大型礦用卡車電阻柵風機環火原因分析

武杰東

（國家能源集團準能集團公司設備維修中心，內蒙古 鄂爾多斯 017100）

對630E卡車設備老化、電阻柵消耗嚴重且數量較大、價格不菲等因素，為盡可能地減少電阻柵的損耗、降低維修成本，通過原理分析和大量維修經驗的總結進行電阻柵損耗較小的論述和實驗，取得了良好實際效果。

一、電動輪自卸車制動系統的組成和基本原理

（一）電動輪自卸車制動系統的組成。電動輪自卸車通常采用液壓制動和電制動相結合的方式。對于普通的液壓制動方式，由于車輛滿載自重大，所需制動力大，對摩擦片的材料性能要求很高，目前摩擦片的生產水平很難滿足使用要求，頻繁更換摩擦片導致成本過高。僅采用輪邊電機進行電制動，制動效能受車速的影響較大，低速狀態下，電制動無法滿足實際需要。因此，當車輛正常行駛時， 一般采用電力輔助制動，車速較低時(一般是低于5krrl／11)采用液壓制動方式。

（二）電動輪輔助電制動基本原理。電動輪的輔助制動系統可分為標準電制動和加速電制動兩種，區別在于前者發動機工作在固定轉速下，而后者發動機工作在不定轉速下。主發電機發出的交流電經整流后為整個動力線路供電，牽引工況電動輪行駛方向直接由接觸器KM4、KM5和KM6、KM7成對接通和斷開來實現。標準電制動期間，輪邊電機以發電機方式工作，二極管關閉，接觸器KM3接通，主發電機通過整流器給勵磁繞組供電，同時車輛由于慣性向前行駛，輪邊電機電樞繞組所產生的電流流過整流器以及位于走臺板上的制動電阻，通過電阻產生熱量將輪邊電機所產生的電能消耗掉。

二、電阻柵的概念及其作用

電阻柵就是很多電阻片的并聯，由于其形狀像柵格，稱之為電阻柵。每臺630E卡車有12片電阻柵，阻值有2種，分別為0．324 Q和0．378 Q。電阻柵安裝在卡車右側甲板上，前后6片，中間是制動時散熱的鼓風電機。當卡車減速，使用電制動時，控制系統接到制動踏板的指令，開始閉合電阻柵和鼓風機回路，將卡車的動能轉變成電阻柵上的熱能，并由鼓風機將熱能散發到大氣中去，此時電動輪產生與運行方向相反的力矩，使卡車減速實現動態制動。

三、電機組火災原因分析

近年來國內發生了多起風機火災事故，從絕大部分電機組燒毀事故來看，大多數是由于雷擊引起電器、線路起火，或機組在運行過程中，由于旋轉部件損壞而造成劇烈摩擦發熱而產生火災。根據對已知發生的風電機組火災事故進行統計與總結，造成風電機組火災的原因主要有多種，可將其分為非人為因素和人為因素來區別分析。

（一）非人為因素。1.發電機電纜與接線盒原因。發電機定轉子出口電纜在相間或單相對地絕緣降低或短路的情況下會放電引燃電纜。此外，部分風機設計的機艙內加熱器距離發電機出口電纜較近，機艙加熱器保護失靈等使得加熱器持續工作易引燃電纜。部分風機由于設計或出廠質量等原因，接線盒端子排間隙較小，方形螺絲墊片易發生尖端放電。2.發電機軸承過熱。發電機軸承自動注油系統故障(如發電機加脂機損壞或油路堵塞)，潤滑油脂劣化、軸承摩擦大，導致軸承過熱，引燃附近易燃物，如油污、遺落布條等。另外，發電機軸承冷卻風扇不工作也會導致軸承溫度過高。

（二）人為因素。在進行日常維護、定期檢修、衛生打掃等工作，如需用到汽油、酒精等易燃物品擦拭器件或除油污時，工作人員在此種環境內抽煙易引發火災。因此要嚴禁在機艙內抽煙，重點檢查設備衛生情況及機艙、輪轂、塔筒各平臺是否有煙頭，如有違反要追查責任人并給予處分。工器具使用不當：工作人員在使用電焊機、電動扳手等大功率電動工器具時，隨意接入電源或者在防護措施不當，造成線路過熱引發火災，電焊機火花引燃周圍易燃物等。需定期檢查各保護開關動作情況及易燃物品，并嚴禁私搭亂接電源情況。變頻器：在進行變頻器測試時，如持續時間過長，將會燒損變頻器內器件，引發火災。設備廠家為保證機組可利用率而掩蓋部分故障問題，如屏蔽安全鏈告警信息。設備保護定值設置不當也會導致事故。風機設備保護定值與電網設備(如機組變)保護定值由不同部門出具，風電場管理人員如沒有認真審核，箱變低壓側斷路器自動跳閘功能形同虛設也會導致火災事故產生和蔓延。近年來因此類原因導致風機燒損的例子也有不少。

