SS4B型電力機車主斷路器檢修保養(yǎng)措施分析

SS4B型電力機車主斷路器檢修保養(yǎng)措施分析陳鳴

（國能新朔鐵路有限責任公司機務分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

1SS4B型電力機車概述

SS4B型電力機車屬于我國自主研制的第三代電力機車，不僅繼承了以往電力機車的優(yōu)點，同時在性能方面有了更大的提升。SS4B型電力機車在設計之初就嚴格遵循設計規(guī)范，保證設計的規(guī)范化和標準化，同時在滿足設計要求的前提下，依據(jù)現(xiàn)有的科技手段，完成了性能方面的升級，可以滿足不同需要的運輸要求，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型電力機車的主斷路器是整個電力機車的核心部件，直接決定著電力機車的運行安全和使用壽命，如果主斷路器出現(xiàn)問題，可能造成重大損失。SS4B型電力機車的主斷路器在檢修方面也比其他部件更加困難，不僅會耗費很大的人力物力，同時對維修人員的技術(shù)水平要求更高，如果不能及時地進行維修，會對運輸產(chǎn)生極大的影響，直接降低鐵路運輸效益。所以，SS4B型電力機車主斷路器作為核心部件，在使用的過程中必須堅持必要的日常保養(yǎng)和及時的檢修，切實的保障鐵路運輸?shù)陌踩头€(wěn)定。

2SS4B型電力機車發(fā)展背景

我國國土面積廣闊，所蘊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)資源的運輸情況直接決定了其最終的使用效果。這種情況為我國電力機車的發(fā)展提供了很大的便利，而SS4B型電力機車作為目前一種性能比較優(yōu)越的機車，不論是其自身的性能還是其運載能力都可以滿足這一需求，目前SS4B型電力機車已經(jīng)成為了適用范圍最廣的電力機車。因此，機車的運行安全就顯得尤為重要，也對其檢修保養(yǎng)提出了更高的要求。

3SS4B型電力機車的技術(shù)特征和優(yōu)勢

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

（1）SS4B型電力機車整車的控制系統(tǒng)設計采用的是先進的外重聯(lián)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)就猶如人體的大腦一般，對整個電力機車實行精準控制，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)可以對機車內(nèi)部所有的車節(jié)進行控制，真正意義上實現(xiàn)在一間控制室內(nèi)完成對整車的控制。

（2）SS4B型電力機車的所有車軸上都裝配有制動管轉(zhuǎn)向架，這樣在機車需要時操作起來更加的便利。SS4B型電力機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管轉(zhuǎn)向架使用可以提供牽引動力，使機車運行過程中動力更足，可以極大地提高運輸效率。

（3）電力機車的運行離不來電力的支持，而SS4B型電力機車中所設置的電路確保了電力機車能夠平穩(wěn)運行。SS4B型電力機車的電路是采用多種形式進行的，可以多種形式向機車提供電力，并且電路之間是獨立運行的，最大程度地保證了電力機車整體電路的運行，防止因為某一條線路出現(xiàn)問題而引起整個機車的電力癱瘓，可以有效保證電力機車的持續(xù)運行。同時，多種形式的電力供應也可以保證電車在運行過程中的平穩(wěn)，極大地提高機車的運輸效率。SS4B型電力機車電路主要分為主電路和輔助電路，這兩種電路在設計時也有各自的特點。在主要電路設計時，都配備有檢測功率設備，所以在機車運行的過程中可以有效避免其他電波對機車的干擾，同時也可以有效地對電流情況進行檢測，預防事故的發(fā)生。同時電路導向連接時采用冷壓的方式，而主電路連接時采用的更是針對電力機車專門設計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，可以對電路的接口處形成很好地保護，增加電路的使用壽命。在輔助電路設計時，采用了旋轉(zhuǎn)式劈相機系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以對機器的運行進行有效地檢測。

（4）SS4B型電力機車的整流裝置比絕大部分機車都要先進，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都要經(jīng)過嚴格的品控管理，同時整流裝置所使用的材料也是散熱性比較好的金屬銅，保證機車在運行過程中具備良好的散熱性，對機車的主電路板起到很好的保護，增強機車的使用壽命。另外，在使用的過程中金屬銅散熱器具備很好的抗氧化性，確保電線不會因為使用時間過長發(fā)生氧化，減少主線板發(fā)生故障的可能。

