电力机车空转故障解决措施

摘 要：文章通过针对电力机车空转故障成因、空转故障判断及检测、处理办法以及解决措施进行分析,为机务各级部门了解和防止电力机车空转提供一定的理论依据.

关 键 词：电力机车；空转故障；解决措施

中图分类号：U269　文献标识码：A　文章编号：1009-2374（2012）25-0099-03

在铁路跨越式发展的今天,各大干线经过了六次大提速,牵引定数在不断提高,铁路专用机车在不断更新换代,新技术新装备的不断运用,使得、机车的科技含量越来越高,从SS3型电力机车开始,机车电子柜或微机柜均设置了微机防空转系统,当机车发生空转时,系统以适当的速度及特性恢复电机电流及机车粘着系数,减少牵引力的损失.但机车发生空转故障时,容易造成电流卸载、轮轨擦伤、坡停等,危害相当严重.下面针对电力机车空转故障成因、空转故障判断及检测、处理办法以及解决措施进行分析,为机务各级部门了解和防止电力机车空转提供一定的理论依据.

1　电力机车空转故障的原因分析

1.1　司机操作不当

电力机车在运行中,司机操作不当,手柄指令过高,容易发生真空转.因此,机车在雨天或坡道上起车或行使时,指令不应一次给得太高,当速度起来后再继续追加电流.当发生真空转或滑行时,司机应适当降低手柄级位,待速度起来后再追加电流,抑制真空转发生.

1.2　电力机车轮缘喷油装置喷油量太大、线路道岔油润过多等

电力机车轮缘喷油装置喷油量太大、线路道岔油润过多等也会引起机车真空转,伴随空转灯亮、撒砂、减载等.这种情况下,机车检修部门应适当调节轮缘喷脂装置的喷油量或改为干式轮缘润滑装置,防止真空转.

1.3　电力机车发生假空转的原因

1.3.1　光电传感器故障引起假空转.电力机车上目前使用的光电传感器大部分是TQG15B型传感器,当传感器芯片烧损或绝缘破损、传感器引出线绝缘破损,线路开路、短路或接触不良等,瞬间无速度信号输出或速度信号受干扰,都会引起假空转.

1.3.2　光电传感器接线盒进水,引起线路接地或短路将引起假空转.

1.3.3　机车转向架到司机室端子排的光电传感器接线开路或绝缘破损,引起速度信号异常,导致假空转.

1.3.4　司机室端子到电子柜接线不良或电子柜微机防空转插件故障也会引起空转.

2　电力机车发生空转或电流电压波动等现象的故障判断和检测方法

2.1　普通故障的排除

机车在运行中经常会发生空转、滑行或电流电压波动等现象.发生大空转时,空转灯亮、自动撒砂、电流电压波动频繁,而且电流电压波动弧度大.发生小空转时有时空转灯不亮、不下砂,只是电流电压在小范围内波动.这种情况下,机车乘务员只需切除电子柜上方或微机防空转上的“空转保护”开关即可或将电子柜倒B组维持运行.

2.2　利用动态检测仪进行库内检测

机车在运行中发生空转故障回段报修时,由于库内缺乏动车检测机车速度信号的条件,因此,我们研制了光电传感器动态检测仪.光电传感器动态检测仪简单来说是一个在机车静止的状态下,能给光电传感器提供匀速的速度信号,并且能实时观察速度及频率大小、变化情况,速度信号输出波形的检测设备.利用该设备,可以在库内对机车光电传感器及相关线路进行检测,可以较准确地判断出造成空转故障的故障点,并在库内做相应的处理,大大提高了处理空转故障的效率,同时减少了机车试运,减少了检修或技术人员跟车处理的频次,节约了人力资源,提高了机车的运用效率.在库内进行检测无结果的就要跟车用便携式示波器进行动态检测.

