HXD1型電力機車高壓隔離開關(guān)故障與解決對策探究

摘要：電力機車是以電力作為能源驅(qū)動的車輪機車，具備功率大、牽引力強、速度快、過載能力強以及維修量低、整修時間少、運營成本低等優(yōu)勢，但是在電力機車高壓隔離開關(guān)故障時，不僅會導(dǎo)致運輸任務(wù)無法完成，還會威脅人身安全。對此，文章分析了HXD1型電力機車高壓隔離開關(guān)故障以及應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：HXD1型電力機車；高壓隔離開關(guān)；開關(guān)故障；解決對策；貨運機車 文獻標識碼：A

中圖分類號：U269 文章編號：1009-2374（2016）33-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.027

HXD1型電力機車是株洲電力機車和西門子公司聯(lián)合研發(fā)的一種電力機車，是一種軸大功率、雙節(jié)重聯(lián)交流傳動的載重量大的貨運機車，主要應(yīng)用在我國鐵路干線的貨運方面，尤其是在朔黃輸煤的線路當中，其應(yīng)用質(zhì)量非常高。雖然HXD1型電力機車具備許多的優(yōu)勢，其運載能力非常強，但是仍然存在一些問題，例如高壓隔離開關(guān)不動作或漏風、系統(tǒng)提示高壓隔離開關(guān)故障以及高壓隔離開關(guān)損毀等狀況。對此，研究HXD1型電力機車高壓隔離開關(guān)故障分析與對策有著顯著意義。

1 HXD1型電力機車高壓隔離開關(guān)故障分析

HXD1型電力機車于2007年在湖東鐵路段投入使用，自從使用以來，雖然有較大的運輸效益，但是高壓隔離開關(guān)的故障發(fā)生率依然比較高。尤其是在寒冬季節(jié)中，高壓隔離開關(guān)的故障率非常顯著。從2008年以來，HXD1型電力機車故障事件總共發(fā)生30余件，其中高壓隔離開關(guān)的故障總共發(fā)生事件就有近30件，高壓隔離開關(guān)故障是HXD1型電力機車的主要因素。借助對故障電力機車實行的詳細分析和跟蹤調(diào)查，將發(fā)生故障的高壓隔離開關(guān)進行拆卸分析和調(diào)查，最終結(jié)果顯示，高壓隔離開關(guān)發(fā)生故障的主要因素有4個方面：（1）因溫度差異而導(dǎo)致高壓閉合開關(guān)不到位；（2）高壓隔離開關(guān)放電損毀；（3）高壓隔離開關(guān)連接配件不合格；（4）高壓隔離開關(guān)組裝問題。

1.1 因溫度差異而導(dǎo)致高壓閉合開關(guān)不到位

在溫度低于-10℃之后，HXD1型電力機車在停止工作1個多小時之后，高壓隔離開關(guān)的閉合過程在超過5秒鐘之后，CCU會自動識別高壓隔離開關(guān)發(fā)生故障，升弓模式自動變更為雙弓，故障顯示器顯示高壓隔離開關(guān)已經(jīng)發(fā)生故障。經(jīng)過實地調(diào)研，在溫度過低時氣缸并無漏風現(xiàn)象，控制軸有凝霜現(xiàn)象，剛開始工作時所需要的時間比較長，閉合過程中所需要的時間過長。通過實驗，最長可以達到15秒。在擦拭控制軸上面的霜之后，實驗狀況并沒有任何的好轉(zhuǎn)，經(jīng)過多次的工作動作，閉合效率有明顯的提升。經(jīng)過拆卸氣缸之后可以看到油脂并沒有變色，但是有結(jié)塊現(xiàn)象，經(jīng)過室溫加熱之后結(jié)塊很快融化成為液化狀態(tài)，這一種類型的油脂固化點為

