SS4B型電力機(jī)車主斷路器檢修保養(yǎng)措施分析

SS4B型電力機(jī)車主斷路器檢修保養(yǎng)措施分析陳鳴

（國(guó)能新朔鐵路有限責(zé)任公司機(jī)務(wù)分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

1SS4B型電力機(jī)車概述

SS4B型電力機(jī)車屬于我國(guó)自主研制的第三代電力機(jī)車，不僅繼承了以往電力機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在性能方面有了更大的提升。SS4B型電力機(jī)車在設(shè)計(jì)之初就嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)范，保證設(shè)計(jì)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，依據(jù)現(xiàn)有的科技手段，完成了性能方面的升級(jí)，可以滿足不同需要的運(yùn)輸要求，尤其是在外部環(huán)境比較惡劣的地方，也可以滿足使用需求。

SS4B型電力機(jī)車的主斷路器是整個(gè)電力機(jī)車的核心部件，直接決定著電力機(jī)車的運(yùn)行安全和使用壽命，如果主斷路器出現(xiàn)問(wèn)題，可能造成重大損失。SS4B型電力機(jī)車的主斷路器在檢修方面也比其他部件更加困難，不僅會(huì)耗費(fèi)很大的人力物力，同時(shí)對(duì)維修人員的技術(shù)水平要求更高，如果不能及時(shí)地進(jìn)行維修，會(huì)對(duì)運(yùn)輸產(chǎn)生極大的影響，直接降低鐵路運(yùn)輸效益。所以，SS4B型電力機(jī)車主斷路器作為核心部件，在使用的過(guò)程中必須堅(jiān)持必要的日常保養(yǎng)和及時(shí)的檢修，切實(shí)的保障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩头€(wěn)定。

2SS4B型電力機(jī)車發(fā)展背景

我國(guó)國(guó)土面積廣闊，所蘊(yùn)含的自然資源十分豐富，尤其是一些礦產(chǎn)資源，不僅數(shù)量眾多并且種類也十分豐富，在這種情況下，礦產(chǎn)資源的運(yùn)輸情況直接決定了其最終的使用效果。這種情況為我國(guó)電力機(jī)車的發(fā)展提供了很大的便利，而SS4B型電力機(jī)車作為目前一種性能比較優(yōu)越的機(jī)車，不論是其自身的性能還是其運(yùn)載能力都可以滿足這一需求，目前SS4B型電力機(jī)車已經(jīng)成為了適用范圍最廣的電力機(jī)車。因此，機(jī)車的運(yùn)行安全就顯得尤為重要，也對(duì)其檢修保養(yǎng)提出了更高的要求。

3SS4B型電力機(jī)車的技術(shù)特征和優(yōu)勢(shì)

做好SS4B型電力機(jī)車主斷路器的檢修保養(yǎng)，首要的前提是要對(duì)機(jī)車的技術(shù)特征有詳細(xì)的了解，如機(jī)車的整體構(gòu)造、機(jī)車性能、機(jī)車的零部件特性等，不僅如此，在SS4B型電力機(jī)車運(yùn)行的過(guò)程中，要對(duì)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的記錄，并對(duì)技術(shù)特征進(jìn)行全方位地了解和系統(tǒng)性的研究。隨著我國(guó)科技手段的不斷進(jìn)步，對(duì)SS4B型電力機(jī)車的了解也是與日俱增。了解SS4B型電力機(jī)車的技術(shù)特征，一方面可以為檢修保養(yǎng)時(shí)提供必要的技術(shù)支持，這樣在進(jìn)行檢修保養(yǎng)的時(shí)候才能事半功倍，另一方面也能保證機(jī)車在使用過(guò)程中的安全，提高SS4B型電力機(jī)車的運(yùn)輸效益。經(jīng)過(guò)不斷地實(shí)踐了解，可以將SS4B型電力機(jī)車的技術(shù)特征和優(yōu)勢(shì)分為以下8個(gè)方面：

