研究SS4型電力機(jī)車電源柜故障及改進(jìn)措施

張立軍 張金鎖 趙志光

[摘? ? 要]SS4型電力機(jī)車作為我國(guó)鐵路運(yùn)行中廣泛使用的電力機(jī)車車型，確保其安全性是具有重大意義的。為深入研究SS4型電力機(jī)車因?yàn)殡娫垂窆收隙l(fā)生的一系列損壞的表現(xiàn)，并對(duì)其具體表現(xiàn)進(jìn)一步的分析了解從而提出進(jìn)一步的改進(jìn)措施，以此有效降低SS4型電力機(jī)車電源柜的故障率。本文就SS4型電力機(jī)車因電源柜故障的多發(fā)事故進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)與論述，從理論結(jié)合實(shí)踐對(duì)故障的發(fā)生原因進(jìn)行分析，希望可以幫助SS4型電力機(jī)車降低故障率，提升電源柜的設(shè)計(jì)合理性，提高SS4型電力機(jī)車的運(yùn)行效益。

[關(guān)鍵詞]電力機(jī)車;常見故障;改進(jìn)方法;SS4型電源柜

[中圖分類號(hào)]U269.6 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]As an electric locomotive widely used in China's railway operation， it is of great significance to ensure the safety of SS4 electric locomotive. In order to deeply study the performance of a series of damage caused by power cabinet failure of SS4 electric locomotive， and put forward further analysis and understanding of the specific performance， so as to put forward further improvement measures， so as to effectively reduce the failure rate of SS4 electric locomotive power cabinet. This paper systematically summarizes and discusses the frequent accidents of SS4 electric locomotive due to power cabinet failure， analyzes the causes of the failure from the theory and practice， hoping to help SS4 electric locomotive reduce the failure rate， improve the rationality of power cabinet design， and improve the operation efficiency of SS4 electric locomotive.

[Keywords]electric locomotive; common fault; improvement method; SS4 power supply cabinet

在我國(guó)被廣泛使用的SS4型電力機(jī)車完成裝配并準(zhǔn)備投入鐵路運(yùn)行的過程中，對(duì)轉(zhuǎn)配完成的SS4型電力機(jī)車進(jìn)行檢測(cè)是不可或缺的步驟，只有通過對(duì)裝配完成的機(jī)車進(jìn)行檢測(cè)才能發(fā)現(xiàn)裝配的車輛是否存在故障。在長(zhǎng)期對(duì)裝配完成的車輛進(jìn)行檢測(cè)的中，我們發(fā)現(xiàn)SS4型車比較典型的故障都是類似以下幾種，如電壓表的讀數(shù)為零或是電壓表顯示半波讀數(shù)的狀態(tài)，電壓讀取的過程中沒有穩(wěn)定的數(shù)值，有時(shí)甚至存在著電壓讀取過程中數(shù)值超過電壓表量程的狀態(tài)，可見在進(jìn)行檢測(cè)的過程中的導(dǎo)電部分極易出現(xiàn)問題，本文將對(duì)SS4型電力機(jī)車電源柜的故障進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的改進(jìn)策略與措施。

