胡俊

摘 要：本文介绍了HXD1D型机车TDV10（01）型真空断路器结构及原理，主断控制电路系统包括主断硬线环路和控制继电器和微机网络。最后典型故障案例为处理类似故障提供思路。

关键词： HXD1D型机车;TDV10（01）型真空断路器;工作原理;主断硬件控制回路;TCU主断硬件回路;故障类型;案例分析

HXD1D客运交流传动电力机车装配TDVIO（01）型真空断路器，安装于网侧柜内，用于主电路开断和接通。本文介绍HXD1D型机车TDV10（01）型直立式真空断路器结构组成、主断控制电路系统、典型故障案例。便对于机车发生主断故障时，快速判断原因，降低处理该类故障的难度、缩短故障处理周期。

1 TDV10（01）型真空断路器结构及工作原理

1.1结构组成

真空断路器由高压电路、绝缘支持、驱动控制等三部分组成。高压电路部分包括高压输入端和高压输出端，其作用是可以开断交流电弧的真空泡。绝缘支持部分包括下绝缘子和内部操作杆组装，其作用是确保高压电路部分与地之间的绝缘性能。驱动控制部分由电空驱动机构和逻辑控制单元组成。

1.2工作原理

合闸时电磁阀得电打开气路，压缩空气进入传动气缸推动操纵杆，克服断路器快速脱扣弹簧机构的分闸弹力，驱动真空泡动、静触头运动闭合。同时保持线圈得电产生电磁力，通过吸合传动机构的金属活塞将断路器保持在合闸状态。电磁阀在控制单元板上时间延时继电器的控制下完成合闸后失电断开气路。分闸时保持线圈失电，失去合闸保持力，在快速脱扣弹簧机构的弹力作用下，真空泡动静触头迅速分开，断路器完成分闸。

2 主断控制电路系统

HXD1D型机车主断控制电路合闸、分闸控制由硬件电路和微机部分组成。硬件电路由主断硬线环路、控制继电器组成;微机网络控制系统由中央控制单元CCU、牵引控制单元TCU1、2组成，通过各模块的采集的输入信号，由软件功能模块产生继电器控制输出信号。

2.1主断硬线环路

由图1所示，机车控制DC110V电源通过I、II端紧急按钮、高压接地开关常闭触点、U99钥匙箱、压力释放阀常闭触点、布赫继电器，机车CCU根据数字量输入输出模块DXM33的E33_07点检测状态，判断主断硬环线回路是否准备好或正常。当E33_07检测的是高电平时，说明主断环线正常;当E33_07检测为低电平时，CCU判断为主断硬线环路断开提示。

2.2控制继电器和微机网络系统

主断路器要实现合闸、分闸控制，主要由主断控制继电器21-K01、21-K02来实现。每个控制继电器由微机网络系统决定其工作状态，牵引控制单元 TCU1和 TCU2内部节点闭合，再通过 CCU、TCU软件及硬件的自检后，与机车的主断路器硬件环路形成一个回路，实现机车的主断路器合闸、分闸控制。

3 常见故障类型分析

HXD1D型机车TDV10（01）型真空断路器故障分为两种类型，主断自身故障以及其主断控制电路问题。

3.1主断自身故障

TDV10（01）型真空断路器自身常见的故障有“主断卡分”、“主断卡合”故障。两种主断本身故障状态是通过数字量输入输出模块DXM33的E33_11、12点MIO主断状态来判断。其中E33_11点对应主断辅助触点11、12常开点，E33_12对应主断辅助触点21、22常闭点。主断辅助触点随主断主触头动作时通过联锁改变其状态。

3.2主断控制电路故障

机车主断控制电路故障主要有：机车主断控制电路主要由主断环硬件回路与TCU主断硬件回路构成。主斷硬件回路的状态由 CCU监控：110V电源经→紧急按钮→高压接地开关→U99钥匙箱→压力释放阀常闭触点→布赫继电器→输入输出模块DXM33的E33_07点，以上条件满足后主断硬件环路准备就绪，通过CCU允许合主断通道21-K01中间继电器线圈得电，其常开触点闭合;TCU主断硬件回路主要由：110V电源经→机车牵引控制单元TCU1、2内部触点→模式开关，经CCU判断主断合闸回路就绪后21-K02线圈得电，其内部常开触点闭合，主断闭合。

4 典型故障案例

4.1  2017年06月，某段配属HXD1D机车乘务员线上反馈机车途中出现“主断卡分”故障。机车返段后，下载微机数据进行数据分析。

根据微机严重故障数据记录机车在2017年6月27日18：51：50出现主断卡分故障。

如图2所示，波形图机车故障时刻“DXM11_0，司机室占用”为高电平，说明当时为I端操作;“DXMM33_06，主断环硬线回路状态”、“DXM35_03，TCU主断硬件回路”均为高电平，说明主断闭合条件均已满足，主断闭合回路已构成，初步判断机车主断控制电路无故障。此时“主断封锁位11”“主断故障（卡合、卡分、不明）”均同时出现高电平信号，说明主断内部出现故障，导致主断无法闭合。更换主断后分解，发现主断保持线圈线缆插头有虚接问题。

4.2  2016年06月，某段配属HXD1D机车，线上反馈IDU微机显示器显示“主断硬件回路断开”故障，主断无法闭合。机车返回后，查IDU微机显示器上IO数据，发现数字量输入输出模块DXM33的E33_07点处于低电平状态，微机屏上单独显示“主断硬件回路断开”故障提示。根据图2所示，使用数字万用表电压档利用机车控制电压依次测量主断硬件回路各项部件导通情况：I、II端紧急按钮→高压接地开关→U99钥匙箱→压力释放阀常闭触点→布赫继电器。最终发现I端紧急按钮上的I端紧急按钮12点上210623.01线鼻虚接导致，重新压接后故障消失。

5 结束语

文章对HXD1D型机车TDV10（01）型真空断路器及控制回路构成进行简要叙述，对主断硬线控制回路和TCU主断硬件回路构成及控制分析是处理故障的关键。最后故障案例分析为快速、准确处理故障提供了一些思路。给现场服务人员及机务段检修人员处理类似故障提供参考，确保机车正常上线运行。

参考文献：

[1]南车株机公司.HXD1D型电力机车维修手册【G】.株洲：株洲电力机车有限公司.2014

[2]郭晓鹏.HXD1型机车主断控制电路构成分析【J】.电力机车与城轨车辆，2010（1）

[3] 李 顺.樊运新.HXD1D型（160km/h）机车电气原理图【G】 .株洲：南车株洲电力机车有限公司，2013.