關于鐵路客車斷路器裝用情況的研究

李海麟

（中國鐵路哈爾濱局集團有限公司齊齊哈爾北車輛段，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

0 引 言

斷路器俗稱“空氣開關”，又稱空氣斷路器（MCB為斷路器的英文縮寫），相當于刀型開關熔斷器、熱繼電器和欠壓繼電器的功能組合[1]。它是保護交直流電路內的電氣設備，使之免受過電流、逆電流、短路或欠壓等不正常情況的危害。2018年12月中國鐵路總公司（以下簡稱國鐵總公司）機輛部發布了《關于明確鐵路客車斷路器裝用有關要求的通知》（以下簡稱《通知》），要求各鐵路局集團公司對客車斷路器裝用情況進行普查和整治。2019年7月國鐵總公司機輛部對普查發現的交直流斷路器混用、參數規格不符、接線錯誤等方面的問題進行通報，其中重點關注的交直流斷路器混用問題占比45%，參數規格不符、接線錯誤等問題占比55%[2]。

早在國鐵總公司發文之前，齊齊哈爾北車輛段驗收室就在客車段修過程中發現空氣斷路器（以下簡稱斷路器）存在故障增多的跡象，并于2016年開始根據《鐵路客車電氣裝置檢修規則》（以下簡稱《電規》）、“施耐德”“ABB”“西門子”等公司的《斷路器選型手冊》以及斷路器產品的性能特點，對進入段修中的客車采取抽查的方式開展斷路器裝用情況的調查研究，以達到規范斷路器使用、減少故障發生、消除安全隱患的目的，結果如圖1所示。

圖1 抽查客車與斷路器故障情況

如圖2所示，至《通知》下發，調查工作持續到2019年，共計抽查客車1 492輛，發現問題86件，輛均0.06件（因2018年國鐵總公司發文以前沒有對DC 600 V供電裝置斷路器裝用方面的具體規定，所以在此之前沒有將其作為主要普查對象）。

1 斷路器裝用中存在的主要問題

1.1 斷路器選型錯誤造成參數規格不符和要求

調查過程中發現此類問題30件，占問題總件數的30.35%。一是斷路器額定容量與圖紙要求的電流值不符，存在標稱電流值大于圖紙要求電流值或小于圖紙要求電流值的情況。二是斷路器與圖紙要求的脫扣特性不符，存在應裝用“D”級特性的電路而裝用“C”級特性斷路器的情況。三是應使用帶有漏電保護的斷路器，而使用普通斷路器代替。四是使用隔離開關代替空氣斷路器。

圖2 斷路器問題分類對比

1.2 交流斷路器與直流斷路器混用

此類問題共發現17件，占問題總件數的17.2%。一是電器裝置在主機廠裝配完成后，由客車廠按照DC 600 V和AC 380 V客車供電制式的不同選配安裝在相應的客車中，而客車廠在總裝時發生了失誤，將應安裝到DC 600 V供電客車中的成套設備安裝在了AC 380 V供電的客車上，反之亦然。普查中共發現此類源頭質量問題2批次，涉及客車15輛以上。二是維修更換斷路器時選型錯誤，造成交直流斷路器混用。

1.3 斷路器接線錯誤

此類問題共發現11件，占問題總件數的11.13%。一是客車在主機廠或段修中安裝斷路器時，操作人員因不了解直流斷路器的工作原理或工作疏忽造成接線錯誤。二是檢測或試驗工作不到位，造成交流斷路器接線錯誤的問題沒有及時發現。

1.4 斷路器內部故障、過熱

此兩類問題共發現24件，占問題總件數的25.08%。一是斷路器動作機構出現故障發生卡滯、缺相以及不動作的情況。二是斷路器因常年使用沒有更新，內部零部件老化或接觸點接觸電阻增大，造成斷路器工作中產生過熱現象。

1.5 轉屬客車出現仿冒的斷路器產品

此類問題共發現4件，占問題總件數的4.5%。一是仿冒“ABB”品牌，使用標稱“ABBMEOD”的產品代替“ABB”產品。二是仿冒施耐德品牌產品，使用標稱“Scnulber”的產品代替“Schneider”品牌產品。