1 故障原因分析

1.1 晶閘管未觸發(fā)故障

（1）插件箱與阻容板的接觸問題。晶閘管出現(xiàn)的問題比較常見，這種問題出現(xiàn)的原因是插件箱與阻容板之間的接觸存在故障。在電源柜接通交流電的步驟中，電壓表未能成功的讀取到電壓的數(shù)值，通過對(duì)萬(wàn)用表未能成功讀取數(shù)值的部分進(jìn)行排查與檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)晶閘管未能正常觸發(fā)而導(dǎo)致電壓表無(wú)法讀取到電壓具體數(shù)值，因此輸入的脈沖信號(hào)也未能產(chǎn)生。而在把電源柜的插頭進(jìn)行拆卸后發(fā)現(xiàn)連接并不存在問題，在確定電源柜的插頭連接不存在問題后繼續(xù)檢查電源的插件箱是否能夠成功運(yùn)轉(zhuǎn)，如果插件箱依舊可以成果的運(yùn)轉(zhuǎn)，則說(shuō)明這一部分不存在問題，存在問題的部分可能存在于插頭與阻容板上。進(jìn)行進(jìn)一步的檢查后得出結(jié)論，是晶閘管的接觸點(diǎn)松動(dòng)所導(dǎo)致的問題，晶閘管在設(shè)備運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了脫落的情況。將插頭拆下來(lái)檢驗(yàn)時(shí)，由于電源線的插頭與插件箱并不存在問題，缺乏實(shí)踐的技術(shù)人員可能會(huì)得出連接沒有問題，所以并不存在問題的結(jié)論，而實(shí)際上是晶閘管出現(xiàn)松脫或解除不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致的不能正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）脈沖信號(hào)的正負(fù)極問題。如果在電源成功的接通之后，電壓表出現(xiàn)問題未能檢測(cè)到電壓的數(shù)值，在使用萬(wàn)用表檢測(cè)晶閘管的過程中發(fā)現(xiàn)晶閘管并不存在故障問題，而使用示波器進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)脈沖信號(hào)的觸發(fā)同樣是正常的。在進(jìn)行再三檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)是晶閘管的脈沖信號(hào)的正負(fù)極被接反了，在脈沖信號(hào)的正負(fù)極被接反了的情況下，即使是存在脈沖被成功觸發(fā)的現(xiàn)象，晶閘管處的萬(wàn)用表也不能檢測(cè)出結(jié)果，因?yàn)榫чl管未被導(dǎo)通。只有在流經(jīng)過V2的交流電為正時(shí)電路才能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，晶閘管才能夠被導(dǎo)通，同理，只有在流經(jīng)過V1處是負(fù)交流電才能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，晶閘管才能被導(dǎo)通。因?yàn)榻泳€互相接反了，V1與V2處的交流電剛好相反，所以無(wú)法對(duì)晶閘管進(jìn)行導(dǎo)通，從而出現(xiàn)了晶閘管未被觸發(fā)的故障。

（3）晶閘管引出線問題。在脈沖信號(hào)故障的部分，由于晶閘管的正負(fù)極是通過導(dǎo)線與接觸板進(jìn)行連接后相互接通的，而在連線的過程中一旦接線相反，就會(huì)導(dǎo)致萬(wàn)用表無(wú)法對(duì)晶閘管進(jìn)行檢測(cè)的現(xiàn)象，即晶閘管不工作。而要導(dǎo)致晶閘管不工作，們極線與觸發(fā)板處的接線接反也可以導(dǎo)致相同的問題發(fā)生，從而出現(xiàn)故障。此種故障是由于晶閘管引線接反而發(fā)生的故障。

（4）脈沖信號(hào)故障。在脈沖信號(hào)出現(xiàn)故障的情況下，晶閘管因?yàn)槲茨芙邮盏接|發(fā)信號(hào)從而未能被成功觸發(fā)。以上故障的發(fā)生有這幾種原因：即電源柜未能成功的檢測(cè)到電壓數(shù)值從而導(dǎo)致晶閘管未能接受到脈沖信號(hào)，或是由于檢測(cè)到的電壓值本身存在問題，比如電壓不穩(wěn)定等而導(dǎo)致的晶閘管未能接受到脈沖信號(hào)從而發(fā)生故障。

1.2 電壓表半波輸出故障

（1）變壓器的同名端接線問題。如果電源柜的A組是正常工作的，電源柜B組卻不能正常進(jìn)行工作，則有可能是變壓器的同名端出現(xiàn)故障的原因。因?yàn)槊}沖變壓器的接線存在著失誤，同名端的接線被接反，從而導(dǎo)致B組電源柜沒有脈沖信號(hào)的產(chǎn)生，晶閘管只有一個(gè)是被成功接通的，導(dǎo)致了整流裝置只提供了半波的整流。

（2）觸發(fā)板的安裝問題。晶體管的觸發(fā)板一般型號(hào)下是有四個(gè)孔洞的，而觸發(fā)板極有可能因?yàn)楣に嚧嬖趩栴}從而導(dǎo)致導(dǎo)線與觸發(fā)板的接觸面直接存在故障。因?yàn)橛|發(fā)板工藝原因?qū)е掠|發(fā)板存在故障無(wú)法傳輸信號(hào)，導(dǎo)致電壓表的輸出存在故障，在進(jìn)行單車試驗(yàn)的過程中不會(huì)出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，然而在進(jìn)行整車試驗(yàn)的過程中會(huì)出現(xiàn)電源柜輸出信號(hào)只有半波的問題。此種問題的發(fā)生原因是在單車試驗(yàn)中晶閘管與螺柱的接觸并出現(xiàn)問題，可以實(shí)現(xiàn)電壓的正常讀取，而在整車試驗(yàn)的進(jìn)行過程中，由于車體存在著振動(dòng)從而導(dǎo)致了晶閘管的引線松脫而導(dǎo)致接觸不良，產(chǎn)生了不能通導(dǎo)的結(jié)果，因此觸發(fā)板的故障造成了電壓表的半波輸出故障。

