SS4B型電力機車主要部件的故障分析及處理方法

呼木吉力吐

摘要：文章主要介紹了SS4B型電力機車的概念、功能、特點及SS4B型電力機車的牽引電動機、受電弓、主斷路器的概念與結構；牽引電機的環(huán)火、軸承過熱、竄油、溫升過高或冒煙、電刷故障的原因分析及處理辦法；受電弓升不起的原因分析及處理辦法和受電弓在運行中出現(xiàn)故障的原因分析及處理辦法；主斷路器不閉合及斷不開的原因分析及處理辦法、機車運行過程中主斷路器跳閘的原因及處理辦法等等。

關鍵詞：SS4B型電力機車；牽引電機；受電弓；主斷路器

中圖分類號：U264 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0043-03

SS4B型電力機車是由各自獨立且又互相聯(lián)系的兩節(jié)機車組成，其中每節(jié)機車都是一個完整的系統(tǒng)。機車的主電路采用的是不對稱三段半控橋，相控調(diào)壓，具有恒流準恒速控制的牽引特性和恒制動力準恒速控制的加饋電阻制動的特性。機車輔助電路采用的是旋轉式劈相機系統(tǒng)。空氣制動采用DK-1型電控制動機。牽引電機的懸掛方式為滾動抱鼻軸式懸掛，并采用單側剛性直齒傳動方式。機車電子控制部分采用微機控制，具有空電聯(lián)合制動、空轉滑行保護、功率因數(shù)補償、主要技術數(shù)據(jù)傳輸及顯示、故障診斷等功能。SS4B型電力機車全長約32米、總功率6400千伏、最大啟動牽引力628千牛頓、最高運行速度每小時100公里。

SS4B型電力機車是由兩節(jié)完全相同的4軸電力機車通過內(nèi)重聯(lián)環(huán)節(jié)連接組成的8軸重載貨運電力機車，每節(jié)車為一個完整系統(tǒng)，設有一個司機室。兩節(jié)車重聯(lián)處有中間走廊連通，可以很方便地從一節(jié)車走到另一節(jié)車。SS4B型電力機車具有外重聯(lián)控制功能，可以在一個司機室對兩臺（共16軸）機車進行控制。但SS4B型電力機車的性能好也難免出點問題。下面簡單介紹一下SS4B型電力機車主要幾個部件的常見故障原因分析及處理

辦法。

1 牽引電動機常見故障的原因分析及處理辦法

SS4B型8軸貨運電力機車的牽引電動機型號為ZD114型，該電機為串勵脈流牽引電動機，該電機為全C級絕緣結構，額定功率為800KW，額定電壓為1020V，額定電流為845A，額定轉速為960r/min，ZD114型牽引電動機由定子、電樞及刷架系統(tǒng)等三大部分組成。牽引電機故障是機車的最典型的故障之一，會造成的后果嚴重，因此及時發(fā)現(xiàn)及時處理。

牽引電機溫升過高或冒煙原因分析及處理辦法：（1）定子鐵芯與轉子在運轉時產(chǎn)生摩擦，使局部過熱的情況發(fā)生。對定子鐵芯進行檢查，是否出現(xiàn)變形和彎曲，并且對產(chǎn)生磨損的軸承進行更換。（2）在定子繞組中出現(xiàn)接地連接問題或者線路出現(xiàn)短路。如果在通電時點擊出現(xiàn)冒煙和刺鼻氣味時，觸發(fā)接地保護和過流保護，說明電機的電子繞組可能出現(xiàn)接地和短路故障。該電機須進行修理。

牽引電機軸承過熱原因分析及處理辦法：（1）多余的潤滑脂造成軸承運轉的阻力增加，導致溫度上升；或者潤滑脂太少導致軸承的摩擦增大，溫度也會上升，這是引起軸承發(fā)熱的原因。對于潤滑脂的填充應該根據(jù)標準，以達到軸承室的二分之一到三分之二為宜，四級及以上的電機可以裝入三分之二。（2）定子和轉子互相摩擦，導致軸承和電機的發(fā)熱，從而溫度上升，可以通過是否出現(xiàn)異常聲響來識別，增加定子和轉子之間的間隙可以解決此類問題。（3）安裝時兩側軸承不匹配導致摩擦發(fā)熱問題的出現(xiàn)，可以檢查螺絲是否擰緊，如果擰緊后仍存在問題，應該重新正確安裝電機。（4）軸與軸承之間是否存在過松與過緊的現(xiàn)象，如果過松可以鑲套，如果過緊則需要重新對零件進行加工至標準件；軸承損壞，更換軸承。

