淺談和諧型電力機(jī)車“小而廣”電氣故障防治措施

王 坤

(中國鐵路武漢局集團(tuán)有限公司武昌南機(jī)務(wù)段 湖北 武漢 430064)

和諧型電力機(jī)車電氣線路松、虛、短、破、水害等“小而廣”故障點(diǎn)多，因?yàn)榧?xì)、小而容易被檢修作業(yè)人員忽略，質(zhì)量隱患長期得不到及時、認(rèn)真整修，往往發(fā)展成質(zhì)量故障，最終造成機(jī)車故障(以下簡稱“機(jī)故”)、臨修。武昌南機(jī)務(wù)段結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，采取了一系列的防治措施，取得了一定成效。

1 “松”故障及其防治措施

1.1 蓄電池連線緊固螺栓松緩

因蓄電池箱體與箱體間、層與層之間連線長度余量較小，檢修人員作業(yè)不規(guī)范，在拖拽推拉箱體時帶動連線導(dǎo)致緊固螺栓松動，機(jī)車在運(yùn)行中控制電路失電，造成機(jī)故。為此，武昌南機(jī)務(wù)段將蓄電池箱體與箱體間、層與層之間較短的連線更換成較長的連線，并規(guī)范職工作業(yè)，要求對蓄電池連線安裝螺栓防緩標(biāo)識線，同時應(yīng)注意同步拖拽推拉箱體，切勿帶動連線。

1.2 端子排接線松緩

武昌南機(jī)務(wù)段配屬HXD3C280號機(jī)車因干燥器外接線排761號線柱脫槽與400號線柱碰接，造成制動自動開關(guān)QA50保護(hù)性跳開，引發(fā)機(jī)車故障。

為此，針對空氣干燥器外接線排安裝部位振動較大、頻次較高、易受污損的工作環(huán)境特點(diǎn)，提出檢修規(guī)范化，要求檢修人員在機(jī)車日常整備及C1～C3修程中加強(qiáng)對接線排的檢查，防護(hù)罩應(yīng)安裝牢固，無丟失、破損，各電纜緊固件應(yīng)齊全、安裝可靠，清潔無油污。

1.3 接插件未鎖扣到位

和諧型電力機(jī)車各屏柜以及部分電氣設(shè)備大都采用插件連接。在機(jī)車日常檢修中查找故障或更換不良部件時，檢修人員作業(yè)不規(guī)范可能會出現(xiàn)插接件未鎖扣到位造成機(jī)車在運(yùn)行過程中電器失電而引發(fā)故障。為此，武昌南機(jī)務(wù)段制定了相應(yīng)的防范措施，規(guī)定機(jī)車C1～C3修程中由專人確認(rèn)各插座、插頭鎖扣緊固狀態(tài)是否良好，再用尼龍?jiān)鷰нM(jìn)一步綁扎加固、用紅色油漆筆標(biāo)識防松緩線，機(jī)車日常整備作業(yè)過程中檢查發(fā)現(xiàn)尼龍?jiān)鷰笔А⒎浪删従€錯位時應(yīng)立即檢查確認(rèn)插頭是否松動。端子柜插座、插頭綁扎如圖1所示，機(jī)車司機(jī)控制器插座插頭防松緩線如圖2所示。

2 “虛”故障及其防治措施

武昌南機(jī)務(wù)段配屬HXD3C型機(jī)車在整備作業(yè)過程中，檢查故障履歷發(fā)現(xiàn)多臺機(jī)車運(yùn)行途中多次出現(xiàn)“PSU1，2運(yùn)轉(zhuǎn)停止”故障[1]，且均在1 min內(nèi)自動恢復(fù)，對相關(guān)電氣線路、繼電器進(jìn)行檢查，并添乘跟蹤，確認(rèn)為輔助變流器APU2的中間繼電器KBMC聯(lián)鎖動態(tài)虛接所致。

