淺談電力機車電器的可靠性

摘要：同一般的工業電器相比，電力機車電器的工作條件更為惡劣。電力機車電器動作非常頻繁，且承載連續和強烈的機械振動，這些都直接影響電器元件的使用壽命。一旦機車電器發生故障，就會很大程度上影響著電力機車性能的好壞，從而影響機車運行的安全性和可靠性。因此，最大程度地考慮電器配件壽命問題，保證機車電器可靠檢修顯得尤為重要。

關鍵詞：電力機車；電器；可靠性；壽命

一、可靠性維修

可靠性維修，是指在實際的維修作業過程中，考慮到元件的壽命問題，盡最大程度減小人為失誤，通過有效的技術手段降低出現質量隱患的概率，保證機車的可靠運行。

二、目前電器配件維修存在的不足

電器配件所在的環境比較惡劣，例如灰塵大、污染強、潮濕、震動等，且在長時間的工作狀態下，電器元件容易發生磨損、老化、變形、損壞等。目前電力機車電器在維保中有兩個問題：一是在實際維修中，維保人員不注意電器配件的壽命問題，即電器配件無論新舊不加以甄別就重新使用；二是機車電器在設計上存在不足，即產品的設計強度一定要大于產品實際工作能力，或者說產品在設計時應留有足夠的余量。

本文主要以繼電器和接觸器為例來介紹。

三、機車電器可靠性檢修

（1）高度重視電器的壽命問題。電器配件存在電壽命和機械壽命問題，拆下的舊件或零件如果不進行壽命甄別就加以使用，從可靠性檢修來講，就存在嚴重的質量隱患。從目前的電器維修來看，產品的壽命問題往往容易被忽略，這在機車檢修過程中是應該人為避免的。

①對于超過機械壽命的電器元件，均應按報廢處理；②對于超過電壽命未達到機械壽命的元件，只能對其機械部分考慮回收，無論電器部分表面技術特征是否良好均不得使用；③對于電壽命期內的電器部件，再次安裝使用前必須經過修復，且要按工藝對技術參數作嚴格的測試，同時還應該對其進行老化試驗，以保證產品質量的可靠性。

（2）“新品不等于合格品”。新的電器配件在使用前也要進行檢查和測試，要樹立“新品不等于合格品”的觀念。成都地鐵4號線GCY300型內燃工程車多次出現柴油機啟動故障，經排查后發現啟動繼電器主觸頭接觸電阻偏大，導致啟動馬達電磁開關無法吸合到位。后經測量，同一批次的新產品，就出現過主觸頭的接觸電阻偏離正常范圍的案例。

（3）提供一定數量的電器備件。電力機車電器的易耗、易碎、易燒損件應該有一定數量的備件，如接觸器的輔助觸頭、滅弧罩、彈簧、膠木等。目前成都地鐵的材料供應體制和生產需求不大相符，供應目錄上只規定了一些大的部件或者組件，對于一些零件沒有組織供應，尤其是電器類。有些零件是外部產品，即使外購回來，往往性能較差，達不到原圖紙的設計要求，也就無法保證電器運用的可靠性。備有一定數量的電器零件，也可以為以后機車的中修、架修打下基礎。

（4）正確的維護、保養。一個電器有自身的結構特點，應嚴格按照其使用要求進行維保作業。比如：目前成都地鐵工程機車的通風條件比較弱，為了防止塵埃對電器的影響，應經常清掃、保潔，隨時注意觸點的潔凈來保證其可靠工作；減少疲勞損傷引起的故障，就要盡量消除應力集中點，可以通過提高零件表面的粗糙度，加強零件材料表面保護等來實現。

四、提高產品設計制作的可靠性

從本質上講，電器配件在設計制作時就決定了該產品的維修特點和維修指標，日常的維保只是在保證其“使用可靠性”。因此，機車電器在設計時就應提高其工作強度，在制作時提高工藝性，如果不把這兩個問題重視起來，即使各種繼電器、接觸器開斷能力再高，性能指標再好，也會有發生各種電氣故障的隱患。

產品在設計時在各個方面都留有一定的余量，必須保證其工作強度大于工作應力。電器結構的強度問題是與綜合結構設計、材料選擇、疲勞強度選擇、機械力大小與其作用的均勻程度、動作阻力等相關，這就要求在設計時要正確參照參數、合理選擇材料、合理設計結構。

（1）合理選擇材料。機車電器使用條件比較苛刻，因此在設計時一定要根據性能要求，合理選擇材料。例如：采用疲勞強度較高的材料，可以增加電器配件的機械壽命；避免使用紙質或棉質的布帶、布繩作主要絕緣，因為這些材料在潮濕條件下會影響絕緣電阻，盡量選擇耐潮濕的電器絕緣材料；金屬材料在連接的時間久了，可能會產生電化學腐蝕，在設計時要參照金屬接觸的推薦標準選擇材料等等。

（2）設計時充分考慮可靠性。機車電器有自身的工作特點，在產品設計時要考慮到如何提高承受能力。例如：對于有觸點控制的機車來說，電磁線圈及電控閥線圈在開斷的過程中，會產生操作過電壓。因此在電路及線圈中要采取抑制過電壓的措施，防止電磁線圈及電控閥線圈發生擊穿燒損；設計電器應盡可能的保證結構件的受力均勻，如繼電器的常開、常閉觸頭布置盡量勻稱，避免銜鐵的受力偏斜造成動作卡滯；有些電器高壓條件下產生較大的才沖擊，在設計傳動機構時應適當考慮減小沖擊力、設置緩沖裝置來吸收沖擊能量，以提高機械壽命。

（3）提高生產工藝。在各制造廠的情況來看，制造工藝不穩定，為以后機車的穩定運行埋下一定的隱患。因此，配件在批量生產時，必須達到規定的工藝流程和設計要求，并且有明確的檢驗制度去保證生產的可靠性。

產品的可靠性不是僅僅追求小、巧、輕、美，而是通過新技術、新材料、新結構、新工藝來增加產品的使用壽命。機車電器的批量很少，因此在設計中還可以要考慮到通用化、標準化，使內燃機車和電力機車的電器配件通用、提高機車電器批量生產的角度來提高質量，便于廣泛吸收新技術。

五、總結

在實際的維修作業中，我們要認真學習規章制度，培訓學習提高檢修作業技能，盡可能的減小人為出錯的概率。提高電器的可靠性檢修，不能光憑我們手摸眼看，要借助儀器、工具來測量，用數據來把控質量。

參考文獻：

[1]于乃術.關于機車電器可靠性檢修探討[J].電力機車與城軌車輛，2009.06.

[2]陳開運.提高機車電器可靠性.

作者簡介：李文鵬，男，西南交通大學電氣工程及其自動化。