淺談電力機(jī)車電器的可靠性

摘要：同一般的工業(yè)電器相比，電力機(jī)車電器的工作條件更為惡劣。電力機(jī)車電器動(dòng)作非常頻繁，且承載連續(xù)和強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)，這些都直接影響電器元件的使用壽命。一旦機(jī)車電器發(fā)生故障，就會(huì)很大程度上影響著電力機(jī)車性能的好壞，從而影響機(jī)車運(yùn)行的安全性和可靠性。因此，最大程度地考慮電器配件壽命問題，保證機(jī)車電器可靠檢修顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車；電器；可靠性；壽命

一、可靠性維修

可靠性維修，是指在實(shí)際的維修作業(yè)過程中，考慮到元件的壽命問題，盡最大程度減小人為失誤，通過有效的技術(shù)手段降低出現(xiàn)質(zhì)量隱患的概率，保證機(jī)車的可靠運(yùn)行。

二、目前電器配件維修存在的不足

電器配件所在的環(huán)境比較惡劣，例如灰塵大、污染強(qiáng)、潮濕、震動(dòng)等，且在長時(shí)間的工作狀態(tài)下，電器元件容易發(fā)生磨損、老化、變形、損壞等。目前電力機(jī)車電器在維保中有兩個(gè)問題：一是在實(shí)際維修中，維保人員不注意電器配件的壽命問題，即電器配件無論新舊不加以甄別就重新使用；二是機(jī)車電器在設(shè)計(jì)上存在不足，即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)強(qiáng)度一定要大于產(chǎn)品實(shí)際工作能力，或者說產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有足夠的余量。

本文主要以繼電器和接觸器為例來介紹。

三、機(jī)車電器可靠性檢修

（1）高度重視電器的壽命問題。電器配件存在電壽命和機(jī)械壽命問題，拆下的舊件或零件如果不進(jìn)行壽命甄別就加以使用，從可靠性檢修來講，就存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。從目前的電器維修來看，產(chǎn)品的壽命問題往往容易被忽略，這在機(jī)車檢修過程中是應(yīng)該人為避免的。

①對于超過機(jī)械壽命的電器元件，均應(yīng)按報(bào)廢處理；②對于超過電壽命未達(dá)到機(jī)械壽命的元件，只能對其機(jī)械部分考慮回收，無論電器部分表面技術(shù)特征是否良好均不得使用；③對于電壽命期內(nèi)的電器部件，再次安裝使用前必須經(jīng)過修復(fù)，且要按工藝對技術(shù)參數(shù)作嚴(yán)格的測試，同時(shí)還應(yīng)該對其進(jìn)行老化試驗(yàn)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。

（2）“新品不等于合格品”。新的電器配件在使用前也要進(jìn)行檢查和測試，要樹立“新品不等于合格品”的觀念。成都地鐵4號(hào)線GCY300型內(nèi)燃工程車多次出現(xiàn)柴油機(jī)啟動(dòng)故障，經(jīng)排查后發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)繼電器主觸頭接觸電阻偏大，導(dǎo)致啟動(dòng)馬達(dá)電磁開關(guān)無法吸合到位。后經(jīng)測量，同一批次的新產(chǎn)品，就出現(xiàn)過主觸頭的接觸電阻偏離正常范圍的案例。

（3）提供一定數(shù)量的電器備件。電力機(jī)車電器的易耗、易碎、易燒損件應(yīng)該有一定數(shù)量的備件，如接觸器的輔助觸頭、滅弧罩、彈簧、膠木等。目前成都地鐵的材料供應(yīng)體制和生產(chǎn)需求不大相符，供應(yīng)目錄上只規(guī)定了一些大的部件或者組件，對于一些零件沒有組織供應(yīng)，尤其是電器類。有些零件是外部產(chǎn)品，即使外購回來，往往性能較差，達(dá)不到原圖紙的設(shè)計(jì)要求，也就無法保證電器運(yùn)用的可靠性。備有一定數(shù)量的電器零件，也可以為以后機(jī)車的中修、架修打下基礎(chǔ)。