（5）SS4B型電力機車的安全性是其一大優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下方面：①電力機車的運行過程中，機車的軸承和軌道之間會產(chǎn)生一定的摩擦，這種摩擦所產(chǎn)生的磁場會對機車的運行產(chǎn)生不利影響，并且隨著機車速度的提升，這種干擾就會越大。而SS4B型電力機車在設計時有專業(yè)的磁場削減控制功能，可以極大地減少磁場對機車運行的影響，提高機車運行的平穩(wěn)性；②SS4B型電力機車的制動方式也與一般機車有很大的區(qū)別。主要是體現(xiàn)在SS4B型電力機車可以根據(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型電力機車的操作安全；③SS4B型電力機車裝有防滑行、防空轉(zhuǎn)的裝置。其主要是利用性能比較高的傳感器進行信號傳輸，時刻監(jiān)測滑行和空轉(zhuǎn)的信號，如果出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，則傳輸器發(fā)送相應的指令，通過撒砂增加粘著，如果效果不佳，裝置會自動執(zhí)行減災命令，從而消除空轉(zhuǎn)、滑行。

（6）現(xiàn)階段，我國信息技術(shù)發(fā)展比較快，具備自動化、誤差小、操作方便等優(yōu)點，而電力機車對數(shù)據(jù)的要求是極為嚴格的，信息技術(shù)與電力機車將形成很好的互補。SS4B型電力機車裝載有最先進的互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，可以對電車的運行狀況進行實時的檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)將自動識別并發(fā)出預警，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)操作簡單、精準度較高，不僅可以節(jié)約人力，同時也能減少人為的失誤?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)可以對機車運行數(shù)據(jù)進行收集、整理、分析，為機車的檢修和保養(yǎng)提供必要的數(shù)據(jù)支持，提高檢修保養(yǎng)的效率。

（7）影響電力機車運行的另外一個重要因素就是受電弓。SS4B型電力機車所采用的受電弓型號是目前我國自主研制的產(chǎn)品，是在汲取以往產(chǎn)品的優(yōu)勢而開發(fā)出來的，其中所使用的電力互感器是電子式的，攜帶比較方便，同時可以保證在不同的環(huán)境中正常運轉(zhuǎn)。

（8）SS4B型電力機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。另外，在整車設計之初，采用了最為先進的分析方法，最大程度地優(yōu)化了整車外形材料設計，保證車在受到外界巨大壓力時也不會產(chǎn)生很大的形變。機車的車頂采用頂蓋的構(gòu)造，在機車建造時便于施工操作，并且在使用的過程中，也可以在一定程度上縮短工作周期，提高機車的運輸效率。

4SS4B型電力機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)不佳的缺點就會被無限放大。據(jù)不完全統(tǒng)計，在極端條件下，SS4B型電力機車主斷路器瓷瓶因材質(zhì)不佳出現(xiàn)斷損的概率達到了五成以上。

4.1.2瓷瓶機械強度低

瓷瓶機械強度低主要是指瓷瓶在受到機械力的作用下，容易出現(xiàn)斷損。主斷路器所使用的動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，會在機械力和動觸頭的聯(lián)合作用下開閉，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)斷損或者炸損的時候，電力機車通常是處在正常運轉(zhuǎn)的情況下，主斷路器的開關(guān)處在閉合位置，強大的電流將會瞬間通過非線性電阻，導致電阻出現(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增加很多。

4.2主閥卡位

通過對電動機車出現(xiàn)故障進行排查可以得出，因主閥卡位出現(xiàn)故障導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位置，從而導致主斷路器出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)這種情況，往往需要對整臺主斷路器進行檢修，對機車的運輸將產(chǎn)生非常大的影響，鑒于此，必須對主閥卡位的情況進行詳細的了解。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，在電動機車內(nèi)部電器設備開始運轉(zhuǎn)時，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。在對主閥卡位進行分析時，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。通過實際的測量，活塞的外延直徑在69.91～69.97mm，而正常的尺寸應該在69.86mm左右，同時外延與閥體接觸面并不是完全接觸，這就說明在進行加工時，零部件精度比較差?；钊叽绲钠顚е缕湓诠ぷ髦锌ㄔ诹酥鏖y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)過對主閥卡位進行分析，其中有80%左右的主閥卡位故障出現(xiàn)在極端氣溫下，說明外部氣溫也是造成主閥卡位的一個原因。

5SS4B型電力機車主斷路器檢修保養(yǎng)改進和防范措施

5.1改進瓷瓶材質(zhì)

