浅析雾霾天气HXD3D客运电力机车跳主断的应急处置

浅析雾霾天气HXD3D客运电力机车跳主断的应急处置

郜业华

呼和浩特局集团有限公司呼和浩特机务段 动车运用车间

内蒙古自治区呼和浩特市010050

 摘要：HXD3D 型电力机车自投入运用以来发生多起因控制系统原因引发的机破以及高压隔离开关误动作导致接触网烧网故障。北方地区多次进入红色警戒，雾霾天气对电力机车运用安全构成了严重的威胁，由于雾霾天气，造成车顶高压设备绝缘值低，机车车顶雾闪频发，机车跳主断且主断闭合不上造成的机车故障率大幅增高，严重影响铁路运输秩序，为降低雾霾天气对铁路运输秩序的不良影响，提出了雾霾天气下电力机车应急故障处理及注意事项。

关键词：HXD3D；客运；电力机车

HXD3型电力机车作为我国新型大功率机车在现代铁路运输生产中发挥了重要作用，但同时也有一个逐步完善发展的过程。电力机车是原铁道部组织开发的六轴干线客运电力机车，它主要用于牵引时速160 公里的准高速旅客列车，其研制目的是通过加大机车的牵引功率，提升机车牵引力，以满足部分大坡度线路的旅客列车提速需求。为此,开发了 HXD3D 型交流传动客运电力机车，其最大持续运营速度为 160km/h，为目前国内运营速度最高的客运机车之一。HXD3D 型电力机车的出现，缓解了铁路系统准高速机车运用的紧张状况，填补了中国交流传动大功率机车在准高速范围内运用的空白。HXD3D 型电力机车列车供电系统为大幅提高运用质量，对其核心的列车供电控制系统进行了多项技术改进，以满足机车装备的技术进步需要。

一、HXD3D技术特点

HXD3D 型电力机车列车供电控制系统的开发设计中，对系统的整体结构和功能定义进行了优化和改进。HXD3D 型电力机车列车供电控制系统由主控插件、脉冲触发插件、DIO插件、电源变换插件、信号转换插件等 5 个基本通用模块组成，并采用冗余设计方式来提高系统可靠性，实现可控硅整流器的控制、列车供电系统的故障处置、列车供电系统输出侧保护、与机车网络系统的通讯等功能。列车供电系统的数字量逻辑信号从 DIO插件输入，经 DIO 插件的信号转换、数据总线处理后送入主控插件的微机控制芯片，实现列车供电系统的相关逻辑控制。主控插件的高速微机系统采用了多重处理器架构：主处理器采用了专业数字信号处理芯片，它主要完成列车供电系统特性控制、系统级故障保护以及 AMS 数据总线的管理等功能；协处理器采用了具备RISC 架构的 CPU 芯片，优化了人机接口功能，提供 U 盘数据转储、以太网通讯等功能；外围处理器采用了美国赛灵思公司的现场可编程门阵列芯片，它主要完成插件内部逻辑及外围信号的采集与预处理，将多路模拟量转换为数字量后送主处理器进行运算。

二、HXD3D型客运电力机车的构造和工作原理

北方雾霾天气严重，雾霾天气对电力机车运用安全构成了严重的威胁，由于雾霾天气，机车车顶雾闪频发，机车跳主断且主断闭合不上造成的机车故障率大幅增高，严重影响铁路运输秩序，为解决此类问题，我们做了如下分析：

1、HXD3D型客运电力机车主断路器的构造和工作原理

（1）HXD3D型客运电力机车主断路器的构造。HXD3D型客运电力机车目前采用22CBDPI型真空主断路器，断路器是机车与接触网之间电气连通、分断的总开关，是机车上最重要的保护设备，当机车发生严重故障时，主断路器能迅速、可靠、安全地切断机车总电源，从而达到保护电力机车的作用。

