行各项试验均正常，下载数据进行进一步分析。

2 油温采集原理

和谐1型电力机车采用交-直-交电力传动技术，牵引变压器作为机车的关键部件用于把接触网上取得的25kV高压电变换为各种类型低压电，以满足机车上牵引电机和其它辅助电气的工作需要，其采用油冷的方式进行循环冷却。牵引变压器上安装两个电阻温度计，用来测量变压器油箱内油温的。电阻温度计具有电 接点，与机车计算机检测系统连接。计算机根据电阻温度计检测到的变压器油温来判断变压器的工作是否正常。

2.1 油温采集链路及原理

由和谐1型电力机车油温采集链路及原理示意图可知，油温由TCU进行采集，TCU通过模拟输入插件APB对油温传感器提供恒流电源，并采集油温传感器PT100铂电阻两端电压，经过模拟板内部的运算放大电路将采集电压放大后，通过TCU背板将放大后的电压传输至LCC插件的AD采样芯片，LCC将AD采样值通过AMS总线通信传送至SMC，SMC将AD采样值反算为电压后，再根据模拟板的放大系数，反算出PT100铂电阻的阻值，再根据PT100阻值与温度对应关系，计算出实际温度，并将该温度值通过MVB送至CCU。

2.2 故障报出逻辑

当CCU检测到油温变化率5度/秒持续2秒（即CCU将实时读取并循环比较 、 、 的油温值，当 - 、 - 的绝对值均大于5度，CCU将认为油温变化率大于5度/秒持续2秒），CCU将报出油温传感器温度范围超限。

3 故障时刻数据分析

机车回库后，通过下载网络数据（事件記录）、TCU数据对故障时刻的工况和变压器油温变化进行分析。

3.1 网络数据分析

通过网络数据分析，故障时刻电力机车变压器其他参数及功能均正常， “油温传感器2温度范围超限”故障在库内进行整备过程中仅出现1次。

3.2 TCU数据分析

正常时刻，主变压器油温稳定，油温在1-2℃波动，故障时刻TCU2采集的主变压器油温存在突变，从30℃变为35℃，之后又恢复为30℃，导致满足了CCU故障判断逻辑，报出了该故障。

4 故障原因分析

针对“油温传感器2温度范围超限”故障出现的原因的研究主要针对油温数据信号传递路径进行研究，可能出现的原因有以下3种。

4.1 变压器本身油温变化

变压器油为PT100传感器监测的源头，由于和谐1型电力机车配置两个PT100传感器对油温信号进行监测，因此，若变压器油温突变，两路采集信号会同时进行变化，达到故障触发条件后，报出该故障。

4.2 油温传感器本身故障

油温采集所使用的PT100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。PT100温度传感器是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变，因此若传感器内部本身故障会导致信号突变，达到故障触发条件后，报出该故障。

4.3 传输线路受到外部干扰造成故障

该情况与机车的运行环境和自身的电磁兼容有很大关系，若在PT100温度传感器至牵引变流器之间的信号传输线路上存在干扰，也会造成传输数据失真，达到故障触发条件后，报出故障。

5 总结

本文通过对和谐1型电力机车“油温传感器2温度范围超限”故障选取典型案例进行数据和故障逻辑分析，梳理了可能出现故障的原因，为现场故障处理提供了思路，当现场出现该故障时可通过该思路逐步进行排查，锁定故障发生的真实原因进行处理。

参考文献

[1]纪长龙.HXD3B型机车主变压器温度传感器故障分析及改进【J】.铁道机车与动车，2018，（06）.

[2]张曙光.HXD1型电力机车【M】.中国铁道出版社，2009.

2774501705310