牽引電機環(huán)火原因分析及處理辦法：電機的正負電刷之間由于存在大電弧出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，出現(xiàn)較大的聲響的現(xiàn)象被稱為牽引電機環(huán)火。出現(xiàn)環(huán)火時，電弧可能由換向器跨越到電樞、主極鐵心等處，使電機接地。導致牽引電機環(huán)火主要有以下幾點原因：（1）電弧出現(xiàn)環(huán)火。把換向器斷頭的圓角增大，云母溝開口開寬，用以防止出現(xiàn)電弧。（2）如果是由于片間電壓過高導致的環(huán)火，應當對電壓保護的設定進行調(diào)整。如果是因為換向器的原因出現(xiàn)的環(huán)火，則應該經(jīng)常對換向器進行維護保養(yǎng)。（3）應及時清除換向片表面的雜質，并查明原因。如果是由于電刷的經(jīng)常跳動所導致，則應該預防并更換產(chǎn)生磨損的電刷。（4）為了防止環(huán)火，脈流牽引電機除合理選擇設計參數(shù)，還專門設計了補償繞組使電樞反應導致的磁場畸變得以糾正，來防止環(huán)火。

牽引電機電刷故障的原因分析及處理辦法：（1）電刷出現(xiàn)過熱：壓力過大，調(diào)節(jié)壓力或者對彈簧壓力進行更換；如果是因為壓力不均所導致，則應該對各電刷的壓力進行調(diào)節(jié)，保證各電刷承受壓力相等。（2）電刷出現(xiàn)較大的火花跳動：存在雜邊，需要重新進行倒角；壓力不足，需要進行壓力調(diào)節(jié)或者對彈簧進行更換。（3）牽引電機采用分裂式結構的電刷，電刷之間接觸電阻的增大導致總電阻的增加，使換向電流減少，改善了換流降低故障的發(fā)生。

牽引電機竄油的原因分析及處理辦法：油封情況不佳或者電機的結構存在缺陷。處理方法：對傳動齒輪的裝配進行改良，例如提高齒輪罩分享面接觸位置的剛度，對齊接縫位置進行粘結，也可以增加齒輪潤滑劑的年度。對于抱軸承，應該采用劃回油溝的方法，加設回油孔和外擋板，從而防止竄油。

大準鐵路公司機務段針對SS4B型電力機車齒輪箱潤滑油過低了就失去了潤滑和散熱功能，導致大小齒輪發(fā)熱；齒輪箱潤滑油過高了就齒輪箱漏油或油竄進牽引電機內(nèi)部，導致牽引電機環(huán)火或短路接地等故障現(xiàn)象，將齒輪箱的油尺改造成油表有效地減少了齒輪箱漏油或竄油問題。機車乘務員在齒輪箱油表上“一目了然”的掌握了齒輪箱油位，大幅減少了機車乘務員的整備時間的同時降低了檢修車間的修理齒輪箱的勞動強度，改造項目達到了“一舉兩得”的效果。

2 受電弓的故障原因分析及處理辦法

受電弓是機車從接觸網(wǎng)上收流裝置。受電弓通過絕緣子安裝于電力機車車頂，弓頭升起后與接觸網(wǎng)導線接觸，從接觸網(wǎng)上汲取電流供機車使用。SS4B型電力機車上裝有TSG3 630/25型單臂受電弓，從0至180米間升弓時間為6至8秒、從180至0米間降弓時間為5至7秒，降弓保持力為80N。TSG3 630/25型單臂受電弓底架部分、鉸鏈部分、弓頭部分、傳動機構和控制機構等四大部分組成。在機車的日常運行中，經(jīng)常會出現(xiàn)受電弓的故障現(xiàn)象，這也是電氣化鐵路事故的難點，受電弓的故障一旦發(fā)生，不容易進行迅速維修，會造成鐵路供電長時間失靈，嚴重影響了鐵路的安全運輸，所以如何較快電力機車受電弓故障將是電力機車能否正常運營的關鍵之一。

受電弓升不起的原因：（1）門聯(lián)鎖沒關好；（2）515KF動作不良；（3）20QF、50QF、297QP動作不良；（4）1YV故障或扳鈕開關故障；（5）287YV故障。

