HXD2B型機車主斷路器故障分析及預(yù)防措施

梁信棟

摘 要：采用真空斷路器可以徹底避免空氣斷路器閉合時拉弧造成滅弧室瓷瓶爆炸，非電性電阻瓷瓶爆炸，隔離開關(guān)軸折斷、主閥卡位、漏風、控制線圈燒損等慣性故障，減少機車線上故障率，保證鐵路運輸安全。同時采用真空主斷路器可延長主斷路器的檢修周期，減少維修工作量，降低檢修成本，提高機車運行的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：HXD2B型電力機車 主斷路器 故障分析 預(yù)防措施

中圖分類號：U269.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0064-01

在現(xiàn)有的和諧電力機車發(fā)展階段中，真空主斷路器有著不可替代的地位。它是機車高壓電器設(shè)備中尤為重要的一員，被放置于機車車頂中部，單項交流25 kV高壓電源是機車正常運行的必要條件，而真空主斷路器就是準確閉合和斷開電流的設(shè)備。下面以HXD2B型電力機車采用的22CB型真空斷路器為例進行分析，避雷器、電抗器及相應(yīng)的35KS或36KS型號的接地開關(guān)都可與該斷路器進行直接裝配。

22CB型真空斷路器的特點在于充分利用了真空的特性—高絕緣強度和燃燒時間短，主要將其作為一種介質(zhì)用于滅弧和絕緣之間，在絕緣瓷瓶中密封零部件，利用真空狀態(tài)下的，來進行滅弧。22CB型真空斷路器作為一種新型的主斷路器，主要適用于干線交流25 kV的各類型電力機車。

1 22CB型真空斷路器工作原理

（1）利用輔助空氣壓縮機對空氣加壓，空氣過濾器充分過濾壓縮空氣，之后流進調(diào)壓閥，調(diào)壓閥將對壓縮空氣壓力進行重新調(diào)整，調(diào)整為483 kPa后送入儲氣缸。

（2）在閉合主斷路器時，110 V控制電路給電磁閥通電，打開電磁閥，于是中繼閥的控制腔被經(jīng)過電磁閥的壓縮空氣充滿，同時打開中繼閥；通過另一路中繼閥送入真空主斷路器風缸，驅(qū)動活塞、絕緣推動桿和主斷路器的動觸頭上移，使真空斷路器閉合。

（3）斷開主斷路器時，扳鍵開關(guān)電磁閥線圈失電，在彈簧的作用下，使得電磁閥和中繼閥同時復(fù)位，排出壓縮空氣，在機械裝置彈力作用下，向下移動了絕緣推動桿和主斷路器的動觸點，使得真空斷路器的主觸頭斷開過程在極短的時間內(nèi)完成。

（4）串聯(lián)壓力開關(guān)和電磁閥，壓力開關(guān)在壓縮空氣的壓力保持在345～358 kPa時被打開，此時的電磁閥線圈也會失電，自動斷開主斷路器。同時要注意的是，當壓縮空氣壓力超過壓力開關(guān)設(shè)定的370～395 kPa時，主斷路器則被重新閉合。

2 故障現(xiàn)象及處理

2.1 合閘過程出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及處理

2.1.1 故障現(xiàn)象

合閘后無法實現(xiàn)分閘操作；儲能電機運轉(zhuǎn)不停止，甚至導(dǎo)致電機線圈過熱損壞。

2.1.2 原因分析

行程開關(guān)安裝位置偏下，致使合閘彈簧尚未儲能完畢，行程開關(guān)觸點已經(jīng)轉(zhuǎn)換完畢，切斷了電機電源，彈簧儲存的能量不夠分閘操作。