1.3 電壓表指針擺動(dòng)故障

（1）變壓器的繞組線問題。如果變壓器的繞線不合理，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器的內(nèi)阻過大從而導(dǎo)致故障，一旦變壓器的內(nèi)阻過大變壓器的輸出脈沖則會(huì)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)，從而影響晶閘管的正常運(yùn)行。在標(biāo)準(zhǔn)中，一般變壓器使用的繞線是直徑0.23 mm的線圈，當(dāng)繞線的圈數(shù)超出要求或是繞線的圈數(shù)少于要求數(shù)值時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致變壓器的內(nèi)阻變大，脈沖信號(hào)也受到變壓器內(nèi)阻的影響從而發(fā)生故障，晶閘管出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致電壓表指針擺動(dòng)故障。

（2）蓄電池虧損問題。蓄電池一旦發(fā)生電量不足的問題則會(huì)導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定。例如在對(duì)整車進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了蓄電池供電時(shí)電壓讀數(shù)不穩(wěn)定，在排查了所有相關(guān)接線排除了接線的接觸不良造成的原因后，應(yīng)當(dāng)考慮是否是蓄電池存在的問題所導(dǎo)致，蓄電池的連線未能進(jìn)行正確連接或出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象與蓄電池的電量不足時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，從而造成電壓表的指針擺動(dòng)發(fā)生故障。此時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)蓄電池的兩側(cè)連接線進(jìn)行檢查和電壓的測(cè)量，一旦發(fā)現(xiàn)兩端的電壓存在問題應(yīng)當(dāng)終止蓄電池工作，因?yàn)榇藭r(shí)繼續(xù)連接很容易造成蓄電池過度放電的現(xiàn)象發(fā)生。在SS4型電力機(jī)車的實(shí)際運(yùn)行過程中，如果電源柜發(fā)生故障，蓄電池成為維持機(jī)車故障運(yùn)行的控制電源，所以蓄電池在SS4型電力機(jī)車上的重要性是毋庸置疑的，必須保證蓄電池的狀態(tài)良好。若蓄電池虧損問題一旦發(fā)生，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)該問題進(jìn)行處理。

（3）電源柜穩(wěn)壓觸發(fā)板問題。一旦電源柜的穩(wěn)壓裝置在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了故障，則會(huì)導(dǎo)致電源柜電壓表指針擺動(dòng)的故障，由于電壓輸出是出于一種異常的狀態(tài)。例如電源柜的A組無(wú)法提供穩(wěn)定的電壓輸出，電壓表650PV指針抖動(dòng)，而將電源柜放置在B組時(shí)，B組的電源柜可以穩(wěn)定工作并且有額定的電壓輸出，則能夠說(shuō)明A組的部分是故障的發(fā)生的部件。

