HXD1型電力機(jī)車高壓隔離開關(guān)故障與解決對策探究

摘要：電力機(jī)車是以電力作為能源驅(qū)動的車輪機(jī)車，具備功率大、牽引力強(qiáng)、速度快、過載能力強(qiáng)以及維修量低、整修時間少、運(yùn)營成本低等優(yōu)勢，但是在電力機(jī)車高壓隔離開關(guān)故障時，不僅會導(dǎo)致運(yùn)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(jī)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(jī)車；高壓隔離開關(guān)；開關(guān)故障；解決對策；貨運(yùn)機(jī)車 文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)車是株洲電力機(jī)車和西門子公司聯(lián)合研發(fā)的一種電力機(jī)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(yùn)機(jī)車，主要應(yīng)用在我國鐵路干線的貨運(yùn)方面，尤其是在朔黃輸煤的線路當(dāng)中，其應(yīng)用質(zhì)量非常高。雖然HXD1型電力機(jī)車具備許多的優(yōu)勢，其運(yùn)載能力非常強(qiáng)，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(fēng)、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(jī)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(jī)車高壓隔離開關(guān)故障分析

HXD1型電力機(jī)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(yùn)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(jī)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(jī)車的主要因素。借助對故障電力機(jī)車實行的詳細(xì)分析和跟蹤調(diào)查，將發(fā)生故障的高壓隔離開關(guān)進(jìn)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(jī)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(fēng)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(dá)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(diǎn)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(jìn)行實驗之后，實驗內(nèi)的運(yùn)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(jī)車的中心部位，接近兩節(jié)機(jī)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(jī)車停止工作1個小時之后，機(jī)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(jī)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(yùn)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(jī)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(rèn)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(dāng)中，如果此時司機(jī)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(yán)重，直到承受不了電力負(fù)擔(dān)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(jī)的行為有直接聯(lián)系，合理的操作應(yīng)當(dāng)是在電動機(jī)車上升受電弓之后，等待電動機(jī)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(dāng)合理地提高閉合主斷路器的等待時間，確保電動機(jī)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(diǎn)改成B組輔助聯(lián)鎖的常用觸點(diǎn)。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(fēng)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(fēng)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(jī)車高壓隔離開關(guān)發(fā)生故障的主要因素。

2 HXD1型電力機(jī)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(rèn)為應(yīng)當(dāng)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(jī)車進(jìn)行改進(jìn)，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(diǎn)，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(jī)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(yùn)行試驗歸納到日常整備工作當(dāng)中。要求在整備車時間內(nèi)完成日常的檢查，確認(rèn)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(diǎn)對電路進(jìn)行合理的改進(jìn)。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(jìn)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(jī)車的各個零部件完全處于閉合狀態(tài)，禁止電動機(jī)車帶電閉合。

2.3 針對電磁閥漏風(fēng)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(jī)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(jìn)行嚴(yán)格要求，對電磁閥以及國際扭力標(biāo)準(zhǔn)實行嚴(yán)密性檢查，保障通過檢查的所有電動機(jī)車電磁閥不會再發(fā)生漏風(fēng)以及松動的現(xiàn)象。與此同時，嚴(yán)格要求整備車間以及運(yùn)轉(zhuǎn)車間強(qiáng)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(yán)格按照相關(guān)工藝進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(fēng)的問題，能夠有效解決HXD1型電力機(jī)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(jìn)步，仍然需要對其進(jìn)行不斷創(chuàng)新，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)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(zé)任公司機(jī)輛分公司工人，研究方向：鐵路機(jī)車

檢修。

（責(zé)任編輯：蔣建華）