（1）SS4B型電力機(jī)車整車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是先進(jìn)的外重聯(lián)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)就猶如人體的大腦一般，對(duì)整個(gè)電力機(jī)車實(shí)行精準(zhǔn)控制，并且其與其他控制系統(tǒng)最大的區(qū)別在于，外重聯(lián)控制系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)車內(nèi)部所有的車節(jié)進(jìn)行控制，真正意義上實(shí)現(xiàn)在一間控制室內(nèi)完成對(duì)整車的控制。

（2）SS4B型電力機(jī)車的所有車軸上都裝配有制動(dòng)管轉(zhuǎn)向架，這樣在機(jī)車需要時(shí)操作起來(lái)更加的便利。SS4B型電力機(jī)車目前使用的牽引系統(tǒng)是斜拉桿式中央低位推挽式牽引裝置，這種牽引裝置配合制動(dòng)管轉(zhuǎn)向架使用可以提供牽引動(dòng)力，使機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)力更足，可以極大地提高運(yùn)輸效率。

（3）電力機(jī)車的運(yùn)行離不來(lái)電力的支持，而SS4B型電力機(jī)車中所設(shè)置的電路確保了電力機(jī)車能夠平穩(wěn)運(yùn)行。SS4B型電力機(jī)車的電路是采用多種形式進(jìn)行的，可以多種形式向機(jī)車提供電力，并且電路之間是獨(dú)立運(yùn)行的，最大程度地保證了電力機(jī)車整體電路的運(yùn)行，防止因?yàn)槟骋粭l線路出現(xiàn)問(wèn)題而引起整個(gè)機(jī)車的電力癱瘓，可以有效保證電力機(jī)車的持續(xù)運(yùn)行。同時(shí)，多種形式的電力供應(yīng)也可以保證電車在運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)，極大地提高機(jī)車的運(yùn)輸效率。SS4B型電力機(jī)車電路主要分為主電路和輔助電路，這兩種電路在設(shè)計(jì)時(shí)也有各自的特點(diǎn)。在主要電路設(shè)計(jì)時(shí)，都配備有檢測(cè)功率設(shè)備，所以在機(jī)車運(yùn)行的過(guò)程中可以有效避免其他電波對(duì)機(jī)車的干擾，同時(shí)也可以有效地對(duì)電流情況進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)防事故的發(fā)生。同時(shí)電路導(dǎo)向連接時(shí)采用冷壓的方式，而主電路連接時(shí)采用的更是針對(duì)電力機(jī)車專門設(shè)計(jì)的冷壓型線簧式插接件，這種特殊的接件具有很好的質(zhì)量保證，可以對(duì)電路的接口處形成很好地保護(hù)，增加電路的使用壽命。在輔助電路設(shè)計(jì)時(shí)，采用了旋轉(zhuǎn)式劈相機(jī)系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)器的運(yùn)行進(jìn)行有效地檢測(cè)。

（4）SS4B型電力機(jī)車的整流裝置比絕大部分機(jī)車都要先進(jìn)，它主要是由晶體換閘管和大功率整流管組成，這兩種材料在出廠時(shí)都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的品控管理，同時(shí)整流裝置所使用的材料也是散熱性比較好的金屬銅，保證機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中具備良好的散熱性，對(duì)機(jī)車的主電路板起到很好的保護(hù)，增強(qiáng)機(jī)車的使用壽命。另外，在使用的過(guò)程中金屬銅散熱器具備很好的抗氧化性，確保電線不會(huì)因?yàn)槭褂脮r(shí)間過(guò)長(zhǎng)發(fā)生氧化，減少主線板發(fā)生故障的可能。

（5）SS4B型電力機(jī)車的安全性是其一大優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下方面：①電力機(jī)車的運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)車的軸承和軌道之間會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦，這種摩擦所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)機(jī)車的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，并且隨著機(jī)車速度的提升，這種干擾就會(huì)越大。而SS4B型電力機(jī)車在設(shè)計(jì)時(shí)有專業(yè)的磁場(chǎng)削減控制功能，可以極大地減少磁場(chǎng)對(duì)機(jī)車運(yùn)行的影響，提高機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性；②SS4B型電力機(jī)車的制動(dòng)方式也與一般機(jī)車有很大的區(qū)別。主要是體現(xiàn)在SS4B型電力機(jī)車可以根據(jù)不同的地域特征隨之調(diào)整自己的車速，并且這種調(diào)整是比較平穩(wěn)的，可以保證SS4B型電力機(jī)車的操作安全；③SS4B型電力機(jī)車裝有防滑行、防空轉(zhuǎn)的裝置。其主要是利用性能比較高的傳感器進(jìn)行信號(hào)傳輸，時(shí)刻監(jiān)測(cè)滑行和空轉(zhuǎn)的信號(hào)，如果出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，則傳輸器發(fā)送相應(yīng)的指令，通過(guò)撒砂增加粘著，如果效果不佳，裝置會(huì)自動(dòng)執(zhí)行減災(zāi)命令，從而消除空轉(zhuǎn)、滑行。

