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[摘 要]自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，对机车电气系统也有了更高的要求。近几年，我段承担部分HXD3D电力机车运行和维护工作。在运行初期，电力机车直流控制系统中110V电源柜的常见故障率约占机车故障率的40%。随着对故障现象的跟踪分析及故障处理经验的积累，我们逐步掌握了故障的原因并总结出了相应的处理方法，降低了该产品的故障率，提高了机车的运用可靠性。基于此，本文主要阐述了相关于HXD3D电力机车电气系统常见故障的原因和电气系统故障的快速排除策略，以供参考。
[关键词]机车电气系统故障原因策略
中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0374-01
在现在社会的发展中，应加大对机车电气系统故障的分析，降低了故障率，提高了HXD3D型机车运行的可靠性和利用率，同时也减少了相关消耗，提高了机车周转率，同时还收到了可观的经济效益。
一、机车电气系统常见故障的原因
1.1 HXD3D型机车蓄电池亏电的原因
在降弓或库内停车时，司机或维修人员没有切断相应的用电设备，使蓄电池长时间处于放电状态；若是天气转冷，某些乘务员误将直流加热开关打开，但却没有同时开启交流加热开关，使机车控制电流输出异常增大，在降弓后造成蓄电池亏电。对于开启直流加热和蓄电池亏电这两种情况，都会使本产品满负荷工作，由于在限制输出电流的情况下还要平稳电压，所以系统进入高速调节的非稳定状态，容易出现故障和损坏。而且，由于加热系统在非需要的情况下一直开启，直流加热器的功率又较大，会造成系统内的温度异常增高，无法正常排热，使某些温度敏感器件老化加快，甚至损坏。（直流加热系统的投入条件为：环境温度在-25℃以下，车载微机及相关系统不能正常启动时做短时间投入，并在系统启动后转为交流加热或直接切除直流加热。）对于造成蓄电池亏电的第2种原因，经与段领导沟通已引起足够的重视，要求乘务员注意直加热的使用，杜绝直流加热器的误投入。
1.2 环境温度过高
DC110V电源柜的技术条件规定DC110V电源柜的工作环境温度为-40℃到+400℃而运用现场使用的水银温度计测量的结果达58℃，售后服务人员使用点温计测量DC110V电源装置壳体温度达68℃。DC110V电源柜安装在蓄电池组的上方，后部是滤波柜，滤波柜和蓄电池组在工作时都要散热，这样又加剧了温度的上升。铁标中规定（电器件含电路板）使用环境温度为-25到+75℃，功率单元在DC110V电源柜体内安装位置是全封闭的空间，单元内的发热元件如中间支撑电容、IGBT、快恢复二极管、充电电阻等产生的热量散不出去，估计在功率单元所处的封闭腔体内的温度远大于70℃。功率单元的电器元件长时间在高温下工作，稳定性也会降低。IGBT超温保护设定温度为90℃，长时间在高温下工作，DC110V电源柜IGBT将超温保护动作。目前，DC110V电源柜已采取强迫通风措施，运用现场的机车现已全部加装排风扇，能够达到预期效果。
二、电气系统故障的快速排除策略
（1）新购或长期存放的直流发电机，在初次使用时，往往因剩磁不足或消失而不能发电，此时须对发电机充磁，可利用车上蓄电池进行充磁。也可2两节干电池串联起来，将其负极与发电机磁场接线柱连接，另一头与发电机外壳接触，大约lmin，即可完成充磁。
（2）直流发电机的炭刷磨损到一定程度时，造成发电机不能发电，又没有新炭刷更换，此时可在炭刷压脚与炭刷之间垫上适当厚度的纸垫或木片，以增加炭刷与整流子之间的接触力。
（3）在发电机激磁电路中串联的1SL电阻称为平衡电阻，一旦烧坏，由于激磁电流中断，发电机就不能发电。这时若没有新件更换，可用直径为0.2mm，长65mm的钢丝绕制代替。若不具备上述条件，可用一根细导线，将它装在截流器和限流器铁芯固定螺钉之间。
