機車磁場削弱接觸器觸頭粘連處理方法總結

包文奎

【摘 要】從機車磁場削弱接觸器工作時的材料損耗及電路環境的角度提出了機車在磁場削弱時接觸器觸頭粘連的處理方法。

【關 鍵 詞】 磁場削弱時接觸器 粘連 觸頭

【中圖分類號】U260.1【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0235-02

機車在磁場削弱時接觸器粘連的故障經常發生，它嚴重地影響了機車牽引電機功率的發揮，致使牽引電機的轉速不能可靠調節，從而使機車運行的調速范圍擴展受到惡劣的影響，本文從機車磁場削弱接觸器工作時的材料損耗及電路環境的角度提出了機車在磁場削弱時接觸器觸頭粘連的處理方法。

一、 提高觸頭材料材質

由于觸頭材料在操作過程中有以下物理現象1、接觸電阻 2機械磨損3.電弧腐蝕4＼觸頭發熱與熔焊：當觸頭在閉合狀態下，由于過大的短路電流或過載電流會使觸頭發生高熱而形成熔焊，觸頭閉合過程中由于有一定程度的彈跳而產生的由弧也會使觸頭熔焊。5、剩余電流 6.電擊穿 7.材料轉移。所以對觸頭材質有以下要求：

1、 低的接觸電阻，盡可能高的導電和導熱性能。

2、 電弧腐蝕和機械磨損小，可使使用壽命提高。

3、 抗熔焊性能好，要求材料熔點高。

4、 剩余電流小，無弧能力強。

5、 長期工作不硫化氧化。

觸頭是開關電流中最關鍵的原件之一，隨著鐵路運輸的發展，對觸頭材料的要求也越來越高，第五十八屆電觸頭霍爾姆會議中，Ag氧化物觸頭材料是最活躍的專題，銀氧化錫觸頭材料是近年發展的一種新型無毒電觸頭材料，它具有熱穩定性好、耐電弧侵蝕及抗熔焊性能。實驗采用溶膠凝膠法制備納米SnO2粉末，通過摻雜、化學鍍包覆等工藝改善Sno2的導電性能及氧化物和銀沁潤性，降低了接觸電阻、改善組織均勻性，同感機械加工性能，各項機械物理性能，尤其是電氣性能均優于傳統觸頭，同時節約用銀，成本低并可減少使用部門的維修工時及費用，有較大經濟價值，值得在內燃，電力機車上推廣運用。

二、減小接觸電阻

這時所有科研人員都希望的。在這條路上也做了不少探索。

所有的有觸點電器，動靜觸頭接觸而導電，所以兩觸頭間就不可避免地存在著接觸電阻，而且它在工作狀態必然發熱引起的后果是極端嚴重的，使觸頭熔焊粘著。

接觸電阻的大小與1.接觸壓力2.觸頭形狀3.表面加工質量4.觸頭材質5.接觸面積6.觸頭溫度7.觸頭表面的化學腐蝕，氧化程度有關。

電流流過過大的接觸電阻，會使觸頭溫升超出允許范圍，從而加劇觸頭表面氧化，繼之接觸電阻增大惡性循環，影響到電路的參數，因此，將接觸電阻減低到最低的程度是我們的任務。

目前國內有一些減少接觸電阻的措施：

1. 采用導電，導熱性能良好地材料制成觸頭，或者做成覆蓋片焊在觸頭上。

2. 用彈簧在觸頭上造成足夠的接觸壓力

3. 提高觸頭面的加工精度。

4. 在研磨彈簧壓力下，使動靜頭沿靜觸頭表面有一個相對滾動和滑動的距離，相對的滑動，可以破壞表面的氧化膜，相對的滾動使動靜觸頭在斷開時的電弧產生在工作面的上部，避免了正常導電部分的燒損。

三、 觸頭分斷電弧熄滅：

觸頭分斷具有一定電壓和電流的電路時，相互分離的觸頭會產生火花或電弧，這時造成觸頭磨損燒毀和熔焊粘連的主要原因。下面提出幾個觀點和方案：

1. 磁場削弱接觸器屬于不分斷強負載接觸器，故不具有吹弧系統和滅弧罩。如東風4B，SS1，SS3和SS3B，SS4

2. 電弧的熄滅難易與電路參數有關。

對于磁場削弱接觸器接入負載后，電路的時間常數L/R可以計算出。

電弧能量中主要成分送電感中釋放的能量，為此時間常數T=L/R大時表示有較大的能量消耗在電弧中。電力機車的磁場削弱聯接器不出問題，而內燃機車磁場削弱聯接器觸頭燒損，粘連嚴重，這時因為電力機車有一個固定分路電阻，結果磁場削弱接觸器開斷電路的時間常數約為15ms而在內燃機車沒有固定分路電阻，磁場削弱接觸器開斷電路的時間常數約為50ms。據實驗表明，在內燃機車中增加一個分流1%的固定分路電阻，可大大地減弱磁場削弱接觸器觸頭的燒毀和粘連。

