HXD1型電力機(jī)車高壓隔離開(kāi)關(guān)故障與解決對(duì)策探究

摘要：電力機(jī)車是以電力作為能源驅(qū)動(dòng)的車輪機(jī)車，具備功率大、牽引力強(qiáng)、速度快、過(guò)載能力強(qiáng)以及維修量低、整修時(shí)間少、運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)勢(shì)，但是在電力機(jī)車高壓隔離開(kāi)關(guān)故障時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸任務(wù)無(wú)法完成，還會(huì)威脅人身安全。對(duì)此，文章分析了HXD1型電力機(jī)車高壓隔離開(kāi)關(guān)故障以及應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：HXD1型電力機(jī)車；高壓隔離開(kāi)關(guān)；開(kāi)關(guān)故障；解決對(duì)策；貨運(yùn)機(jī)車 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U269 文章編號(hào)：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(dòng)的載重量大的貨運(yùn)機(jī)車，主要應(yīng)用在我國(guó)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(shì)，其運(yùn)載能力非常強(qiáng)，但是仍然存在一些問(wèn)題，例如高壓隔離開(kāi)關(guān)不動(dòng)作或漏風(fēng)、系統(tǒng)提示高壓隔離開(kāi)關(guān)故障以及高壓隔離開(kāi)關(guān)損毀等狀況。對(duì)此，研究HXD1型電力機(jī)車高壓隔離開(kāi)關(guān)故障分析與對(duì)策有著顯著意義。

1 HXD1型電力機(jī)車高壓隔離開(kāi)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(lái)，雖然有較大的運(yùn)輸效益，但是高壓隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)的故障率非常顯著。從2008年以來(lái)，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(kāi)關(guān)的故障總共發(fā)生事件就有近30件，高壓隔離開(kāi)關(guān)故障是HXD1型電力機(jī)車的主要因素。借助對(duì)故障電力機(jī)車實(shí)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(kāi)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(kāi)關(guān)發(fā)生故障的主要因素有4個(gè)方面：（1）因溫度差異而導(dǎo)致高壓閉合開(kāi)關(guān)不到位；（2）高壓隔離開(kāi)關(guān)放電損毀；（3）高壓隔離開(kāi)關(guān)連接配件不合格；（4）高壓隔離開(kāi)關(guān)組裝問(wèn)題。

1.1 因溫度差異而導(dǎo)致高壓閉合開(kāi)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(gè)多小時(shí)之后，高壓隔離開(kāi)關(guān)的閉合過(guò)程在超過(guò)5秒鐘之后，CCU會(huì)自動(dòng)識(shí)別高壓隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障，升弓模式自動(dòng)變更為雙弓，故障顯示器顯示高壓隔離開(kāi)關(guān)已經(jīng)發(fā)生故障。經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研，在溫度過(guò)低時(shí)氣缸并無(wú)漏風(fēng)現(xiàn)象，控制軸有凝霜現(xiàn)象，剛開(kāi)始工作時(shí)所需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，閉合過(guò)程中所需要的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，最長(zhǎng)可以達(dá)到15秒。在擦拭控制軸上面的霜之后，實(shí)驗(yàn)狀況并沒(méi)有任何的好轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)多次的工作動(dòng)作，閉合效率有明顯的提升。經(jīng)過(guò)拆卸氣缸之后可以看到油脂并沒(méi)有變色，但是有結(jié)塊現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)中-15℃仍然有固化現(xiàn)象。對(duì)此，在解題某一臺(tái)高壓隔離開(kāi)關(guān)氣缸采集的油脂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之后，實(shí)驗(yàn)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(kāi)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(dòng)的過(guò)程中，因?yàn)榈乩砦恢玫奶厥庑裕@一個(gè)位置是整個(gè)車溫度最低的空間，在電動(dòng)機(jī)車停止工作1個(gè)小時(shí)之后，機(jī)械空間內(nèi)的平均溫度會(huì)高于環(huán)境溫度至少5℃，但是高壓隔離開(kāi)關(guān)的溫度卻與環(huán)境溫度相同。針對(duì)這一問(wèn)題，在高壓隔離開(kāi)關(guān)的電磁閥以及氣缸周邊加裝電熱套，促使整個(gè)機(jī)車在低溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間停留之后，借助電加熱套的溫度作用，高壓隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)放電損毀

高壓隔離開(kāi)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(duì)原理圖實(shí)行的分析以及實(shí)際的考察證明，發(fā)現(xiàn)高壓隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)在整個(gè)閉合過(guò)程中，因?yàn)闇囟确浅５?，高壓隔離開(kāi)關(guān)的閉合行為非常緩慢。經(jīng)過(guò)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(dòng)作會(huì)把高壓隔離開(kāi)關(guān)完全閉合的信號(hào)借助SKS3傳輸給CCU。在這個(gè)過(guò)程中，CCU會(huì)認(rèn)為高壓隔離開(kāi)關(guān)處于完全閉合狀態(tài)，能夠閉合主斷路器?？墒菍?shí)際上高壓隔離開(kāi)關(guān)的觸頭正處于轉(zhuǎn)動(dòng)閉合的行為當(dāng)中，如果此時(shí)司機(jī)閉合主斷路器，便會(huì)導(dǎo)致高壓隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)完全閉合。除此之外，高壓隔離開(kāi)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(dòng)機(jī)車上升受電弓之后，等待電動(dòng)機(jī)車的高壓隔離開(kāi)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(shí)間，確保電動(dòng)機(jī)車的各個(gè)部位處于完全閉合狀態(tài)。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，仍然存在許多不合理的操作方式。