-20℃，但是實驗中-15℃仍然有固化現(xiàn)象。對此，在解題某一臺高壓隔離開關(guān)氣缸采集的油脂進行實驗之后，實驗內(nèi)的運行狀態(tài)均符合規(guī)定，所加入的新油脂為89D鋰基脂。除此之外，高壓隔離開關(guān)的位置在電力機車的中心部位，接近兩節(jié)機車的連接位置，在空氣流動的過程中，因為地理位置的特殊性，這一個位置是整個車溫度最低的空間，在電動機車停止工作1個小時之后，機械空間內(nèi)的平均溫度會高于環(huán)境溫度至少5℃，但是高壓隔離開關(guān)的溫度卻與環(huán)境溫度相同。針對這一問題，在高壓隔離開關(guān)的電磁閥以及氣缸周邊加裝電熱套，促使整個機車在低溫環(huán)境下長時間停留之后，借助電加熱套的溫度作用，高壓隔離開關(guān)的周邊環(huán)境有明顯改善，能夠正常運行。

1.2 高壓隔離開關(guān)放電損毀

高壓隔離開關(guān)放電損毀的發(fā)生主要呈現(xiàn)在軟連接、靜觸板以及刀桿方面，并且有明顯的放電痕跡。借助對原理圖實行的分析以及實際的考察證明，發(fā)現(xiàn)高壓隔離開關(guān)發(fā)生放電損毀的現(xiàn)象普遍是在低溫的閉合環(huán)境之下。高壓隔離開關(guān)在整個閉合過程中，因為溫度非常低，高壓隔離開關(guān)的閉合行為非常緩慢。經(jīng)過工作原理可以發(fā)現(xiàn)，在凸輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)5°之后，輔助聯(lián)鎖動作會把高壓隔離開關(guān)完全閉合的信號借助SKS3傳輸給CCU。在這個過程中，CCU會認為高壓隔離開關(guān)處于完全閉合狀態(tài)，能夠閉合主斷路器。可是實際上高壓隔離開關(guān)的觸頭正處于轉(zhuǎn)動閉合的行為當中，如果此時司機閉合主斷路器，便會導(dǎo)致高壓隔離開關(guān)的主觸頭發(fā)生放電，從而導(dǎo)致放電現(xiàn)象越發(fā)嚴重，直到承受不了電力負擔損毀或者是隔離開關(guān)完全閉合。除此之外，高壓隔離開關(guān)的損毀和司機的行為有直接聯(lián)系，合理的操作應(yīng)當是在電動機車上升受電弓之后，等待電動機車的高壓隔離開關(guān)完全閉合之后才能夠閉合主斷路器，應(yīng)當合理地提高閉合主斷路器的等待時間，確保電動機車的各個部位處于完全閉合狀態(tài)。但是在實際的應(yīng)用過程中，仍然存在許多不合理的操作方式。

借助模擬實驗以及實驗結(jié)果證明，因為輔助聯(lián)鎖的邏輯問題引發(fā)高壓隔離開關(guān)的放電損毀，借助對輔助聯(lián)鎖的優(yōu)化創(chuàng)新，將A組輔助聯(lián)鎖的常用觸點改成B組輔助聯(lián)鎖的常用觸點。通過這樣的方式，就能夠在高壓隔離開關(guān)完全閉合的前提之下，B組聯(lián)鎖才可以借助SKS3向CCU輸送閉合信號，從而規(guī)避帶電閉合的情況發(fā)生。

1.3 高壓隔離開關(guān)連接配件不合格

通過對高壓隔離開關(guān)的拆卸以及相關(guān)輔助部件的分析，發(fā)現(xiàn)電磁閥周邊的端面存在漏風的情況。對電磁閥實行測試的過程中，發(fā)現(xiàn)電磁閥在通電之后動作較為緩慢，并且伴有一定程度的漏風狀況。借助對電磁閥分解分析之后，密封螺栓以及緊固螺栓有明顯的松動情況。對松動的螺栓重新禁錮之后，在測試電磁閥時所有數(shù)據(jù)處于正常狀況。針對電磁閥的不合格狀況，立即對相關(guān)生產(chǎn)廠家提出了相應(yīng)的要求，并組織相關(guān)專業(yè)人員對電磁閥實行針對性檢查，尤其是緊固性方面的檢查，確保電磁閥的鏈接良好性。除此之外，除了電磁閥以外，對高壓隔離開關(guān)周邊的設(shè)備實行相應(yīng)的分析，確保高壓隔離開關(guān)連接配件的合格性。