處理：（1）保證車頂門和高壓室門的上鎖嚴密；保持受電弓的自動開關的閉合的正常（602QA）；保證塞門的正常打開（140、143、147），保持風壓在500KPA；并且隔離開關在正常位置。（2）對570QS進行多次斷合實驗，如果出現(xiàn)不吸合的現(xiàn)象則應該將吸合位置固定。（3）如果287YV出現(xiàn)吸合現(xiàn)象，應該確保連瑣閥桿伸展正常并且到達標準位置，換弓運行。

機車運行中受電弓出現(xiàn)故障的處理辦法：（1）當升弓后車頂出現(xiàn)放炮的聲響，如果僅僅出現(xiàn)一次放炮，并且供電正常，可以繼續(xù)運行。如果第二次出現(xiàn)放炮，應立即停止供電，去車頂進行檢查并維修。如果是由于瓷瓶問題所導致，應該將導電桿進行拆掉。（2）在機車運行期間發(fā)生受電弓損壞：如果受電弓在運行期間發(fā)生了機械損壞的現(xiàn)象，例如折斷、各部分斷裂、弓頭失衡等等，一般都是由于發(fā)生了較大的磨損或者零件安裝時的損壞所導致。

機車乘務員發(fā)現(xiàn)受電弓損壞時立即采取停車措施，按規(guī)定請求停電，確認接觸網(wǎng)停電后，登上機車頂部將用捆綁的方式將受電弓進行固定，使其不至于在高度上超出標準；如果發(fā)現(xiàn)有接地的現(xiàn)象，應該對導電桿進行拆除，更換受電弓；當受電弓被刮離出車頂，則應該將受電弓從車頂轉移到安全位置，并且對車頂進行清掃，并且更換受電弓；把出現(xiàn)問題的受電弓的開關撥轉到故障位置（587QS），并且將塞門關緊。受電弓在機車運行期間自動降弓裝置頻繁動作時切除該臺受電弓的自動降弓裝置維持運行，回機務段或折返段入庫處理。

受電弓在運行過程中集電頭出現(xiàn)火花的原因及處理辦法：（1）受電弓與接觸網(wǎng)接觸力不足，導致受電弓與接觸網(wǎng)面之間構成間隙，從而造成間隙放電或者拉弧并且最終出現(xiàn)火花。處理方法：對提升裝置進行仔細檢查，對壓力控制器進行調(diào)節(jié)使壓力保持正常范圍區(qū)間。（2）由于空氣壓力的減少并且出現(xiàn)氣動泄露的現(xiàn)象從而使受電弓和接觸網(wǎng)直接出現(xiàn)間隙，從而出現(xiàn)拉弧和電火花。

處理方法：對裝置閥門板進行提升或氣動控制裝置和泄露處進行仔細排查，對壓力控制器進行調(diào)節(jié)使得接觸網(wǎng)與受電弓之間壓力增大到規(guī)定范圍。

受電弓運行中自動降弓的原因及處理辦法：原因（1）Ⅰ、Ⅱ受電弓氣囊接頭斷漏風所致或接觸網(wǎng)故障刮弓引發(fā)氣囊排風降弓。處理：首先確認網(wǎng)弓狀態(tài)，無異狀換弓運行；加強庫內(nèi)檢查，途中可關閉氣囊塞門維持運行；弓網(wǎng)故障立即停車處理。（2）原因天氣原因滑板與接觸網(wǎng)不能完全接觸，拉弧嚴重。處理：機車維持運行，在監(jiān)控視頻屏上注意受電弓工作狀態(tài)，過分相前降弓。

3 主斷路器的故障原因分析及處理辦法

主斷路器是電力機車的重要電器部件之一，它負責整車與接觸網(wǎng)之間的電氣引入、退出和保護的作用。SS4B型電力機車主斷路器采用空氣斷路器，這是一種用壓縮空氣操作并用壓縮空氣進行強吹滅弧的電器。SS4B型電力機車主斷路器由高壓和低壓兩個部分組成，高壓部分主要包括滅弧室、非線性電阻、隔離開關等部件；低壓部分主要包括風缸、主閥、起動閥、延時閥、傳動氣缸、電磁鐵等部件。電力機車主斷路器故障主要表現(xiàn)在兩個方面，一是主斷路器不閉合、另一種是主斷路器斷不開，還有機車運行中主斷路器跳的故障。