圖1 端子柜插座、插頭綁扎示意圖

圖2 機(jī)車司機(jī)控制器插座、插頭防松緩線示意圖

2017年9月份，檢查HXD3C036號機(jī)車故障履歷發(fā)現(xiàn)運(yùn)行途中3次出現(xiàn)“輔助變流器APU1故障”，故障現(xiàn)象為接觸器KM11、KM12均不閉合，庫內(nèi)試驗(yàn)檢查時閉合、時不閉合，經(jīng)調(diào)查分析確認(rèn)為APU2的中間繼電器KBMC聯(lián)鎖虛接所致。通過對中間繼電器KBMC結(jié)構(gòu)組成和工作原理進(jìn)行分析，提出了聯(lián)鎖虛接防治措施。中間繼電器KBMC配有4組相同的正聯(lián)鎖，原車設(shè)計(jì)時只使用了其中1組聯(lián)鎖，武昌南機(jī)務(wù)段通過采取將聯(lián)鎖輸入、輸出線并聯(lián)至其他2組聯(lián)鎖的措施(見圖3)，有效減少了中間繼電器KBMC聯(lián)鎖虛接故障的發(fā)生。采取并聯(lián)后，使用了3組聯(lián)鎖，只要有1組接通，線路就可有效導(dǎo)通，線路導(dǎo)通能力大大提升。

(a)KBMC聯(lián)鎖原車接線(b)KBMC聯(lián)鎖并聯(lián)接線圖3 HXD3C型機(jī)車中間繼電器KBMC聯(lián)鎖接線示意圖

3 “短”故障及其防治措施

3.1 電纜接地短路

武昌南機(jī)務(wù)段針對和諧型電力機(jī)車鋪設(shè)于側(cè)墻線槽、車體地面等部位的電纜，存在被出線口金屬硬物磨破的隱患，在機(jī)車C1～C3修程中采取墊絕緣膠皮、綁扎尼龍?jiān)鷰У膹?qiáng)化防護(hù)方式，及時消除了故障隱患。

3.2 雨刮器裝置線路短路

2016年10月19日，武昌南機(jī)務(wù)段配屬HXD3C650號機(jī)車Ⅰ司機(jī)室雨刷開關(guān)燒損；2016年11月23日，HXD3C647號機(jī)車Ⅱ司機(jī)室雨刷開關(guān)燒損。根據(jù)雨刷開關(guān)工作和控制原理，HXD3C型機(jī)車1個雨刷開關(guān)控制4個負(fù)載：司機(jī)室左、右雨刷電機(jī)，間歇控制裝置及刮雨器水泵。而兩次雨刷燒損問題均是由于雨刮器水泵電機(jī)短路引起的，輔助設(shè)備空開QA62，在上述兩件事例中未跳開，雨刮器水泵支路上無保險，而雨刷開關(guān)容量偏小，額定電流1 A，最終造成開關(guān)燒損。水泵電機(jī)短路的主要原因?yàn)橹绷麟姍C(jī)長時間使用后電刷到限造成。據(jù)此，提出在雨刮器水泵電機(jī)負(fù)線上加裝保險管的改進(jìn)措施，防止因雨刮器水泵電機(jī)短路引起的大電流流經(jīng)雨刷開關(guān)造成燒損。同時武昌南機(jī)務(wù)段為防止配屬的HXD3C型機(jī)車雨刮器電機(jī)在卡滯時產(chǎn)生的大電流燒損電線路，造成火災(zāi)隱患，在刮雨器電機(jī)電源負(fù)線上也加裝了保險管，效果較好。

4 “破”故障及防治措施

4.1 電纜老化破損質(zhì)量問題

武昌南機(jī)務(wù)段配屬HXD3C型機(jī)車配置的冰箱在使用一段時間后電源線絕緣層普遍出現(xiàn)嚴(yán)重老化、破損現(xiàn)象，電線火災(zāi)隱患突出，經(jīng)分析為廠家對電纜緣層選材不當(dāng)造成。為此，對冰箱電源線進(jìn)行了整體更換，及時消除了火災(zāi)隱患。根據(jù)冰箱使用最大功率，選用阻燃型、截面積為1.5 mm2的合格廠家的電纜。更換時電源線正線線號752接入Ⅰ端操縱臺XT801端子排17D孔，負(fù)線線號400接入XT801端子排13C孔，應(yīng)注意電源線極性不得接反，并重新做好線號標(biāo)識。

