DBC-023型晶闸管测试仪故障研究.pdf

广西铁道2023年增刊DBC-023型晶闸管测试仪故障研究庄莉（南宁局集团公司南宁机务段，助理工程师，广西南宁530001）摘要：DBC-023型晶闸管测试仪是电力机车硅柜晶闸管专用测试设备，因测试仪内部元器件老化，集成电路失调，造成常常处于故障状态。通过增设清零电路和更换芯片调节集电路基准电压与参考电压比值，降低测试仪故障，确保安全运输生产。关键词：晶闸管测试仪；集成电路；芯片1引言DBC-023型晶闸管测试仪是电力机车“硅柜”检测重要设备。在车机中修过程中，通过对“硅柜”单只晶闸管逐一检测，把不同时期性能下降不合格晶闸管更换，防止“硅柜”在线击穿。根据南宁机务段2020年数据统计，如表1所示，16台机车中被测不合格硅柜有8台。一台硅柜由3组32个晶闸管组成，在检测仪正常时只须测出不合格的单只晶闸管更换，每只晶闸管3000元即可修复，如检测仪不正常，须整个硅柜更换。每个硅柜按出产价17.4万元计算2021全年共计节约成本139.2万元。表1硅柜不合格机车统计表序号12345678机车号SS7-0036SS7-0025SS7-0107SS7-0023SS7-0050SS7-0091SS7-0105SS7-0093修程中修2中修2中修1中修2中修2中修2临修中修2扣车时间2020.02.102020.03.302020.06.082020.07.062020.07.272020.08.172020.12.21交车时间2020.02.202020.04.112020.06.192020.07.182020.08.122020.08.282021.01.142测试仪组成及工作原理测试仪由供电变压器、调压变压器、高压变压器、过流保护控制器、晶闸管极性控制器、电流/电压取样电路、电压取样信号运算放大电路、电流取样信号运算放大电路、电压表显示电路、电流表显示电路十部份组成，如图1所示。图1DBC-023型晶闸管测试仪方框原理图“测试仪”通过调压器将AC：220V交流电从0-250V 无级地向高压变压器供电，高压变压器输出0-6.5kV整流后经过流保护控器及晶闸管极性控制器施加于被测晶闸管，被测晶闸管通过电压/电流取样，取样信号经运算放大和LED数显，来判断晶闸管断态电压（VDSM、VDRM）及断态电流（IDSM、IDRM），反 向 电 压（VRSM、VRRM）及 反 向 电 流（IRSM、IRRM）是否符合要求。3故障现象及原因分析3.1测试仪电流、电压表显示不规零测试仪开机后，电流、电压表显示不归零。被测晶闸管加载电压由电阻R1和R10分压，经W3设定22将电压信号加入 IC1 高增益运算放大器反向输入端，其输出端将放大后信号输入IC2高阻运算调零电路反向输入端进一步放大，其放大后模拟电压信号输入IC3信号采集电路输入端，最终将被测晶闸管加载电压信号送入数字电压表显示，如图2上框内电路所示。因IC2集电路的失调，使其输出不为零，在开机后设备电压表显示100多伏电压。同样，电流检测信号由电阻R9取样输入，由于IC7集电路的失调造成设备开机后其电流表显示几毫安，如图2图下框内电路所示。3.2 测试电压显示达不到设定值电路中，T1为自藕式调节变压器，T2为升压变压器。在测试过程中调节T1动臂C将工频交流电220V从0-250V无级调整向升压变压器T2供电，T2输出 0-6.5kV 经 D1-D55 整流加载于被测晶闸管Q。加载电压经R1、R10分压W3设定向电压显示电路提供电压信号。因设备长期使用分压电阻R1阻值变大致使输入电压放大电路中信号下降，造成测试电压显示达不到设定值，如图3所示。图2显示不归零分析示意图图3电压取样电路4解决方案4.1更新原芯片采用工业专用高阻运算调零LF356N陶瓷芯片和更换W2、W4，如图4所示。图4更换陶瓷芯片LF356N、电位器W2、W4示意图DBC-023型晶闸管测试仪故障研究23广西铁道2023年增刊4.2增加电压/电流最小调节清零控制电路设备上的自藕式调节变压器因长期使用后在调节回零时，其动臂的触点发生一定位移致使输出还存在一定的残压，残压通过高压变压器升压后输出十几伏电压也是造成电压表显示不归零的原因之一，因此增设电压/电流最小调节清零控制电路。在自藕式调节变压器的回零端安装两组微动开关，将2个正联锁K1、K2分别接入电压、电流信号的输出端，如图5所示，从而达到强制清零之目的，安装方式如图6所示。图5增设电压/电流最小调节清零控制电路示意图图6安装位置及方式4.3更新原芯片采用工业专用高增益运算UA741陶瓷芯片和R1、R10、W3，重新设定其比值，如图7所示。图7电压取样板4.4改进前后对比设备改造前后对比如图8、图9所示。图8改造前示意图图9改造后示意图5结束语在日常工作中，线上机车发生窜电现象所产生临修机车或中修机车须对硅柜进行检测，防止故障扩大。通过对DBC-023型晶闸管测试仪技术改进后，有效防止机车硅柜的在线烧损所造成的机破、机故的发生，确保机车运行安全，具有重大经济效益和社会效益。24