（6）現(xiàn)階段，我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展比較快，具備自動(dòng)化、誤差小、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，而電力機(jī)車對(duì)數(shù)據(jù)的要求是極為嚴(yán)格的，信息技術(shù)與電力機(jī)車將形成很好的互補(bǔ)。SS4B型電力機(jī)車裝載有最先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，可以對(duì)電車的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并發(fā)出預(yù)警，這樣可以最大程度減少安全事故的發(fā)生。另外，互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)度較高，不僅可以節(jié)約人力，同時(shí)也能減少人為的失誤?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)機(jī)車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析，為機(jī)車的檢修和保養(yǎng)提供必要的數(shù)據(jù)支持，提高檢修保養(yǎng)的效率。

（7）影響電力機(jī)車運(yùn)行的另外一個(gè)重要因素就是受電弓。SS4B型電力機(jī)車所采用的受電弓型號(hào)是目前我國(guó)自主研制的產(chǎn)品，是在汲取以往產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，其中所使用的電力互感器是電子式的，攜帶比較方便，同時(shí)可以保證在不同的環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（8）SS4B型電力機(jī)車整車所采用的材料硬度都是比較高的，整車采用一體化構(gòu)造，可以起到整體的保護(hù)。另外，在整車設(shè)計(jì)之初，采用了最為先進(jìn)的分析方法，最大程度地優(yōu)化了整車外形材料設(shè)計(jì)，保證車在受到外界巨大壓力時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生很大的形變。機(jī)車的車頂采用頂蓋的構(gòu)造，在機(jī)車建造時(shí)便于施工操作，并且在使用的過(guò)程中，也可以在一定程度上縮短工作周期，提高機(jī)車的運(yùn)輸效率。

4SS4B型電力機(jī)車主斷路器故障分析

4.1“兩瓷瓶”斷損和炸損

4.1.1瓷瓶材質(zhì)不佳

瓷瓶材質(zhì)不佳主要是指瓷瓶的材質(zhì)比較脆，在受到外部壓力時(shí)容易發(fā)生斷裂，尤其是在極端天氣下，瓷瓶材質(zhì)不佳的缺點(diǎn)就會(huì)被無(wú)限放大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在極端條件下，SS4B型電力機(jī)車主斷路器瓷瓶因材質(zhì)不佳出現(xiàn)斷損的概率達(dá)到了五成以上。

4.1.2瓷瓶機(jī)械強(qiáng)度低

瓷瓶機(jī)械強(qiáng)度低主要是指瓷瓶在受到機(jī)械力的作用下，容易出現(xiàn)斷損。主斷路器所使用的動(dòng)觸頭及其零配件的重量基本在10kg以上，位置在瓷瓶的末端，瓷瓶在受到外部作用力時(shí)，會(huì)在機(jī)械力和動(dòng)觸頭的聯(lián)合作用下開(kāi)閉，很容易斷裂。尤其是在氣溫比較低的區(qū)域內(nèi)，瓷瓶本身比較脆，更加容易發(fā)生斷損。

4.1.3非線性電阻瓷瓶炸損

瓷瓶在出現(xiàn)斷損或者炸損的時(shí)候，電力機(jī)車通常是處在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，主斷路器的開(kāi)關(guān)處在閉合位置，強(qiáng)大的電流將會(huì)瞬間通過(guò)非線性電阻，導(dǎo)致電阻出現(xiàn)炸裂。如果是在外部溫度較低的情況下，電阻瓷瓶受到內(nèi)外溫度差的影響，非線性電阻瓷瓶發(fā)生爆炸的可能性將會(huì)增加很多。