（2）HXD3D型客运电力机车主断路器的工作原理。HXD3D型客运电力机车22CBDPI型真空主断路器工作原理。干燥的压缩空气通过进气接头进入断路器后分为两路：一路通过调压阀进入储气缸；一路经过节流阀进入下绝缘子内腔中起到吹扫作用，保证下绝缘子内腔的干燥及清洁，确保断路器安全工作。闭合主断路器时，电磁阀线圈得电，打开电磁阀，储气缸中的压缩空气一路经电磁阀进入转换阀的控制腔，打开转换阀，另一路通过转换阀送入风缸，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。断开主断路器时，电磁阀线圈失电，电磁阀和转换阀均在弹簧的作用下复位，将风缸内的压缩空气释放掉，绝缘推动杆和主断路器的动触点在机械装置弹力作用下，向下移动，在小于40ms的时间内将真空断路器的主触头断开。

2、主断路器闭合控制。将主断路器扳键开关SB43(SB44)置于“合”位一次，可听到主断路器闭合声，此时操纵台上的状态模块显示灯“主断分”灭，微机显示屏上同时显示主断路器闭合。

三、雾霾天气造成机车跳主断的原因和危害及检查处理

1、原因。空气中的悬浮粉尘浓度超标，造成空气导电，车顶网侧高压电路通过空气直接对顶车放电或车顶高压绝缘子因爬电接地。因机车主电路发生接地，保护装置动作，机车跳主断；如果主电路接地点没有消除，主断路器无法闭合。

2、危害。车顶高压绝缘子发生爬电，绝缘子绝缘性能降低或丧失，再次升弓会造成烧断接触网网线事故。

3、检查处理。受电弓升起，网压表显示网压正常后，主断无法闭合，此时应检查：①库内试验开关SA75置正常位；②检查库用开关QS3、QS4、QSll(后续车取消)应处于正常位；③司控器手柄级位应处于“0”位；④检查两端司机室操纵台上的紧急按钮应处于正常位；⑤检查自动过分相按钮应处于正常位。运行中如遇到突发主断断开，主断无法再次合上，先从微机显示屏主断条件子目录中，查看主断不能闭合的故障原因。然后分析故障信息对机车进行故障预判和处理，通常应急处理方法有。1) 微机复位清除故障。如果故障清除，升弓合主断后继续运行。注意对于布赫继电器保护、压力释放阀动作清除保护的方法，将受电弓主断扳键开关都往后扳住不动，连续来回按压微机复位和隔离解锁键，持续时间 8 s( 当故障重复出现两次以上，此操作无效，如需清除故障必须连电脑清除故障) 。2) 系统断电复位，故障消除后，升弓合主断继续运行。3) 切除故障部件，冗余状态下继续运行，回段处理故障。4) 系统断电复位故障无法消除并且无法切除故障部件时，等待救援，回段处理故障。

4、雾霾天气应急故障处理注意事项。①雾霾天气机车运行应严格执行“一弓到底”的制度，尽可能减少升降受电弓的次数，防止发生弓网事故。②在处理机车故障时，应首先保证人身、设备和行车的安全。③处理故障时，应注意控制蓄电池电量的消耗，关闭不必要的用电设备。④机车发生车顶放电或车顶设备故障处理后升弓时，必须进行车顶绝缘性能检测。⑤进行车顶绝缘性能检测发现车顶对地绝缘值低时，严禁盲目升弓和闭合主断路器。⑥机车发生故障后，乘务人员在汇报时应准确提供故障时间、故障地点、机车运行状况，故障代码及故障描述。⑦乘务人员在机车运行中应及时查看机车微机显示屏的故障信息，并逐项按压显示屏键进行确认，确保机车有新故障发生时能及时发现，及时处理。

总之，铁路运输企业在运营过程中努力克服困难，保障了运输安全生产，但辛苦的背后，有时也迎来雪片般的运行晚点投诉。恶劣天气铁路行车，经常会发生行车设备故障，在处理故障时，首要的是防止次生事故的发生，其次才谈得上安全正点；HXD3D型电力机车作为国产新型客运机车，在铁路旅客运输工作中，它和HXD3C型电力机车已共同成为主型客运牵引动力。安全正点是铁路企业铁路旅客运输工作的生命线，掌握好新技术，使用好新设备，是新时代对铁路企业的要求，也是国家经济发展和社会进步的需要，同时还需要广大旅客的宽容和谅解。             

参考文献：

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