4.2 過壓吸收電阻燒損故障

針對配屬HXD3C型機(jī)車供電柜頂部安裝的過壓吸收電阻67R燒損質(zhì)量問題，分析為電阻工作功率值較小和散熱空間不足導(dǎo)致。將原功率為800 W管式過壓吸收電阻更換為功率為1 500 W波紋式大功率電阻(見圖4)，該型式波紋式電阻的表面噴涂有一種專用散熱的納米涂料，可增加電阻表面熱量25%以上的輻射，有效改善電阻散熱，同時在過壓吸收電阻原散熱蓋板下加裝鐵板支撐(見圖5)，有效提升了散熱空間。通過采取上述措施，過壓吸收電阻67R燒損故障得到了有效控制。

5 “水害”故障及其故障防治措施

5.1 車體漏雨、進(jìn)水

武昌南機(jī)務(wù)段配屬和諧型電力在運(yùn)用過程中出現(xiàn)不同程度車體漏雨問題，對此，根據(jù)漏雨部位的不同，采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。

圖4 過壓吸收電阻67R更換示意圖

圖5 過壓吸收電阻67R散熱蓋板加裝支撐示意圖

(1)由于HXD1D型機(jī)車頭燈玻璃設(shè)計(jì)未呈弧形、有一定仰角的緣故，容易積水漏水，雨水會進(jìn)入電務(wù)部門設(shè)備和司機(jī)室操縱臺內(nèi)電氣部件。武昌南機(jī)務(wù)段對頭燈玻璃內(nèi)重新填涂密封膠，并向制造廠家反饋了信息，廠家據(jù)此改進(jìn)了頭燈設(shè)計(jì)，取得了一定的效果。

(2)武昌南機(jī)務(wù)段針對HXD3C型機(jī)車側(cè)墻濾網(wǎng)進(jìn)水流入線槽的問題，要求檢修人員在機(jī)車整備及C1～C3修程中加強(qiáng)對車體側(cè)墻濾網(wǎng)的清洗和檢查，及時更換破損、性能不良的濾網(wǎng)；針對司機(jī)室頂蓋漏雨問題，要求加強(qiáng)車頂蓋吊裝工藝過程的現(xiàn)場把關(guān)，提高吊裝作業(yè)質(zhì)量。

(3)HXD3C型機(jī)車在大雨或降雪天氣運(yùn)用時，雨水、雪花易通過側(cè)墻濾網(wǎng)和風(fēng)道被車體通風(fēng)機(jī)抽進(jìn)車體，導(dǎo)致車體通風(fēng)機(jī)周邊的電器柜及連接插頭被水淋濕，給機(jī)車安全運(yùn)行帶來隱患。為此，武昌南機(jī)務(wù)段規(guī)范了車體通風(fēng)機(jī)的使用，提出了特殊天氣下機(jī)車車體通風(fēng)機(jī)的使用要求。乘務(wù)員值乘途中遇大雨或降雪天氣時，將控制電器柜車體通風(fēng)機(jī)Ⅰ、車體通風(fēng)機(jī)Ⅱ的空氣斷路器QA23、QA24逆時針旋轉(zhuǎn)至OFF位。天氣良好后，可將車體通風(fēng)機(jī)空氣斷路器QA23、QA24順時針旋轉(zhuǎn)至ON位。因大雨或降雪天氣，氣溫較低，不影響機(jī)車散熱，機(jī)車運(yùn)行中切除車體通風(fēng)機(jī)不影響機(jī)車正常使用。機(jī)車整備作業(yè)過程中，遇大雨或降雪天氣時，整備作業(yè)人員可將出庫HXD3C型機(jī)車車體通風(fēng)機(jī)切除，并與乘務(wù)員做好交接。同時制作提示卡片貼于控制電器柜車體通風(fēng)機(jī)空氣斷路器上方。卡片內(nèi)容為“提示：遇雨雪天氣請將QA23、QA24切除”。