4.2主閥卡位

通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)車出現(xiàn)故障進(jìn)行排查可以得出，因主閥卡位出現(xiàn)故障導(dǎo)致主斷路故障的情況非常多。主閥卡位指的就是主閥卡在了閥體的某一個(gè)位置，從而導(dǎo)致主斷路器出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)這種情況，往往需要對(duì)整臺(tái)主斷路器進(jìn)行檢修，對(duì)機(jī)車的運(yùn)輸將產(chǎn)生非常大的影響，鑒于此，必須對(duì)主閥卡位的情況進(jìn)行詳細(xì)的了解。目前已知主閥卡位故障主要由以下因素構(gòu)成：

（1）主閥閥體和活塞材料熱膨脹系數(shù)不同。主閥閥體和活塞材質(zhì)的材料都是黃銅構(gòu)成，但前者是采用鑄造黃銅，而后者則是采用拉伸黃銅棒，二者之間的膨脹系數(shù)存在著很大的差異，在電動(dòng)機(jī)車內(nèi)部電器設(shè)備開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，車廂內(nèi)的溫度比大氣溫度要高，活塞膨脹量大，造成卡位。

（2）主閥閥體與活塞配合尺寸不盡合理。在對(duì)主閥卡位進(jìn)行分析時(shí)，主閥閥體與活塞尺寸不盡合理也是造成故障的主要原因之一。通過(guò)實(shí)際的測(cè)量，活塞的外延直徑在69.91～69.97mm，而正常的尺寸應(yīng)該在69.86mm左右，同時(shí)外延與閥體接觸面并不是完全接觸，這就說(shuō)明在進(jìn)行加工時(shí)，零部件精度比較差?；钊叽绲钠顚?dǎo)致其在工作中卡在了主閥內(nèi)，從而引起了主斷路器故障。

（3）外部氣溫的影響。氣溫的影響主要體現(xiàn)在極端天氣下，比如寒冷的冬天和炎熱的夏天，經(jīng)過(guò)對(duì)主閥卡位進(jìn)行分析，其中有80%左右的主閥卡位故障出現(xiàn)在極端氣溫下，說(shuō)明外部氣溫也是造成主閥卡位的一個(gè)原因。

5SS4B型電力機(jī)車主斷路器檢修保養(yǎng)改進(jìn)和防范措施

5.1改進(jìn)瓷瓶材質(zhì)

在我國(guó)一些高嚴(yán)寒地區(qū)，普通的瓷瓶材質(zhì)是無(wú)法滿足正常的運(yùn)輸需求的，必須要改進(jìn)瓷瓶材質(zhì)以滿足電力機(jī)車在極端氣溫下正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，比如可以采用硅橡膠瓷瓶。另外，非線性電阻可以采用氧化硅材質(zhì)，其抗老化程度高，包容性較強(qiáng)，可以在電阻過(guò)大時(shí)起到防護(hù)作用，規(guī)避主斷路器因電流過(guò)大出現(xiàn)問(wèn)題的現(xiàn)象。

5.2改進(jìn)主閥活塞制造工藝

主閥活塞在制造之初應(yīng)該選用精密的建造儀器，避免活塞尺寸出現(xiàn)誤差的情況。在活塞外圈與主閥閥體內(nèi)部結(jié)合的尺寸選配中，活塞的外圈要采用下偏差，這樣活塞在主閥內(nèi)部有一定的空間，可以有效地避免主閥卡位的情況。

5.3加強(qiáng)機(jī)車的檢修和日常保養(yǎng)

日常保養(yǎng)工作直接關(guān)系著電動(dòng)機(jī)車整體的使用壽命，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)車中一些小問(wèn)題，并進(jìn)行及時(shí)的檢修。例如，為了規(guī)避主閥卡位現(xiàn)象，要定期對(duì)機(jī)車的主斷路器進(jìn)行整修，并且是逐臺(tái)進(jìn)行檢查，尤其是活塞外圈與主閥體內(nèi)接觸是否良好，要對(duì)活塞的尺寸進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要進(jìn)行及時(shí)處理，這樣可以提高主斷路器的使用壽命。

