電力機車受電弓上導桿球關節(jié)脫落的原因分析及預防措施

張予生

(鄭州鐵路局鄭州機務段，河南 鄭州 450000)

1 問題的提出

電力機車受電弓是一種高壓電器，它是電力機車的受流裝置，如果發(fā)生質量問題，輕則電力機車不能正常牽引列車而發(fā)生機故，嚴重的會燒損接觸網而中斷鐵路運輸，造成運輸事故。鄭州鐵路局將電力機車大頂受電弓部位列為五項專檢項目，通過提高專檢的標準來減少受電弓的故障。鄭州機務段于2010年8月27日和10月14日接連發(fā)生兩起受電弓上導桿球關節(jié)脫落的故障，影響了運輸安全。事故概況如下:

2010年8月27日，SS7E型0054機車牽引K235次旅客列車，列車編組19輛，總重1056噸，換長45.6米。南京站15∶21接車，機車乘務員按規(guī)定檢查機車，一切正常。15∶38南京站開車，一路運行正常。23∶48開封站3道停車后，機車乘務員按規(guī)定檢查機車走行部及受電弓狀態(tài)，發(fā)現二端受電弓上導桿下部球關節(jié)脫落，機車乘務員立即降弓卻發(fā)現受電弓降不下來，上導桿下部撐住了受電弓弓頭，于是在要求接觸網停電后，上大頂綁扎處理，然后維持運行回段處理。

2010年10月14日，SS8型0093機車牽引T69次旅客列車，列車編組18輛，總重1010噸，換長42.9米。北京西18∶36正點開車，當列車運行至淇縣站出站549km+500m左右時，機車突然跳主斷，網壓表無網壓顯示，機車狀態(tài)顯示屏顯示欠壓，同時見列車外有電弧光反射。機車乘務員立即斷開主斷路器扳鈕、受電弓扳鈕，并采取停車措施。停車后機車乘務員立即檢查機車大頂，發(fā)現運用端受電弓上導桿上部球關節(jié)脫落，受電弓上導桿夾在機車受電弓頭內，于是立即對受電弓進行隔離處理，并用大頂絕緣檢測裝置對機車大頂部件進行絕緣測試，絕緣值正常后，升起非運用端受電弓維持運行回段處理。

2 原因分析

這兩起受電弓事故發(fā)生后，鄭州機務段領導高度重視，立即組織相關技術人員上車勘察，發(fā)現SS7E0054機車的受電弓型號是北京賽德公司生產的DSA－200型，受電弓導桿下部脫落部位球面燒損，球關節(jié)內有鐵屑，檢查導桿上部球關節(jié)轉動不靈活，原因認定由于保養(yǎng)不認真，小輔修時未給油潤，造成球關節(jié)干磨，在運行途中震動損壞脫落。SS80093機車的受電弓是洛陽鑫迪公司生產的XD－200型(仿制DSA－200型受電弓)，受電弓脫落部位是上導桿上部，檢查發(fā)現，上導桿上部球關節(jié)變色，轉動部位有電弧燒損痕跡，檢查弓頭與轉軸連線，也有燒損放電痕跡，打開連線，發(fā)現接觸面有油漆，原因分析是該機車中修時按規(guī)定進行了噴漆處理，但在安裝弓頭支架的連線時未除漆，造成受電弓弓頭從接觸網受流后不能從連線傳遞到上框架，而是從導桿上部球關節(jié)經上導桿、上導桿下部球關節(jié)向下傳遞，由于上部球關節(jié)有電流通過，球關節(jié)發(fā)熱，潤滑脂受熱碳化，球關節(jié)轉動不靈活，造成球關節(jié)受力損壞脫落。分析兩起故障，脫落處均在上導桿的球形關節(jié)處，可見上導桿的轉動球形關節(jié)是上導桿的薄弱環(huán)節(jié)，存在一定的隱患，于是立即對全段配屬的電力機車受電弓上導桿進行了普查整修，發(fā)現受電弓的上導桿有變形、球關節(jié)潤滑不良等問題，于是根據普查出的問題對受電弓上導桿的故障分析歸納如下:

(1)材質的問題。受電弓上導桿的作用是調整受電弓弓頭的平衡，在日常維修中需要調整上導桿的長度來調整弓頭的平衡，在機車運用過程中要承受接觸網的高低變化沖擊確保受電弓弓頭的粘網性，因此上導桿長期使用變形，調整螺栓外伸的越多，螺栓強度越弱，接觸網高低變化對上導桿的沖擊等是發(fā)生上導桿故障的主要原因。

(2)保養(yǎng)的問題。上導桿的球關節(jié)在受電弓工作時要根據受電弓與接觸網的接觸不停地調整平衡，如果保養(yǎng)不好，缺少潤滑脂或潤滑脂不良，長期工作會造成球形關節(jié)磨損嚴重，進而導致上導桿脫落。

(3)組裝的問題。正常時受電弓弓頭與上框架間由軟連接線進行導流，但是當軟連接線的固定螺絲松動時，就會造成大電流通過上導桿球形關節(jié)，引起連接關節(jié)處過熱燒損、脫落。另外，當軟連接線的固定部位存在異物時(主要是油漆)，電流通過上導桿球形關節(jié)，會造成連接球關節(jié)的發(fā)熱燒損脫落。

3 改進措施

針對上導桿可能脫落的各類原因，經過分析及實踐驗證，鄭州機務段采取了以下措施進行預防:

(1)嚴格卡控工藝，杜絕不合格配件上車。對受電弓整體及受電弓各零部件的質量進行嚴格控制，發(fā)現問題禁止上車。大、中、小、輔修嚴格執(zhí)行受電弓部位工藝，各項技術數據測試合格后才能允許交驗，從源頭上確保受電弓質量。

(2)做好保養(yǎng)工作，避免關節(jié)磨損。在小輔修修程內重點檢查上導桿連接處的上下球關節(jié)的油潤情況，并做好油潤記錄，同時規(guī)范潤滑油脂，盡力減少球關節(jié)轉動工作時的應力。在庫內機車“五項專檢”時，重點檢查球關節(jié)的油潤情況，及時補充潤滑脂，保證上導桿球關節(jié)作用良好。

(3)認真檢查確保各部螺栓緊固無松動。對受電弓各部軟連接線緊固螺栓進行普查，并按照要求打螺栓防緩線，對大中修機車相關部位進行除漆處理，確保軟連線接觸良好。同時要求五項專檢人員加大對螺栓的檢查力度，發(fā)現有防緩線錯位、變色的螺栓及時進行處理。

(4)采取防護措施避免發(fā)生事故。針對上導桿球關節(jié)脫落部位及脫落后的實際情況，經過分析及多次實驗模仿驗證，技術人員采取一種簡單易行的預防措施，即上導桿中部半定位防搭地措施。如圖1所示。先在上框架上(對應上導桿中部位置)固定死一個喉箍，在上導桿中部相應位置也用喉箍把上導桿懸浮固定到上臂上，懸浮固定上導桿的喉箍不能過緊，要保證上導桿在工作時不與喉箍發(fā)生摩擦，也不能過于松動，否則起不到防脫的作用，間隙以10～15mm為宜。通過改造，完全可以解決上導桿脫落后搭接在機車大頂上的問題。

圖1 上導桿固定的方式和位置示意圖

4 結論

通過對受電弓上導桿脫落事故案例的分析，找出了事故發(fā)生的原因，鄭州機務段及時制定了相應的預防措施，有針對性地對所有電力機車受電弓進行了預防改造。改造以后杜絕了因受電弓上導桿脫落而造成的運輸事故，從2010年年底至今沒發(fā)生過此類事故。實踐證明，該項預防改造是一個可行、經濟的措施，效果非常明顯，而且改造成本非常低。

［1］楊永林.韶山7E型電力機車［M］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［2］張曙光.HXD3型電力機車［M］.北京:中國鐵道出版社，2009.