1.4 高壓隔離開關(guān)組裝問題

高壓隔離開關(guān)的組裝以及檢修過程中，存在輔助聯(lián)鎖連接線路松動以及高壓隔離開關(guān)插座接住不良等狀況。這兩種故障都是引發(fā)電力機車高壓隔離開關(guān)發(fā)生故障的主要因素。

2 HXD1型電力機車高壓隔離開關(guān)故障應(yīng)對策略

針對上述所分析的多個故障因素，筆者認為應(yīng)當采取以下應(yīng)對策略：

2.1 針對閉合緩慢與閉合不到位的應(yīng)對策略

使用新型油脂對電力機車進行改進，例如使用89D鋰基脂。在使用89D鋰基脂之后，油脂完全能夠應(yīng)付寒冬季節(jié)的低溫特點，并能夠替代高壓隔離開關(guān)氣缸內(nèi)部的代替油脂并裝車應(yīng)用。借助小輔修修程，能夠?qū)㈦妱訖C車的高壓隔離開關(guān)的電磁閥以及氣缸加裝一套加熱套，并對加熱套的運行試驗歸納到日常整備工作當中。要求在整備車時間內(nèi)完成日常的檢查，確認高壓隔離開關(guān)是否處于正常狀態(tài)。

2.2 針對放電損毀問題的應(yīng)對策略

針對放電損毀的特點對電路進行合理的改進。例如，將A組輔助聯(lián)鎖的觸頭聯(lián)結(jié)在插座的T與S端口上，將B組輔助連鎖的觸頭連接到插座的R與P端口上。換而言之，就是將A與B組的輔助聯(lián)鎖常用觸頭進行調(diào)換，促使CCU在接收到的信號為高壓隔離開關(guān)真正處于閉合狀態(tài)之后的信號。與此同時，借助業(yè)務(wù)通知乘務(wù)員在閉合主斷路器之前必須保障機車的各個零部件完全處于閉合狀態(tài)，禁止電動機車帶電閉合。

2.3 針對電磁閥漏風故障的應(yīng)對策略

借助對相關(guān)廠家的狀況通報以及備忘錄介紹，杜絕今后全新的電動機車因為高壓隔離開關(guān)安裝工藝不到位而引發(fā)高壓隔離開關(guān)故障的情況發(fā)生，并對檢修車間的檢修工作進行嚴格要求，對電磁閥以及國際扭力標準實行嚴密性檢查，保障通過檢查的所有電動機車電磁閥不會再發(fā)生漏風以及松動的現(xiàn)象。與此同時，嚴格要求整備車間以及運轉(zhuǎn)車間強化對高壓隔離開關(guān)的日常檢修，在發(fā)現(xiàn)問題時及時解決。

2.4 針對高壓隔離開關(guān)組裝工藝不到位現(xiàn)象的應(yīng)對策略

針對組裝工藝的問題，必須嚴格按照相關(guān)工藝進行檢修，與此同時向相關(guān)廠家發(fā)放裝車的要求列表，杜絕電動機車在出廠之后發(fā)生任何的質(zhì)量性問題。對已經(jīng)到車輛段的電動機車在檢修車間實行一次全面的記名式全面檢查，杜絕電動機車接線不良以及接線松動等狀況。

3 結(jié)語

綜上所述，通過上述的故障因素以及相應(yīng)對策的分析和措施的實施，尤其是借助改善低壓輔助聯(lián)鎖電路，其最終呈現(xiàn)的收益非常顯著。截至2015年5月，HXD1型電力機車再無任何高壓隔離開關(guān)的損毀故障發(fā)生，并且尚未發(fā)生或發(fā)現(xiàn)高壓隔離開關(guān)閉合緩慢或漏風的問題，能夠有效解決HXD1型電力機車的高壓隔離開關(guān)故障問題。除此之外，伴隨技術(shù)的不斷進步，仍然需要對其進行不斷創(chuàng)新，從而獲得最大的經(jīng)濟效益。

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作者簡介：齊明浩（1987-），男，河北肅寧人，朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司機輛分公司工人，研究方向：鐵路機車

檢修。

（責任編輯：蔣建華）