5.2 車體外部插座進(jìn)水

(1)武昌南機(jī)務(wù)段配屬的和諧型電力機(jī)車在實(shí)際運(yùn)用過程不使用機(jī)車行燈插座。為防止意外進(jìn)水造成故障，將其進(jìn)行電隔離。HXD1D型機(jī)車行燈插座隔離方案：打開機(jī)車控制電器柜，將接在端子排(=92-X156.13)上的行燈插座正負(fù)線510731.13、510731.17、510722.13、510722.17用專用工具退出，并用自黏性絕緣橡膠帶包扎絕緣處理。

(2)隔離、密封集控插座，減少進(jìn)水造成的燒損、接地等故障。《中國鐵路總公司運(yùn)輸局關(guān)于DC600 V直供電旅客列車供斷電操作和故障應(yīng)急處置辦法的通知》(運(yùn)輛客車函[2015]501號)規(guī)定，自2016年2月1日零時起，DC600 V直供電旅客列車始發(fā)及途中換掛時，機(jī)次一位客車與機(jī)車之間的列供電集控電纜不再連結(jié)，供電手續(xù)辦理完畢后直接采用強(qiáng)制供電方式供電。

據(jù)此，武昌南機(jī)務(wù)段對和諧型機(jī)車集控插座的使用進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)范，要求配屬的HXD3C、HXD1D型機(jī)車供電柜控制箱面板上“集控”開關(guān)置于“隔離”位，并在插座膠圈面涂704硅膠再壓好外蓋，同時用鐵絲捆綁牢固，確保密封良好。機(jī)車日常整備作業(yè)中應(yīng)加強(qiáng)對插座密封狀態(tài)的檢查，密封膠破損時需檢查插座內(nèi)部橡膠圈是否完好、插針良好，無雨水進(jìn)入銹蝕，然后重新用密封膠施封。機(jī)車C1～C3修程中打開集控插座檢查內(nèi)部狀態(tài)，確認(rèn)良好后重新施封。

(3)隔離、密封重聯(lián)和電空制動插座[2]，防止進(jìn)水造成制動機(jī)非正常動作。武昌南機(jī)務(wù)段配屬HXD1D型機(jī)車自運(yùn)用以來，多次發(fā)生車端重聯(lián)和電空制動插座進(jìn)水，并造成機(jī)車頻繁非正常制動而引起機(jī)車故障。電空制動插座有2層防護(hù)，外側(cè)為插座體上橙紅色密封膠圈，內(nèi)側(cè)為插座蓋內(nèi)部密封墊，存在外側(cè)密封膠圈在實(shí)際使用中壓縮量較小或密封失效的可能。機(jī)車在實(shí)際運(yùn)用工況下，由于插座內(nèi)外存在較大的壓差(速度越高，壓差越大)，而電空制動插座的防護(hù)等級不夠高，可能造成雨水進(jìn)入到插座內(nèi)的情況。

據(jù)此，武昌南機(jī)務(wù)段結(jié)合無機(jī)車重聯(lián)運(yùn)用需求的實(shí)際情況，提出了甩線隔離防范措施：①HXD1D型機(jī)重聯(lián)插座隔離方案。在低壓柜端子排(=92-X156.33)中，用專用工具將線纜320171.855、320171.856、320171.857、320171.858退出，并用自黏性絕緣橡膠帶包扎絕緣處理。②HXD1D型機(jī)電空制動插座隔離方案。在低壓柜端子排(=92-X156.33)中，用專用工具將線纜281131.91、281131.92、281131.93、281131.94退出，并用自黏性絕緣橡膠帶包扎絕緣處理。甩線隔離后，在重聯(lián)插座密封膠圈和電空制動插座外蓋處涂704硅膠進(jìn)行強(qiáng)化密封，并用鐵絲和自黏性絕緣橡膠帶捆綁、固定良好。機(jī)車C1～C3修程中打開插座檢查內(nèi)部狀態(tài)，確認(rèn)良好后重新涂膠密封。