調查中發現，客車造修工廠源頭質量問題3批次，涉及客車30輛以上。某客車廠制造的軟臥客車溫水箱電路用直流斷路器代替交流斷路器；部分客車綜合控制柜裝用的客室電熱斷路器額定電流小于實際電路工作電流；部分客車集便器控制電路用直流斷路器代替交流斷路器。

2 斷路器選型和裝用不當會造成的危害

2.1 交直流混用的危害

一是直流系統裝用交流斷路器無法起到保護功能，存在安全隱患。二是部分DC 48 V系統裝用AC 220 V斷路器，不符合《鐵路客車斷路器選型列表》（以下簡稱《選型列表》）或《鐵路客車斷路器型號及應用說明》（以下簡稱《應用說明》）中的選型規則[2]。

2.2 參數規格不符的危害

一是與圖紙要求的電流值不符。部分斷路器標稱電流值大于圖紙要求電流值，無法起到過載保護、短路保護的功能；部分標稱電流值小于圖紙要求電流值，易導致誤脫扣或過熱，影響負載使用；少數因使用負載變化導致圖紙要求不適用，如5 kW電磁灶回路斷路器有時配8 kW電磁灶。二是與圖紙要求的脫扣特性不符。脫扣特性過低易導致誤脫扣動作，影響負載使用且縮短了斷路器使用壽命[2]。三是沒有使用帶有漏電保護的斷路器，當電路發生漏電時，斷路器無法起到應有的漏電保護作用。四是斷路器使用隔離開關代替，當斷路器斷開處于工作狀態的電路時，其內部觸頭在分離的瞬間會產生電弧，電壓越高或電流越大，電弧越強，會造成人身傷害。

2.3 接線方向錯誤的危害

直流接觸器接線方向錯誤影響斷路器滅弧性能和使用壽命，無法起到短路保護的作用[2]。交流斷路器接線錯誤會造成電動機相序反向，嚴重時會燒損電動機。

2.4 斷路器內部故障、過熱的危害

一是斷路器失去短路、斷路或漏電保護器功能，還存在出現誤動作的情況，失去對用電設備和電路應有的保護作用。二是斷路器過熱嚴重時會引起火災事故。三是會造成用電設備或電路燒損。

2.5 仿冒產品的危害

不符合《鐵路客車斷路器選型列表》或《鐵路客車斷路器型號及應用說明》中選型規則的產品，產品質量無法保證，不能適應鐵路客車斷路器工作環境需要，存在一定的安全隱患。

3 應對措施

（1）加強操作人員對《鐵路客車斷路器選型列表》和《鐵路客車斷路器型號及應用說明》的學習和培訓，熟悉交直流斷路器的工作原理、特性曲線等選型、接線和斷路器更換的具體要求。

（2）加強操作人員的責任意識教育，認真執行斷路器安裝后的檢查、試驗作業要求。

（3）嚴格落實《電規》中對斷路器接觸電阻的試驗要求，購置紅外線檢測設備及時發現斷路器過熱問題，達到“用工裝，保工藝”的目的。

（4）及時修訂和完善《斷路器檢修、試驗作業指導書》，有效發揮作業指導書對現場作業的指導作用。

（5）系統、全面做好客車廠造、廠修、轉屬客車的第一次運用檢修和段修檢查工作，及時發現并消除斷路器存在的源頭質量問題。

（6）采購并使用國鐵總公司《選型列表》中的產品，杜絕假冒偽劣產品裝車使用。

4 結 論

（1）通過對斷路器裝用情況的調查，梳理出斷路器存在的傾向性問題。

（2）通過分析斷路器存在的傾向性問題，制定有針對性的控制措施，使得斷路器的故障率由2016年的輛均0.11件下降到2019年的輛均0.04件，故障率減少64%，達到了規范斷路器使用、減少故障發生、消除安全隱患的目的。

（3）因為在國鐵總公司發文前已經對斷路器的裝用情況進行了調查，并采取了相應的控制措施，這就出現了國鐵總公司在2019年《通報》中“反饋信息差異較大”“個別鐵路局未發現其他各局普遍存在的問題”的結論。可見，提前做好有效防控，可很大程度上避免安全隱患的發生。