主斷路器不閉合和斷不開的原因分析及處理辦法：使主斷路器順利閉合的條件是全車所有司機控制器處于零位，即568KA得電動作；主斷路器本身處于正常開斷狀態(tài)（非中間位）；劈相機中間繼電器567KA處于失電狀態(tài)；主斷路器風缸有足夠風壓，即大于450kpa。主斷路器不閉合時首先檢查與確認上述情況是否正常，有問題就立即改正后消除故障；正常后檢查確認以下幾個方面的原因：（1）檢查確認低壓柜上LCU故障時，轉另一組LCU維持運行，回段處理。（2）對于空氣主斷，重新合主斷仍不閉合則確認受電弓降下，鑰匙斷開后，人為閉合主斷。（3）檢查確認是否兩個司機室的電鑰匙都在閉合位，都在閉合位就斷開非操縱端的電鑰匙（4）過分相時，司控器手柄回“0”，關閉各輔機扳鈕，降弓過分相。主短路器斷不開的原因：（1）如兩節(jié)車都斷不開，則檢查操縱節(jié)機車主斷路器自動開關603QA及“主斷”扳鈕是否正常，不正常檢查處理或更換自動開關603QA。（2）降弓過分相，注意加強儀表觀察及走廊巡視，發(fā)現(xiàn)異常立即降弓。

機車運行中跳主斷路器的原因分析及處理辦法：（1）“原邊過流”燈亮，“主斷”跳的原因分析和處理方式：例如101KC的動作，保證不出現(xiàn)燒損的現(xiàn)象和焦糊的氣味，重新對閘進行閉合一次，仍發(fā)生跳動，并且檢查101KC無異狀，對該節(jié)車進行切除；如弱一合閘發(fā)生跳動，顯示為“原邊過流”，101KC未發(fā)生動作，則對該節(jié)車進行切除。如果出現(xiàn)牽引力不足，則應該切除故障整流柜，從而保持3/4的牽引力；例如手輪離“0”發(fā)生跳動，顯示“原邊過流”則拔下整流柜75、77或76、78插頭，注意包裹好插頭，從而防止發(fā)生短路（判斷不清那一架有問題，可試拔，牽引力足夠時，切除該節(jié)車）。（2）“牽引電機”燈亮、“主斷”跳的原因分析及處理辦法：LCU插件故障，LCU轉另一組；電子柜插件故障，轉另一組維持運行；牽引電機故障，將故障電機閘刀置故障位。（3）“主接地”燈亮、“主斷”跳的原因分析及處理辦法：重新合閘一次，仍動作則將其相應的主接地閘刀95QS或96QS置“故障”位，維持運行，加強巡視；只在高級位接地時，可適當降級運行。（4）“輔接地、輔過流”燈亮，“主斷”跳的原因分析及處理辦法：切除熱飯電爐、取暖電爐、空調(diào)、窗加熱、腳爐、壁爐、熱風機、電風扇等輔助設備；重新合閘一次，仍跳，則將237QS置“故障”位，維持運行，加強巡視，回段處理；檢查輔機接觸器及輔機接線無焊接、燒損現(xiàn)象和焦糊氣味，重新合閘一次，如仍動作，確認282KC無異狀，切除該節(jié)車。（5）零壓燈滅，劈相機啟動，主斷無故障跳的原因分析及處理辦法：兩節(jié)車主斷都閉合到位后，再重新啟動；如果主斷無故障，顯示跳閘，可將低壓柜門板上將“零壓保護故障開關”置故障位；零壓保護切除后，運行中加強網(wǎng)壓確認，發(fā)現(xiàn)失壓及時斷開主斷路器。

4 結語

本文僅僅對SS4B型電力機車牽引電機、受電弓、主斷路器等主要部件的發(fā)生故障的原因所在進行了簡明扼要的分析，并且簡單說明了如何對故障進行排查和解決，本文觀點只代表個人對電力機車牽引電機、受電弓、主斷路器故障進行處理的經(jīng)驗與方法，并且本文僅僅涉及電力機車的較小的一部分內(nèi)容。作為一名合格的檢修人員，需要對機車進行系統(tǒng)性的掌握，并且在實際工作中不斷的總結才能夠實現(xiàn)成長，最后面對機車的故障才能夠游刃有余的進行解決。

參考文獻

[1] 劉友梅，周光海.韶山4B型電力機車[M].中國鐵道出版社，1998.