5.3 走行部安裝電氣部件進(jìn)水

HXD1D型機(jī)車走行部安裝的主變壓器油泵電機(jī)、油流繼電器以及壓力釋放閥微動開關(guān)因進(jìn)線方向設(shè)置不合理[3]，雨水易順著波紋管流進(jìn)電器內(nèi)部，造成機(jī)故、臨修。武昌南機(jī)務(wù)段將主變壓器油泵電機(jī)、油流繼電器進(jìn)線方向由原來的向上方向調(diào)整為向下方向，并在安裝面涂膠強(qiáng)化密封，在微動開關(guān)進(jìn)線孔進(jìn)行填膠包扎，同時建議機(jī)車設(shè)計(jì)制造廠家將微動開關(guān)進(jìn)線孔由原來的朝上變更為朝下方向，現(xiàn)該建議已在段內(nèi)新配屬661～668號機(jī)車上得到應(yīng)用，如圖6所示。通過采取以上措施，有效防止了走行部電氣部件進(jìn)水的質(zhì)量問題。

(a)微動開關(guān)朝上安裝狀態(tài)(b)微動開關(guān)朝下安裝狀態(tài)圖6 HXD1D型機(jī)車主變壓器壓力釋放閥微動開關(guān)安裝狀態(tài)圖

5.4 按使用特點(diǎn)切除、隔離電氣設(shè)備設(shè)施

(1)切除腳爐、膝爐和衛(wèi)生加熱裝置。武昌南機(jī)務(wù)段根據(jù)實(shí)際情況，無須使用機(jī)車司機(jī)室腳爐、膝爐和衛(wèi)生加熱裝置，故將其進(jìn)行切除。

①HXD1D型機(jī)車衛(wèi)生間加熱裝置切除方案：打開電源柜自動開關(guān)面板，用專用工具將衛(wèi)生間加熱自動開關(guān)(=77-Q46)處的3根接線770131.01、770132.01、770133.01拆除，并用自黏性絕緣橡膠帶包扎絕緣處理。

②HXD1D型機(jī)車司機(jī)室腳爐切除方案：打開Ⅰ端司機(jī)室操縱臺中柜門，用專用工具將腳爐、膝爐開關(guān)(=62-S126)2點(diǎn)接線621943.01拆除，并用自黏性絕緣橡膠帶包扎絕緣處理；打開Ⅱ端司機(jī)室操縱臺中柜門，用專用工具將腳爐、膝爐開關(guān)(=62-S226)2點(diǎn)接線622043.01拆除，并用自黏性絕緣橡膠帶包扎絕緣處理。

(2)按季節(jié)使用電加熱設(shè)備。 武昌南機(jī)務(wù)段針對配屬和諧型電力機(jī)車空氣干燥器、 撒砂裝置電加熱器以及司機(jī)室電取暖器僅在冬季使用的特點(diǎn)， 將HXD3C型機(jī)車控制電器柜上直流加熱斷路器QA60、 砂箱加熱斷路器QA73、 壓縮機(jī)預(yù)熱斷路器QA74、 交流加熱斷路器QA72置于關(guān)閉位， 并張貼提示標(biāo)簽，以防止電加熱設(shè)備意外進(jìn)水造成的輔助回路接地故障。

6 結(jié)束語

武昌南機(jī)務(wù)段通過持續(xù)實(shí)施以上防治措施，“小而廣”電氣故障得到了有效控制，2017年和2018年期間因“小而廣”故障引起的機(jī)故、臨修件數(shù)大幅減少，保障了行車安全和鐵路運(yùn)輸秩序。