（4）正確的維護(hù)、保養(yǎng)。一個(gè)電器有自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)嚴(yán)格按照其使用要求進(jìn)行維保作業(yè)。比如：目前成都地鐵工程機(jī)車的通風(fēng)條件比較弱，為了防止塵埃對電器的影響，應(yīng)經(jīng)常清掃、保潔，隨時(shí)注意觸點(diǎn)的潔凈來保證其可靠工作；減少疲勞損傷引起的故障，就要盡量消除應(yīng)力集中點(diǎn)，可以通過提高零件表面的粗糙度，加強(qiáng)零件材料表面保護(hù)等來實(shí)現(xiàn)。

四、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作的可靠性

從本質(zhì)上講，電器配件在設(shè)計(jì)制作時(shí)就決定了該產(chǎn)品的維修特點(diǎn)和維修指標(biāo)，日常的維保只是在保證其“使用可靠性”。因此，機(jī)車電器在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)提高其工作強(qiáng)度，在制作時(shí)提高工藝性，如果不把這兩個(gè)問題重視起來，即使各種繼電器、接觸器開斷能力再高，性能指標(biāo)再好，也會(huì)有發(fā)生各種電氣故障的隱患。

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)在各個(gè)方面都留有一定的余量，必須保證其工作強(qiáng)度大于工作應(yīng)力。電器結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問題是與綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、疲勞強(qiáng)度選擇、機(jī)械力大小與其作用的均勻程度、動(dòng)作阻力等相關(guān)，這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)要正確參照參數(shù)、合理選擇材料、合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

（1）合理選擇材料。機(jī)車電器使用條件比較苛刻，因此在設(shè)計(jì)時(shí)一定要根據(jù)性能要求，合理選擇材料。例如：采用疲勞強(qiáng)度較高的材料，可以增加電器配件的機(jī)械壽命；避免使用紙質(zhì)或棉質(zhì)的布帶、布繩作主要絕緣，因?yàn)檫@些材料在潮濕條件下會(huì)影響絕緣電阻，盡量選擇耐潮濕的電器絕緣材料；金屬材料在連接的時(shí)間久了，可能會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，在設(shè)計(jì)時(shí)要參照金屬接觸的推薦標(biāo)準(zhǔn)選擇材料等等。

（2）設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮可靠性。機(jī)車電器有自身的工作特點(diǎn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到如何提高承受能力。例如：對于有觸點(diǎn)控制的機(jī)車來說，電磁線圈及電控閥線圈在開斷的過程中，會(huì)產(chǎn)生操作過電壓。因此在電路及線圈中要采取抑制過電壓的措施，防止電磁線圈及電控閥線圈發(fā)生擊穿燒損；設(shè)計(jì)電器應(yīng)盡可能的保證結(jié)構(gòu)件的受力均勻，如繼電器的常開、常閉觸頭布置盡量勻稱，避免銜鐵的受力偏斜造成動(dòng)作卡滯；有些電器高壓條件下產(chǎn)生較大的才沖擊，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮減小沖擊力、設(shè)置緩沖裝置來吸收沖擊能量，以提高機(jī)械壽命。

（3）提高生產(chǎn)工藝。在各制造廠的情況來看，制造工藝不穩(wěn)定，為以后機(jī)車的穩(wěn)定運(yùn)行埋下一定的隱患。因此，配件在批量生產(chǎn)時(shí)，必須達(dá)到規(guī)定的工藝流程和設(shè)計(jì)要求，并且有明確的檢驗(yàn)制度去保證生產(chǎn)的可靠性。

產(chǎn)品的可靠性不是僅僅追求小、巧、輕、美，而是通過新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝來增加產(chǎn)品的使用壽命。機(jī)車電器的批量很少，因此在設(shè)計(jì)中還可以要考慮到通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，使內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車的電器配件通用、提高機(jī)車電器批量生產(chǎn)的角度來提高質(zhì)量，便于廣泛吸收新技術(shù)。

五、總結(jié)

在實(shí)際的維修作業(yè)中，我們要認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)章制度，培訓(xùn)學(xué)習(xí)提高檢修作業(yè)技能，盡可能的減小人為出錯(cuò)的概率。提高電器的可靠性檢修，不能光憑我們手摸眼看，要借助儀器、工具來測量，用數(shù)據(jù)來把控質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]于乃術(shù).關(guān)于機(jī)車電器可靠性檢修探討[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2009.06.

[2]陳開運(yùn).提高機(jī)車電器可靠性.

作者簡介：李文鵬，男，西南交通大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化。