2.3　跟车进行动态检测

对于极少数机车空转故障,是由于机车在运行中产生剧烈振动时,空转保护系统某些线路瞬间接触不良,引起速度信号瞬间丢失,从而造成空转.对于这类故障在库内机车静止的情况下很难检测到故障点,因此,必须派人跟车使用携式示波器进行动态检测,另外也可用示波器检测.当速度信号受干扰,信号发生畸变,同样会造成机车电流电压波动或小空转.此时仍然能够点亮微机防空转插件上的“速度传感器速度信号指示灯”.在这种情形下,只有通过检测空转插件上的2A、3A、4A、5A孔（对应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ轴）速度信号来判断故障点.一般情况下机车速度在0～100km/h运行时,速度信号频率应在0～1400Hz之间变化,并且四个轴的速度信号频率变化相差不应超过20Hz.检测中若发现有某轴的速度信号频率变化大于20Hz（经验值）或输入的电压信号波形不是规则的方波、时有时无等,该轴位传感器信号则判断为故障,可通过进一步检测传感器及线路来查找具体的故障点.

3　空转故障的处理方法

3.1　光电传感器故障的检测及处理

电力机车光电传感器可以通过车下检测设备进行检测,确定传感器故障后,则可更换光电传感器.故障的光电传感器检修时,要对传感器芯片进行更新,组装传感器部件时用环氧树脂做防水处理.光电传感器在安装上车时,传感器与轴箱之间要加防水胶垫,同时传感器引出线应斜向下,防止进水,同时要避免引出线过度弯曲.光电传感器接线插头与接线盒插接应牢固,用绝缘粘胶带包扎好,防止进水.

3.2　光电传感器信号线故障的检测及处理

若在司机室端子上检测到某轴位传感器信号不良,而光电传感器下车检测又正常的情况下,可以判定为该位传感器的信号线故障.表现在线路开路、短路、接地.可以通过数字万用表进行检测线路的通断,用250V兆欧表检测其线路绝缘状态.确定线路不良时,必须进行换线才能彻底处理.换线时应注意不要损伤插头及线,接线时应按照接线表对应接线,防止接错线.

3.3　空转插件故障判断及处理

一般情况下,通过在空转插件上检测四轴速度信号均正常时,运行中发生空转或电流电压波动则可判定为空转插件故障.运行中可切除该插件或倒B组维持运行,回段更换空转插件.

4　电力机车空转保护系统改进措施

目前,SS3型及以上电力机车都设计了机车微机防空转系统.但经过近几年的运用实践,我们发现该系统仍然存在一定缺陷.一是当光电传感器及线路故障引起空转时不能自动切换；二是当光电传感器及线路短路或接地时,将导致电子柜或微机柜开关电源产生欠压或过流保护动作,使开关电源中断,电子柜或微机柜A、B组都失去电源.这种情况下,表现在司机室显示屏上为“电子柜预备灯”亮,机车无流无压,导致机破.

为了达到机车光电传感器及线路故障能自动切换的目的,我们研制了“光电传感器故障切除及转换系统”.光电传感器自动切除及信号转换装置的作用是当光电传感器及其线路故障时,能自动隔离故障传感器及线路,同时还能将其他轴位的正常速度信号切换到该位引入电子柜,机车所有性能不变,保证行车安全.使用光电传感器故障切换装置,动作时间短,先于电子柜保护动作,保护性能可靠.但单单故障切除装置,只能切除该传感器,不能自动将该位信号转换到其他正常的传感器上,所以,该装置还设计了自动信号转换功能.即当某传感器或线路故障隔离后,该位传感器就无速度信号进入电子柜.牵引工况下,电子柜取的是四个速度信号的最小值作为速度反馈信号.在某传感器无信号输入时,电子柜将误认为机车无实际速度,因此,自动控制环节将不断开放可控硅移相触发角,整流柜将不断增加输出电压直到最大,机车实际速度也随输出电压的增加而不断上升,失去恒流恒速控制.因此,光电传感器及线路故障危害相当严重.

本文通过根据电力机车空转保护系统原理,对机车产生空转故障的原因进行了分析,提出了故障处理方法和改进措施,减少了因假空转引起的机车故

障及行车事故发生率,提高了机车的运用效率.

作者简介：罗刚,男,成都铁路局重庆机务段运用科助理工程师.

（责任编辑：秦逊玉）