刘 峰 上海铁路局上海机务段

电力机车压缩机电动机、牵引通风机电动机等三相电机，长期工作中会出现电机定子对外壳产生漏电流，或者空调、窗加热等单相负载对保护地产生漏电流。当辅助回路内的漏电流值大于一定值时，辅助回路接地保护装置动作并切断主断路器。如果不排除故障或不切除保护将无法再合上主断路器，机车就无法接受接触网的电能，从而造成机车丧失牵引力，中断对列车车辆供电，使机车无法继续运行的严重"机破"故障。目前机车司机遇到辅助回路接地安全保护动作时，要在途中排除辅助回路接地故障困难非常之大且危及人身安全。为了维持机车运行，机车司机只能强行切除辅助回路接地安全保护功能。但是一旦有两点接地，将给机车电路及器件带来无可估量的危害，甚至有可能发生因接地短路电流诱发机车火灾的恶性事故。

上述问题，主要是因为接线不良、电气老化绝缘下降等原因造成。绝缘下降总有一定的发展过程，由此提出了电力机车辅助回路实时绝缘检测的对策，以及时预报辅助回路绝缘故障，及时采取相应措施。

1 预防电力机车辅助回路接地故障的对策

1.1 电力机车保护接地辅助回路工作原理

电力机车主变压器辅助绕组产生单相389V和229V交流电，单相389V交流电经劈相产生380V三相交流电供压缩机电动机、牵引通风机电动机、制动风机电动机、变压器风机电动机、变压器油泵电动机、主变流装置风机电动机列车供电风机电动机等三相负载使用，三相负载电机外壳与铁轨形成保护接地辅助回路；单相229V交流电对空调、窗加热、取暖器设备、饮水机等单相负载供电，单相负载外壳与铁轨也形成保护接地辅助回路。正常情况下，两辅助回路均无漏电流。一旦出现接线不良、绝缘层绝缘下降，辅助回路便会出现漏电流，当漏电流值大于一定值时，辅助回路接地保护装置动作并切断主断路器，继而就可能导致机车无法继续运行的严重"机破"故障。

1.2 预防电力机车辅助回路接地故障的对策

根据保护接地辅助回路工作原理，采用电力机车辅助回路实时绝缘检测，将从根本上预防辅助回路接地故障的发生。实时绝缘检测装置根据预设的绝缘电阻域值实时预报接地故障，能提醒机车司机或检修人员采取相应的处理手段，把故障消灭在萌芽之中。同时绝缘检测装置通过实时显示绝缘电阻值，也给故障机车的分析和检修带来方便，做到既给故障原因找寻、部位判定提供分析依据，有效提高检修质量和效率，又给机车电器设备的安全使用提供了技术保障。并且，可以在机车出库前对整个辅助回路的绝缘性能进行一次评价，一旦发现绝缘不良立即处理，杜绝机车带病出库。

2 电力机车辅助回路实时绝缘监测方案

以SS9型电力机车为例，给出辅助回路实时绝缘检测方案如图一所示。该方案采用微处理器直接测量和间接识别的方法判断故障点；采用机车通讯层的共享数据，不重复在三相回路增加采样设备，提高安全性和节约投资；选择285KE动作点以下电流幅度的80%处作漏电监测的动态范围，同时通过RS485数据口监视3MA～16MA的投切情况以及单相回路的漏电。单相回路采用零磁通判断法，即不发生泄漏时磁通为零，采用线性霍尔传感器加高精度小信号放大器采集微弱漏电信号。采集以下信号与通讯层监听数据共同组成判断依据：

a）i（201，202）和 i（203，202）的 电 流差；

b）i(285)；

c）i(206，205)的电流差；如要求具体区分单相负载则需增加采集点数；

d）在RS485通讯协议中获取3MA～16MA的运行工况。

图1 辅助回路实时绝缘检测方案

显示：采用三或四组四位LED数码显示器显示漏电流数据，分辨率0.01mA。

图2 D-U204-KLC外形图

报警：采用20个报警灯显示越过定值设备名称，直接反映异常位置。

另外，285KE漏电保护继电器采用荷兰MORS-SMITT公司生产的 DU204-KLC 110VDC（见图 2、图 3）。此继电器属瞬动中间继电器，额定功率2.22W，线圈电阻5252Ω，285KE与205间接有二极管。这些参数表明：该回路中电流峰值达到+20mA即会动作。因而选择0.01mA～16mA作本装置监控的动态区域较为合适。零磁通传感器的动态范围选择0.01mA～1mA。

实施本方案后，实时绝缘监测装置在随车运行中能够随时自动监视设备绝缘状况，记录每台设备的漏电流数据，为检修提供直接依据。

图3D-U204-KLC原理图

3 结束语

自电力机车投入运用以来，铁路系统研究采用了多种技术方案和装置以解决电力机车辅助回路接地惯性故障，但都未能坚持，在所查新的范围内未见文献报道。该对策解决了电力机车辅助回路惯性故障的问题，有助于把电力机车辅助回路惯性故障消灭在萌牙状态。

"电力机车辅助回路绝缘实时检测装置还需要在实践中进一步深化研究，比如如何实现故障点自动判断定位功能等，还需要进一步改进完善。