行程開關(guān)安裝位置偏上，致使合閘彈簧儲能完畢后，行程開關(guān)觸點還沒有得到轉(zhuǎn)換，儲能電機仍處于工作狀態(tài)。

行程開關(guān)損壞，儲能電機不能停止運轉(zhuǎn)。

2.1.3 故障處理

調(diào)整行程開關(guān)位置，實現(xiàn)電機準確斷電。

如行程開關(guān)損壞，應(yīng)及時更換。

2.1.4 預(yù)防措施

機車乘務(wù)員或檢查司機在倒閘操作時，應(yīng)注意觀察合閘儲能指示燈，以判斷合閘儲能情況。

檢修人員在檢修工作結(jié)束后，應(yīng)就地進行2次分合閘操作，以確定斷路器處于良好狀態(tài)。

2.2 分閘過程出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及處理

2.2.1 故障現(xiàn)象

斷路器遠方遙控分閘分不下來。

就地手動分閘分不下來。

事故時繼電保護動作，但斷路器分不下來。

2.2.2 原因分析

分閘操作回路斷線。

分閘線圈斷線。

操作電源電壓降低。

分閘線圈電阻增加，分閘力降低。

分閘頂桿變形，分閘時存在卡澀現(xiàn)象，分閘力降低。

分閘頂桿變形嚴重，分閘時卡死。

2.2.3 故障處理

檢查分閘回路是否斷線。

檢查分閘線圈是否斷線。

測量分閘線圈電阻值是否合格。

檢查分閘頂桿是否變形。

檢查操作電壓是否正常。

改銅質(zhì)分閘頂桿為鋼質(zhì)，以避免變形。

2.2.4 預(yù)防措施

運行人員若發(fā)現(xiàn)分合閘指示燈不亮，應(yīng)及時檢查分合閘回路是否斷線。

檢修人員在停電檢修時應(yīng)注意測量分閘線圈的電阻，檢查分閘頂桿是否變形。

如果分閘頂桿的材質(zhì)為銅質(zhì)應(yīng)更換為鋼質(zhì)。

必須進行低電壓分合閘試驗，以保證斷路器性能可靠。

2.3 真空泡真空度降低造成的故障現(xiàn)象及處理

2.3.1 故障現(xiàn)象

真空斷路器在真空泡內(nèi)開斷電流并進行滅弧，而真空斷路器本身沒有定性、定量監(jiān)測真空度特性的裝置，所以真空度降低故障為隱性故障，其危險程度遠遠大于顯性故障。

2.3.2 原因分析

真空泡的材質(zhì)或制作工藝存在問題，真空泡本身存在微小漏點。

真空泡內(nèi)波形管的材質(zhì)或制作工藝存在問題，多次操作后出現(xiàn)漏點。

分體式真空斷路器，如使用電磁式操作機構(gòu)的真空斷路器，在操作時，由于操作連桿的距離比較大，直接影響開關(guān)的同期、彈跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。

2.3.3 故障處理

在進行斷路器定期停電檢修時，必須使用真空測試儀對真空泡進行真空度的定性測試，確保真空泡具有一定的真空度。

當真空度降低時，必須更換真空泡，并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。

2.3.4 預(yù)防措施

當更換時盡量選用本體與操作機構(gòu)一體的真空斷路器。

機車乘務(wù)員在運行過程中或檢查司機在機車的整備過程中，應(yīng)注意斷路器真空泡外部是否有放電現(xiàn)象，如存在放電現(xiàn)象，則真空泡的真空度測試結(jié)果基本上為不合格，應(yīng)及時聯(lián)系檢修人員進行檢查處理。

檢修人員進行停電檢修工作時，必須進行同期、彈跳、行程、超行程等特性測試，以確保斷路器處于良好的工作狀態(tài)。

3 結(jié)語

為了保證主斷路器處于良好的工作狀態(tài)，應(yīng)加強日常的檢查與維護，同時由于其屬于車頂高壓電器設(shè)備，必須對其使用與維護的安全性納入重點檢查和試驗的項目。

參考文獻

[1] CoCo大功率交流驅(qū)動電力機車駕駛員手冊[Z].ALSTOM Transport SA，ISSUEC0/C0版，2010.

[2] 中國北車集團大同電力機車有限責任公司.HXD2B型電力機車電路圖[Z].大同：中國北車集團大同電力機車有限責任公司，2011，5.

[3] 中國北車集團大同電力機車有限責任公司.HXD2B型大功率交流傳動電力機車檢修手冊[Z].大同：中國北車集團大同電力機車有限責任公司，2011，5.