2 針對(duì)故障的改進(jìn)措施

（1）根據(jù)上文對(duì)晶閘管未被觸發(fā)的故障分析過程中，我們發(fā)現(xiàn)插件箱與阻容板之間很容易出現(xiàn)接觸問題，要解決這方面的問題應(yīng)當(dāng)對(duì)晶閘管的接觸點(diǎn)進(jìn)行定期檢查，在設(shè)備的運(yùn)行過程中對(duì)晶閘管接觸點(diǎn)進(jìn)行常規(guī)檢查以避免因晶閘管在設(shè)備中出現(xiàn)脫落從而引發(fā)各種各樣的問題。并對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行常規(guī)檢查，防止因?yàn)槊}沖信號(hào)的正負(fù)極被接反而發(fā)生的故障問題，對(duì)于晶閘管的引線也需要仔細(xì)檢查，防止因?yàn)榫чl管的引線被接反而發(fā)生故障。并對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行周期性檢測(cè)，從而保證不會(huì)因?yàn)橐陨线@些問題導(dǎo)致晶閘管未能被成功觸發(fā)而出現(xiàn)故障，保障SS4型電力機(jī)車的電源柜正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）根據(jù)上文中提出的因?yàn)殡妷罕戆氩ㄝ敵龆鴮?dǎo)致的故障，應(yīng)當(dāng)做到確保變壓器的同名端的接線一切正常，確保變壓器的接線是正確的。并對(duì)觸發(fā)板的安裝進(jìn)行檢查，確保觸發(fā)板的安裝不存在問題，在確保以上設(shè)備正確安裝并且安全運(yùn)行的前提下，確定觸發(fā)板的二極管的極性的正反是否是正確接入的，從而保證電壓表不會(huì)出現(xiàn)半波輸出的問題，保障SS4型電力機(jī)車的電源柜正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）根據(jù)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)的電壓表指針擺動(dòng)故障的分析中，確保變壓線的繞線合理并確保繞線的箍數(shù)合理從而確保脈沖信號(hào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)保證蓄電池的狀態(tài)正常，以這些問題為側(cè)重點(diǎn)對(duì)相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行檢查與維護(hù)，從而保障不會(huì)出現(xiàn)電壓表指針擺動(dòng)異常，從而確保SS4型電力機(jī)車的電源柜不會(huì)因電壓表指針擺動(dòng)異常而出現(xiàn)故障。

（4）應(yīng)當(dāng)保證電源柜的插頭與插座連接處的連接線的長(zhǎng)度有足夠的余量，從而保障導(dǎo)線的安全性，在處理導(dǎo)線與插芯的工序時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求，確保導(dǎo)線的壓接是符合要求的，從而進(jìn)一步確保導(dǎo)線的使用安全與導(dǎo)線的正常工作。

（5）針對(duì)接線的問題，可以采用簡(jiǎn)單的方法解決，通過對(duì)接線使用不同的顏色，正負(fù)極使用不同的顏色可以有效的避免接線接錯(cuò)的情況發(fā)生，使用不同的顏色既可以區(qū)分不同接線在功能上的區(qū)別，又可以對(duì)正負(fù)極采用不同的顏色從而進(jìn)一步確保接線的準(zhǔn)確度。

（6）按照規(guī)章制度進(jìn)行電源柜的裝配與檢修，在對(duì)電源柜進(jìn)行后期的維護(hù)的步驟中，任何部件的更新與維修都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照規(guī)章制度使用符合要求的原裝的零件，從而確保電源柜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。盡可能的杜絕使用外購(gòu)零件或?qū)ν赓?gòu)零件進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，從而確保所有部件都符合技術(shù)要求，對(duì)晶閘管部分也應(yīng)當(dāng)注意，要嚴(yán)格使用規(guī)章制度要求的型號(hào)的晶閘管進(jìn)行替換，防止因?yàn)椴话凑找?guī)章制度使用不合規(guī)的零件而導(dǎo)致的故障問題的產(chǎn)生。

（7）及時(shí)的對(duì)蓄電池進(jìn)行管理與維護(hù)，在SS4型的電力機(jī)車的日常運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)當(dāng)保證蓄電池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)蓄電池進(jìn)行定期的充電，并進(jìn)行定期的保養(yǎng)與檢測(cè)，防止這一重要部件出現(xiàn)問題而導(dǎo)致的故障產(chǎn)生，由于蓄電池的特殊重要性，這一舉措應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從多角度進(jìn)行論述，對(duì)SS4型電力機(jī)車電源柜故障的常見原因進(jìn)行了研究與總結(jié)并提出了改進(jìn)措施，主要對(duì)晶閘管未觸發(fā)而發(fā)生的故障，電壓表半波輸出所發(fā)生的故障，電壓表指針擺動(dòng)發(fā)生的故障等主要常見于容易引發(fā)電源柜故障的幾個(gè)重要原因進(jìn)行了論述與分析，分析了會(huì)導(dǎo)致以上現(xiàn)象發(fā)生的具體原因。并根據(jù)以上的具體原因提出進(jìn)行改進(jìn)的主要措施，提出的措施主要是避免以上故障的發(fā)生，更具體的行動(dòng)來(lái)降低故障發(fā)生。希望能夠減少電源柜的各種安全隱患，提高電力機(jī)車的安全性，減少故障發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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