3、 將電感（牽引電機的勵磁繞組）存的磁場能量釋放的過電壓（在磁場削弱接觸器主觸頭開斷時）消除。

（1）電感兩端并聯電阻

（2）觸頭兩端并聯電阻

（3）電感兩端并聯阻容器件

（4）電感兩端并聯二極管

（5）在觸頭兩端并聯電容

4、加設滅弧觸頭，使主觸頭在極小負荷下開斷從而保證了主觸頭不至燒損粘連，滅弧觸頭做成格式，觸頭不用碳精作成，其接觸電阻不大，不易被燒損，同時耐電弧。

5、主觸頭用銅板作成格式接觸的觸頭系統。

6、如果是主觸頭閉合過程中振動造成觸頭機械撞碰電流產生的電動斥力共同作用下，觸頭閉合的瞬間振動的幅值恰好使得動，靜觸頭間出現很小的間隙，造成一連串電弧，當高溫電弧在動靜觸頭接點局部溫度達到金屬熔化點時，將有幾部金屬被熔化，熔化的金屬凝固使觸頭粘接，這要調整彈簧壓力，調整觸頭參數，使吸力特性和反力特性配合好，將緩沖用的板簧改成圓簧，經實踐效果良好。

四. 選用具有高可靠性的新型聯饋觸頭

目前，我國機車電器上的聯饋觸頭工作性能都較差，迫切需要改造，研制大容量的輔助觸頭。

性能差的原因：1.觸頭閉合接觸壓力不夠，根本不能破除接觸面各種非導電化學復合膜層。2. 觸頭材質不純，3.觸頭閉合無滾滑研磨過程。

因此，需選用具有高可靠性的新型聯饋觸頭。

株洲電力機車研究所研制出YKY1型聯鎖觸頭該產品為全密封防止觸頭受周圍環境的污染。

分析傳統聯鎖觸頭工作性能差的主要原因：

1、 觸頭閉合后的接觸壓力不夠，根本不能破除接觸面的各種非導電化學復合膜層，有些觸頭表面上看到動靜觸頭已經接觸閉合，但實際上根本沒有接通，呈虛接狀態，只有用表才能測出觸電是否接通，有的為似通非通狀態，此種情況找出故障尤為困難。

2、 觸頭材質不純，聯鎖觸頭一般均采用銀接點，有些銀接點含有較多的其他雜質，觸頭分斷時產生放電現象，將使表面傳送大量黑色物質層，隨著黑色物質層的不斷增加，觸電的接觸電阻顯著增加，致使觸頭接觸面處于半導體狀態，致使觸頭剛閉合接觸時就產生放電起弧現象，當觸頭最終閉合時，有處于不導通的狀態，所以觸頭再行分斷時不再產生放電起弧。

3、 觸頭閉合時無滾滑過程或滾滑研磨距離甚微，動觸頭不能自動消除接觸點或接觸線上的塵埃，其他臟物，觸點缺乏凈化能力，無滾滑研磨過程的聯鎖觸點，另一缺點是自我恢復能力差，一旦觸點由于各種原因，在觸頭間產生放電起弧，使觸頭接觸面出現凹凸不平接觸不良的現象，觸點則很難恢復到正常接觸的工作狀態。

4、 觸頭選用不當，也是造成輔助觸頭使用壽命短，容易燒損的主要原因。觸頭的額度工作電流和約定發熱電流時兩個決然不同的概念，約定發熱電流時指聯鎖觸頭長期工作通過的電流，其觸頭溫升不得超過極限允許溫升。額定工作電流指聯鎖觸頭具有分斷能力的電流，對于感性負載額定工作電流僅為約定發熱的十分之一左右。觸頭的額定容量是指它的“額定電流”及上述的約定發熱電流，是用溫升來考核，一般由它來決定載流體的尺寸，不能要求觸頭來分斷額定電流或接近額定電流，觸頭的通斷能力是考核其非正常工作狀態下的性能，如果觸頭使用在這種工況下，其壽命將使很短的，正確選用觸頭是在一定的工作電壓下選用與電壽命次數相關的電流。

TYK型聯鎖觸頭在很大程度上解決了上述的問題而且質輕體積小，準確可靠。

它具有以下產品性能：

1. 彈簧性能穩定，觸頭壓力小。

2. 觸頭通斷能力強，動作可靠。

3. 觸頭接點接觸良好，接觸電阻較穩定，觸電溫升不高。

4. 運動部位磨損小，機械壽命長。

可以推廣到各型內燃電力機車的牽引電器上作輔助觸頭，當然對各型磁場削弱接觸器的輔助觸頭也非常適用。

五、消除風動裝置的故障

風缸應無裂紋，砂眼，破損及變形（輕微者允許焊修）缸銅套與活塞桿配合間隙不得大于0.4毫米，否則應更換銅套，更換時套與座的過盈量大于0.06毫米。

風缸座與缸蓋結合面應平整，風缸蓋與電空閥座安裝應平整，不平時允許挫修。

檢查風缸，皮碗應無裂紋，破損，老化，變形，與風缸內壁貼合狀態良好，不良者應更換。

檢查彈簧狀態應良好。

檢查調整螺栓應無裂紋，偏磨，脫口現象不良者更換。