ZG150-1500型電力機車高壓電引入裝置故障分析及處理

于平和

(馬鋼(集團)南山礦業(yè)公司)

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ZG150-1500型電力機車高壓電引入裝置故障分析及處理

于平和

(馬鋼(集團)南山礦業(yè)公司)

摘要分析了馬鋼(集團)南山礦業(yè)公司ZG150-1500型電力機車高壓電引入裝置故障頻繁的原因，提出了針對性的改進對策，闡述了改造實施的具體過程，以及投入使用后取得的效果。

關鍵詞高壓電引入裝置導電銅棒母排線接觸面接觸

馬鋼(集團)南山礦業(yè)公司在用ZG150-1500型電力機車16臺，每年擔負1 400萬t礦巖運輸任務。電機車使用1 500V直流電源，由牽引變電所通過遍布鐵路站場、區(qū)間的牽引網(wǎng)絡實時提供。設置在電機車車棚頂部的受電弓接觸牽引網(wǎng)絡銅滑線，通過貫穿車棚內(nèi)外的高壓電引入裝置，將直流電引入電機車高壓室，再分配到6臺350kW的牽引主電機，驅(qū)動電機車車組運行。

2014年以前，電機車高壓電引入裝置故障頻繁，故障一旦發(fā)生，電機車車組立刻癱瘓在鐵路線上，不僅本車組不能投入生產(chǎn)運行，而且阻塞線路，影響其他車組運行，嚴重時選礦廠因無來料而停產(chǎn)，對公司一條龍生產(chǎn)帶來的影響和損失非常大，必須采取有效措施加以解決。

1高壓電引入裝置

ZG150-1500型電力機車高壓電引入裝置由受電弓、進線母排、上端緊固件、高壓瓷瓶、導電銅棒、下端緊固件、引入母排組成。導電銅棒通過高壓瓷瓶緊密壓裝在機車高壓室頂棚，貫通室內(nèi)外，將牽引網(wǎng)絡提供的高壓電引入高壓室內(nèi)的高速斷路器，再分配到牽引主電機，驅(qū)動電機車車組運行。

2存在的問題及原因分析

2011—2013年，高壓電引入裝置共發(fā)生故障193臺次，幾乎每周都會出現(xiàn)1～2臺電機車因高壓電引入裝置故障入庫檢修，給公司正常的生產(chǎn)經(jīng)營秩序帶來很大影響，同時造成維修消耗居高不下。

通過對歷年故障的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)高壓電引入裝置故障頻繁的根本原因出在導電銅棒上下兩端的緊固件上。該緊固件由緊固螺母和鎖緊螺母組成，將內(nèi)外橋接母排旋固在導電銅棒兩端(圖1)，存在的缺陷主要有:①螺紋連接本質(zhì)是線接觸，接觸面積相對較小；②在機車運行中螺母極易松動，造成接觸電阻增大。在礦山惡劣的條件下，電機車在加速、沖坡和電力制動過程中加載到6臺主牽引電機上的電流達到2 000A以上，再加上采場鐵路狀況造成的機車強烈振動易誘發(fā)緊固螺母松動，母排接觸電阻增大，接觸端子過熱燒損，最終造成高壓電引入裝置故障。

圖1　改造前的電機車高壓電引入裝置結構示意

3改進措施

為了克服電機車高壓電引入裝置存在的結構缺陷，采用改進銅母排和黃銅棒連接方式，變線接觸為面接觸，不僅提高了緊固性能，而且增加了接觸面積，降低了接觸電阻，徹底消除了母排和黃銅棒連接端燒損隱患，降低了電機車運行故障率和維修成本。改造后的電機車高壓電引入裝置結構示意見圖2。

圖2　改造后的電機車高壓電引入裝置結構示意

1—受電弓；2—進線銅母排；3—φ50mm黃銅棒；4—上端緊固M12螺栓；5—高壓瓷瓶；6—下端緊固M12螺栓；7—引入銅母排

由圖2可見，銅母排和黃銅棒的連接方式改進后，高壓直流電從受電弓到進線母排,通過上端緊固M12螺栓連接到φ50mm黃銅棒上端,經(jīng)中間高壓瓷瓶穿過機車頂棚到高壓室內(nèi),黃銅棒下端通過緊固M12螺栓引入室內(nèi)母排。在原有空間設置不變的基礎上提高了引入母排連接的牢固性，接觸面積增大約50%，杜絕了機車因機械振動引發(fā)的高壓引入端和高壓引出端緊固螺母松動的現(xiàn)象，消除了該部位連接電阻增大而燒毀端子的故障隱患。

實施該改造的具體步驟：將φ50mm黃銅棒兩端的80mm螺桿沿軸向兩面刨去10mm，在平面上均分兩點鉆φ12.5mm孔，在銅母排的引入段和引出端80mm處折彎90°，對照黃銅棒兩端φ12.5mm孔距鉆孔。按照電機車實際安裝位置用M12螺桿、彈簧墊和平墊固定引入和引出銅母排，保持設備原有的安全間距，確保兩端接線母排連接牢固，雙螺桿連接杜絕母排和黃銅棒松動，同時加大了連接面積，確保了大電流的通過，消除了因接觸電阻增加引起發(fā)熱的現(xiàn)象。

4結語

改進后的高壓電引入裝置連接安裝方便，電氣連接面積增大，有效導電率提高了約50%，杜絕了因機車機械振動而引發(fā)的高壓電引入端和高壓電引出端緊固螺母松動的現(xiàn)象，消除了該部位連接電阻增大而燒毀端子的故障隱患。1a多的運行結果表明，改進后的電機車從未出現(xiàn)過因高壓電引入裝置故障導致的車組停運情況，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，節(jié)省了大量的維護、檢修費用，減少了車組停運損失，每年僅少用銅排銅棒50余副的經(jīng)濟效益就達15萬余元。

(收稿日期2016-04-05)

于平和(1969—)，男，工程師，243000 安徽省馬鞍山市向山鎮(zhèn)。