在我國一些高嚴寒地區(qū)，普通的瓷瓶材質(zhì)是無法滿足正常的運輸需求的，必須要改進瓷瓶材質(zhì)以滿足電力機車在極端氣溫下正常運轉(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，可以在電阻過大時起到防護作用，規(guī)避主斷路器因電流過大出現(xiàn)問題的現(xiàn)象。

5.2改進主閥活塞制造工藝

主閥活塞在制造之初應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加強機車的檢修和日常保養(yǎng)

日常保養(yǎng)工作直接關(guān)系著電動機車整體的使用壽命，可以發(fā)現(xiàn)機車中一些小問題，并進行及時的檢修。例如，為了規(guī)避主閥卡位現(xiàn)象，要定期對機車的主斷路器進行整修，并且是逐臺進行檢查，尤其是活塞外圈與主閥體內(nèi)接觸是否良好，要對活塞的尺寸進行詳細測量，如果發(fā)現(xiàn)問題，要進行及時處理，這樣可以提高主斷路器的使用壽命。

5.4改進控制電路

主斷路器對于電力機車的重要性是不言而喻的，尤其是對SS4B型電力機車而言更是如此，它的主斷路器性能遠遠高于其他型號的機車，在電力機車出現(xiàn)問題時，主斷路器會第一時間作出反應，發(fā)出預警信號，并且會自動根據(jù)現(xiàn)場的情況轉(zhuǎn)變工作方法。SS4B型電力機車的主斷路器在受外界因素干擾時，通常反應不大，尤其是在面臨一些突發(fā)情況時，也能合理地作出判斷。不過發(fā)現(xiàn)問題和發(fā)出全新指令的這個過程中，主斷路器是處在一個滿負荷的工作狀態(tài)，主斷路器內(nèi)部會產(chǎn)生極高的溫度，所以這個時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機車因為長時間工作，機車軸承間過大的距離而產(chǎn)生灰塵，這樣就會導致摩擦力增大，影響軸承的正常工作。SS4B型電力機車想要平穩(wěn)地開展工作，必須優(yōu)化電器接觸處之間的距離，主斷路器進行工作必須依靠電動機提供動力，而電動機由許多零部件構(gòu)成，在進行工作時會散發(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，可以提高電動機車的主斷路器的工作性能。

5.6加強機車主閥卡位的日常養(yǎng)護

SS4B型電力機車主斷路器出現(xiàn)故障的一個主要原因是主閥卡位，所以必須對電動機車主閥卡位進行必要的養(yǎng)護。①要控制好外部的溫度，防止因為極端氣溫下降導致的故障；②在進行設計時，要確定后活塞外圈尺寸和閥體內(nèi)部尺寸，并且在制作時要嚴格按照要求進行，防止因為尺寸誤差導致的主閥卡位；③要及時地進行日常維護，發(fā)現(xiàn)問題要及時進行處理，保證主斷路器時刻保持在良好的狀態(tài)。

5.7做好維修技術(shù)準備

SS4B型電力機車主斷路器的維修和保養(yǎng)工作由于涉及的內(nèi)容通常是比較精細的，所以對人員的技術(shù)水平要求很高。在對主斷路器進行維修保養(yǎng)時，工作人員要做到心中有數(shù)，面對不同的問題都能根據(jù)實際情況進行規(guī)劃，要做好必要的維修方案，避免因為一些很小的失誤導致整個維修保養(yǎng)工作的失敗。隨著我國計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，將其運用在SS4B型電力機車的維修保養(yǎng)工作能夠起到非常大的作用。計算機技術(shù)可以自動進行計算，可以對數(shù)據(jù)進行詳細的記錄分析，這樣可以對電力機車中的各項數(shù)據(jù)進行歸納，為維修保養(yǎng)工作提供數(shù)據(jù)支持。另外，計算機技術(shù)可以與電動機車的控制系統(tǒng)相結(jié)合，對電力機車的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，可以第一時間發(fā)現(xiàn)主斷路器出現(xiàn)的故障，并及時地進行上報處理。同時，計算機技術(shù)操作比較簡單，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嚴格按照要求操作

嚴格按照要求操作主要是指在面對一些突發(fā)情況時，相關(guān)的工作人員要按照正確的流程進行處理，最大程度地保證電動機車的平穩(wěn)過渡。為此，工作人員要對整個工作流程有比較深入的了解，這就需要對工作人員進行必要的培訓。同時，要加大對SS4B型電