ZG150-1500型電力機(jī)車(chē)高壓電引入裝置故障分析及處理

于平和

(馬鋼(集團(tuán))南山礦業(yè)公司)

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ZG150-1500型電力機(jī)車(chē)高壓電引入裝置故障分析及處理

于平和

(馬鋼(集團(tuán))南山礦業(yè)公司)

摘要分析了馬鋼(集團(tuán))南山礦業(yè)公司ZG150-1500型電力機(jī)車(chē)高壓電引入裝置故障頻繁的原因，提出了針對(duì)性的改進(jìn)對(duì)策，闡述了改造實(shí)施的具體過(guò)程，以及投入使用后取得的效果。

關(guān)鍵詞高壓電引入裝置導(dǎo)電銅棒母排線(xiàn)接觸面接觸

馬鋼(集團(tuán))南山礦業(yè)公司在用ZG150-1500型電力機(jī)車(chē)16臺(tái)，每年擔(dān)負(fù)1 400萬(wàn)t礦巖運(yùn)輸任務(wù)。電機(jī)車(chē)使用1 500V直流電源，由牽引變電所通過(guò)遍布鐵路站場(chǎng)、區(qū)間的牽引網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)提供。設(shè)置在電機(jī)車(chē)車(chē)棚頂部的受電弓接觸牽引網(wǎng)絡(luò)銅滑線(xiàn)，通過(guò)貫穿車(chē)棚內(nèi)外的高壓電引入裝置，將直流電引入電機(jī)車(chē)高壓室，再分配到6臺(tái)350kW的牽引主電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)車(chē)車(chē)組運(yùn)行。

2014年以前，電機(jī)車(chē)高壓電引入裝置故障頻繁，故障一旦發(fā)生，電機(jī)車(chē)車(chē)組立刻癱瘓?jiān)阼F路線(xiàn)上，不僅本車(chē)組不能投入生產(chǎn)運(yùn)行，而且阻塞線(xiàn)路，影響其他車(chē)組運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)選礦廠(chǎng)因無(wú)來(lái)料而停產(chǎn)，對(duì)公司一條龍生產(chǎn)帶來(lái)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(jī)車(chē)高壓電引入裝置由受電弓、進(jìn)線(xiàn)母排、上端緊固件、高壓瓷瓶、導(dǎo)電銅棒、下端緊固件、引入母排組成。導(dǎo)電銅棒通過(guò)高壓瓷瓶緊密壓裝在機(jī)車(chē)高壓室頂棚，貫通室內(nèi)外，將牽引網(wǎng)絡(luò)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(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)車(chē)車(chē)組運(yùn)行。

2存在的問(wèn)題及原因分析

2011—2013年，高壓電引入裝置共發(fā)生故障193臺(tái)次，幾乎每周都會(huì)出現(xiàn)1～2臺(tái)電機(jī)車(chē)因高壓電引入裝置故障入庫(kù)檢修，給公司正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)秩序帶來(lái)很大影響，同時(shí)造成維修消耗居高不下。

通過(guò)對(duì)歷年故障的統(tǒng)計(jì)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(dǎo)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(dǎo)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(xiàn)接觸，接觸面積相對(duì)較小；②在機(jī)車(chē)運(yùn)行中螺母極易松動(dòng)，造成接觸電阻增大。在礦山惡劣的條件下，電機(jī)車(chē)在加速、沖坡和電力制動(dòng)過(guò)程中加載到6臺(tái)主牽引電機(jī)上的電流達(dá)到2 000A以上，再加上采場(chǎng)鐵路狀況造成的機(jī)車(chē)強(qiáng)烈振動(dòng)易誘發(fā)緊固螺母松動(dòng)，母排接觸電阻增大，接觸端子過(guò)熱燒損，最終造成高壓電引入裝置故障。

圖1　改造前的電機(jī)車(chē)高壓電引入裝置結(jié)構(gòu)示意

3改進(jìn)措施

為了克服電機(jī)車(chē)高壓電引入裝置存在的結(jié)構(gòu)缺陷，采用改進(jìn)銅母排和黃銅棒連接方式，變線(xiàn)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(jī)車(chē)運(yùn)行故障率和維修成本。改造后的電機(jī)車(chē)高壓電引入裝置結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖2。

圖2　改造后的電機(jī)車(chē)高壓電引入裝置結(jié)構(gòu)示意

1—受電弓；2—進(jìn)線(xiàn)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(jiàn)，銅母排和黃銅棒的連接方式改進(jìn)后，高壓直流電從受電弓到進(jìn)線(xiàn)母排,通過(guò)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(guò)機(jī)車(chē)頂棚到高壓室內(nèi),黃銅棒下端通過(guò)緊固M12螺栓引入室內(nèi)母排。在原有空間設(shè)置不變的基礎(chǔ)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(jī)車(chē)因機(jī)械振動(dòng)引發(fā)的高壓引入端和高壓引出端緊固螺母松動(dòng)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(shí)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(diǎn)鉆φ12.5mm孔，在銅母排的引入段和引出端80mm處折彎90°，對(duì)照黃銅棒兩端φ12.5mm孔距鉆孔。按照電機(jī)車(chē)實(shí)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(shè)備原有的安全間距，確保兩端接線(xiàn)母排連接牢固，雙螺桿連接杜絕母排和黃銅棒松動(dòng)，同時(shí)加大了連接面積，確保了大電流的通過(guò)，消除了因接觸電阻增加引起發(fā)熱的現(xiàn)象。

4結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)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(dǎo)電率提高了約50%，杜絕了因機(jī)車(chē)機(jī)械振動(dòng)而引發(fā)的高壓電引入端和高壓電引出端緊固螺母松動(dòng)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(yùn)行結(jié)果表明，改進(jìn)后的電機(jī)車(chē)從未出現(xiàn)過(guò)因高壓電引入裝置故障導(dǎo)致的車(chē)組停運(yùn)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(hù)、檢修費(fèi)用，減少了車(chē)組停運(yùn)損失，每年僅少用銅排銅棒50余副的經(jīng)濟(jì)效益就達(dá)15萬(wàn)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)。