四、電阻柵損壞的原因分析

（一）串接電阻柵的RPl接觸器故障。電阻柵與鼓風機并聯然后又串聯RPl接觸器，卡車制動時電阻柵消耗能量同時鼓風機給電阻柵散熱。當卡車下坡運行在電制動狀態時，此時的RPl、RP2接觸器閉合，P1牽引接觸器斷開，正常情況下此時的電動輪進行在發電狀態，電機產生的電能消耗在電阻柵上，鼓風電機正常吹風此時電阻柵不會燒壞。當RPl接觸器故障時，而當RPl接觸器動觸頭上的彈簧掉了使得RPl接觸器接觸不良，此回路相當于開路，鼓風機不給電阻柵散熱，造成右輪電動輪產生的電能不能夠及時以熱能的形式散發到大氣中，此時發熱、變形、短路燒壞右輪電動輪的電阻柵，也就是位于甲板后面的電阻柵被燒壞，一般情況是四片燒壞，嚴重時全部燒壞。

（二）630E卡車制動時通過的制動電流極大，若電阻柵固定螺栓不到位將導致電阻柵固定不牢靠，螺孔接觸面減小從而使接觸面的接觸電阻變大，當接觸面通過的電流極大時便會造成此處熱量過大燒壞電接線端子。

（三）由于電阻柵使用年限過長，由于本身發熱變形造成電阻柵間的彼此短路，導致燒毀。

（四）電動輪發生故障。2015年6月一卡車出現過更換左側電動輪后，連續燒壞若干電阻柵的現象。通過多方面檢查，分析原因發現故障點在剛換的左輪上。由于電動輪的勵磁線短接，造成電動輪在牽引時不能輸出動力，制動時不發電，造成電阻柵鼓風機不轉燒毀右電動輪的電阻柵。

五、減少電阻柵燒毀的具體措施

通過以上電阻柵損壞的分析，為了盡可能減少電阻柵的損耗，結合現場維修經驗，需要做好以下幾方面的工作：

（一）在每天的日常點檢中要詢問司機卡車是否電制動時有跑偏的現象。上車打開電器柜查看RPl，RP2接觸器動觸頭上的彈簧是否完好無損，如果有問題及時處理。

（二）卡車在保養過程中，及時檢查電阻柵。保養時要打開電阻柵柜，把電阻柵拿出來檢查是否有雜物，是否有發熱變形的現象，如果變形嚴重，在卡車運行中顛簸造成彼此接觸的要及時更換，否則如果在電制動時彼此接觸，就會造成電阻柵由于短路燒毀。然后檢查電阻柵鼓風機的碳刷，換向器表面是否清潔、光滑，刷握、刷架是否正常。對地絕緣電阻是否符合標準，此目的是防止電阻柵鼓風電機損壞，造成電阻柵燒毀。

（三）加強個人工作責任心。在拆裝電阻柵時，要把2種電阻柵的排列位置放對，接線板要接對，固定螺母一定要擰緊。工作完畢后要進行檢查清點工具，防止工具、雜物遺留在電阻柵柜中。對工作的責任心，對設備的熟悉程度，個人技術素質的提高，預防措施的到位都是減少卡車故障的重要因素。

（四）技術改造。針對接觸器RPl故障引起的電阻，柵燒毀問題，經過認真研究，對主回路進行了部分改造如圖。

圖改造后的電阻柵工作原理圖

改造前：當RPl回路故障，此回路不閉合時，一旦不閉合現象出現，此時回路中沒有電流經過，電阻柵和風機SM不工作，后制動電阻柵R2上流過電流很大，巨大的能量消耗在沒有風機散熱的電阻柵上，這種情況下電阻柵R2就會很快損壞。改造后：對制動回路做出了部分修改，將RPl接觸器的位置進行了改變，改造后只要RP2閉合電阻柵散熱風機sM就會工作，此時風機還會繼續給電阻柵散熱，從而有效避免了制動時RPl接觸器故障而導致電阻柵燒毀的現象。具體實施步驟：(1)將RPl接觸器動觸點側到RP2接觸器動觸點側的7J1號(u型線)連接硬線拆下；（2）將RPl接觸器靜觸點側到RP2接觸器動觸點側安裝上經過改造后的u型連接硬線；（3）將RPl接觸器動觸點側拆下7J1細線，此線是去電壓檢測模塊Vmax2提供右輪電壓，把它改接到RPl動觸點側同樣位置上；（4）再把RP2接觸器的動觸點側7兒紅線拆下移動到RPl相同位置上，此線用來監測接地故障。

六、結束語

總之，通過在日常點檢及維修過程中實施這些針對性措施和相對應的技術改造，從而控制了電阻柵燒毀的數量，降低了此項工作的成本，保證了設備穩定性和工作效率，為企業節省了維修成本、創造了經濟價值。