借助模擬實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，因?yàn)檩o助聯(lián)鎖的邏輯問(wèn)題引發(fā)高壓隔離開(kāi)關(guān)的放電損毀，借助對(duì)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(guò)這樣的方式，就能夠在高壓隔離開(kāi)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(hào)，從而規(guī)避帶電閉合的情況發(fā)生。

1.3 高壓隔離開(kāi)關(guān)連接配件不合格

通過(guò)對(duì)高壓隔離開(kāi)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(duì)電磁閥實(shí)行測(cè)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電磁閥在通電之后動(dòng)作較為緩慢，并且伴有一定程度的漏風(fēng)狀況。借助對(duì)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(dòng)情況。對(duì)松動(dòng)的螺栓重新禁錮之后，在測(cè)試電磁閥時(shí)所有數(shù)據(jù)處于正常狀況。針對(duì)電磁閥的不合格狀況，立即對(duì)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(duì)電磁閥實(shí)行針對(duì)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(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)周邊的設(shè)備實(shí)行相應(yīng)的分析，確保高壓隔離開(kāi)關(guān)連接配件的合格性。

1.4 高壓隔離開(kāi)關(guān)組裝問(wèn)題

高壓隔離開(kāi)關(guān)的組裝以及檢修過(guò)程中，存在輔助聯(lián)鎖連接線路松動(dòng)以及高壓隔離開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)故障應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)上述所分析的多個(gè)故障因素，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采取以下應(yīng)對(duì)策略：

2.1 針對(duì)閉合緩慢與閉合不到位的應(yīng)對(duì)策略

使用新型油脂對(duì)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(kāi)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?dòng)機(jī)車的高壓隔離開(kāi)關(guān)的電磁閥以及氣缸加裝一套加熱套，并對(duì)加熱套的運(yùn)行試驗(yàn)歸納到日常整備工作當(dāng)中。要求在整備車時(shí)間內(nèi)完成日常的檢查，確認(rèn)高壓隔離開(kāi)關(guān)是否處于正常狀態(tài)。

2.2 針對(duì)放電損毀問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)放電損毀的特點(diǎn)對(duì)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(hào)為高壓隔離開(kāi)關(guān)真正處于閉合狀態(tài)之后的信號(hào)。與此同時(shí)，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(gè)零部件完全處于閉合狀態(tài)，禁止電動(dòng)機(jī)車帶電閉合。

2.3 針對(duì)電磁閥漏風(fēng)故障的應(yīng)對(duì)策略

借助對(duì)相關(guān)廠家的狀況通報(bào)以及備忘錄介紹，杜絕今后全新的電動(dòng)機(jī)車因?yàn)楦邏焊綦x開(kāi)關(guān)安裝工藝不到位而引發(fā)高壓隔離開(kāi)關(guān)故障的情況發(fā)生，并對(duì)檢修車間的檢修工作進(jìn)行嚴(yán)格要求，對(duì)電磁閥以及國(guó)際扭力標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行嚴(yán)密性檢查，保障通過(guò)檢查的所有電動(dòng)機(jī)車電磁閥不會(huì)再發(fā)生漏風(fēng)以及松動(dòng)的現(xiàn)象。與此同時(shí)，嚴(yán)格要求整備車間以及運(yùn)轉(zhuǎn)車間強(qiáng)化對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)的日常檢修，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)解決。

2.4 針對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)組裝工藝不到位現(xiàn)象的應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)組裝工藝的問(wèn)題，必須嚴(yán)格按照相關(guān)工藝進(jìn)行檢修，與此同時(shí)向相關(guān)廠家發(fā)放裝車的要求列表，杜絕電動(dòng)機(jī)車在出廠之后發(fā)生任何的質(zhì)量性問(wèn)題。對(duì)已經(jīng)到車輛段的電動(dòng)機(jī)車在檢修車間實(shí)行一次全面的記名式全面檢查，杜絕電動(dòng)機(jī)車接線不良以及接線松動(dòng)等狀況。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)上述的故障因素以及相應(yīng)對(duì)策的分析和措施的實(shí)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(wú)任何高壓隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)閉合緩慢或漏風(fēng)的問(wèn)題，能夠有效解決HXD1型電力機(jī)車的高壓隔離開(kāi)關(guān)故障問(wèn)題。除此之外，伴隨技術(shù)的不斷進(jìn)步，仍然需要對(duì)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(jiǎn)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）