5.4改進(jìn)控制電路

主斷路器對(duì)于電力機(jī)車的重要性是不言而喻的，尤其是對(duì)SS4B型電力機(jī)車而言更是如此，它的主斷路器性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他型號(hào)的機(jī)車，在電力機(jī)車出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，主斷路器會(huì)第一時(shí)間作出反應(yīng)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并且會(huì)自動(dòng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況轉(zhuǎn)變工作方法。SS4B型電力機(jī)車的主斷路器在受外界因素干擾時(shí)，通常反應(yīng)不大，尤其是在面臨一些突發(fā)情況時(shí)，也能合理地作出判斷。不過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和發(fā)出全新指令的這個(gè)過(guò)程中，主斷路器是處在一個(gè)滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，主斷路器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極高的溫度，所以這個(gè)時(shí)候必須做好主斷路器的散熱工作。

5.5優(yōu)化電器接觸處之間的距離

優(yōu)化電器接觸處之間的距離主要是為了減少電動(dòng)機(jī)車因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間工作，機(jī)車軸承間過(guò)大的距離而產(chǎn)生灰塵，這樣就會(huì)導(dǎo)致摩擦力增大，影響軸承的正常工作。SS4B型電力機(jī)車想要平穩(wěn)地開(kāi)展工作，必須優(yōu)化電器接觸處之間的距離，主斷路器進(jìn)行工作必須依靠電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，而電動(dòng)機(jī)由許多零部件構(gòu)成，在進(jìn)行工作時(shí)會(huì)散發(fā)大量的熱量，增加故障出現(xiàn)的概率，在這種情況下優(yōu)化電器接觸處之間的距離，可以提高電動(dòng)機(jī)車的主斷路器的工作性能。

5.6加強(qiáng)機(jī)車主閥卡位的日常養(yǎng)護(hù)

SS4B型電力機(jī)車主斷路器出現(xiàn)故障的一個(gè)主要原因是主閥卡位，所以必須對(duì)電動(dòng)機(jī)車主閥卡位進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)。①要控制好外部的溫度，防止因?yàn)闃O端氣溫下降導(dǎo)致的故障；②在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要確定后活塞外圈尺寸和閥體內(nèi)部尺寸，并且在制作時(shí)要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，防止因?yàn)槌叽缯`差導(dǎo)致的主閥卡位；③要及時(shí)地進(jìn)行日常維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行處理，保證主斷路器時(shí)刻保持在良好的狀態(tài)。

5.7做好維修技術(shù)準(zhǔn)備

SS4B型電力機(jī)車主斷路器的維修和保養(yǎng)工作由于涉及的內(nèi)容通常是比較精細(xì)的，所以對(duì)人員的技術(shù)水平要求很高。在對(duì)主斷路器進(jìn)行維修保養(yǎng)時(shí)，工作人員要做到心中有數(shù)，面對(duì)不同的問(wèn)題都能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃，要做好必要的維修方案，避免因?yàn)橐恍┖苄〉氖д`導(dǎo)致整個(gè)維修保養(yǎng)工作的失敗。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，將其運(yùn)用在SS4B型電力機(jī)車的維修保養(yǎng)工作能夠起到非常大的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)可以自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄分析，這樣可以對(duì)電力機(jī)車中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，為維修保養(yǎng)工作提供數(shù)據(jù)支持。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以與電動(dòng)機(jī)車的控制系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)電力機(jī)車的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)主斷路器出現(xiàn)的故障，并及時(shí)地進(jìn)行上報(bào)處理。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)操作比較簡(jiǎn)單，可以極大地減輕工作人員的壓力，減低人為因素造成故障的可能性。

5.8嚴(yán)格按照要求操作

嚴(yán)格按照要求操作主要是指在面對(duì)一些突發(fā)情況時(shí)，相關(guān)的工作人員要按照正確的流程進(jìn)行處理，最大程度地保證電動(dòng)機(jī)車的平穩(wěn)過(guò)渡。為此，工作人員要對(duì)整個(gè)工作流程有比較深入的了解，這就需要對(duì)工作人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)。同時(shí)，要加大對(duì)SS4B型電