（4）限流器经常烧坏，这一故障的主要原因是限流器的附加电阻使用太久，电阻丝氧化、腐蚀变细，阻值增大。此时若没有新的附加电阻更换，可以先清理两端接头，再换一根较粗的电阻丝即可。
（5）当蓄电池某单格断路.又无备用的蓄电池更换而影响到机车启动时，可以采用“单格隔除法”排除。用螺丝刀或板手搭接在断路单格电池的两极上，即能接通蓄电池而启动发动机。启动后应取下螺丝刀或板手。若因缺少配件而不能及时修理断路的单格电池时，可在断路的单格电池的两极桩上栽入螺钉，再用细线将2个螺钉连接起来，可短期临时使用。
（6）若蓄电池连接线头两孔增大，与极桩配合松动时，可在极桩的半园面上包裹铜片（旧汽缸垫外皮亦可），然后再将卡头上紧。
（7）永磁转子或交流发电机，当永磁转子磁性减弱，使灯光变暗而又不能及时充磁时，提灯泡的亮度可用以下方法临时解救：减小发电机传动皮带直径，提高转子转速。若永磁转子退磁不十分严重，适当提高转子转速，不但可使电压升高，还可使转速变化时的电压波动减小。
（8）启动电机电磁开关触点烧蚀。此种故障刚开始出现时，接通启动开关，启动电机达不到启动转速，难以启动，有时竟要接通气四次才能勉强启动，当电磁开关触点烧蚀严重时，则完全不能启动。这时应拆下电磁开关修复，先拆去绝缘胶木盖上的两螺栓，再用电烙铁将接线柱旁的连接线烫开，即可将电磁开关拆开。触点被烧蚀后触盘與盘点接触面处往往凹凸不平，并有黑色的烧蚀氧化层，造成电流不能顺利通过。
第一次修复触点可用翻面法，以后修复则可与触点一样用砂布或砂纸打磨。打磨触点时应注意先用粗砂布后用细砂布。组装时应检查触点间隙，必要时可在接线柱根部加垫片，以保证合适的间隙。
（9）分电器触点损坏。当断电器触点损坏无法修复，而又无备用触点时，可利用喇叭上的触点急救。具体方法是：将低压线接在喇叭的下触点，再接好喇叭搭铁线，使喇叭发音，然后打开点火开关即可。但要注意不要把喇叭火线接在磁场线圈上，否则会烧坏喇叭。
（10）附加电阻损坏。可用直径0.5mm钢丝把两接柱直接联接在一起使用效果不错。
三、结束语
综上所述，HXD3D电气故障诊断专家系统将机车信息的经验相结合，解决了专家系统知识获取的“瓶颈”问题，可以增强检修人员对该系统功能的整体了解，同时对于有关故障判断做到有的放矢，为检修工作人员进一步确诊故障提供了思路方法，这样一来，一方面有利于提高了电传动机车电气系统及整体故障检修的效率，另一方面还为机车安全可靠运行提供一定的基础保证。
参考文献
[1] 吕庆增.浅谈机车故障分析的方法[J].技术与市场，2017（04）.
[2] 姜宇星.机车电器电路故障诊断系统的研究[J].现代国企研究，2017（10）.
[3] 李涛涛.矿用电机车的常见故障及处理方法[J].河南科技，2014（21）.
[关键词]机车电气系统故障原因策略
中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0374-01
在现在社会的发展中，应加大对机车电气系统故障的分析，降低了故障率，提高了HXD3D型机车运行的可靠性和利用率，同时也减少了相关消耗，提高了机车周转率，同时还收到了可观的经济效益。
一、机车电气系统常见故障的原因
1.1 HXD3D型机车蓄电池亏电的原因
在降弓或库内停车时，司机或维修人员没有切断相应的用电设备，使蓄电池长时间处于放电状态；若是天气转冷，某些乘务员误将直流加热开关打开，但却没有同时开启交流加热开关，使机车控制电流输出异常增大，在降弓后造成蓄电池亏电。对于开启直流加热和蓄电池亏电这两种情况，都会使本产品满负荷工作，由于在限制输出电流的情况下还要平稳电压，所以系统进入高速调节的非稳定状态，容易出现故障和损坏。而且，由于加热系统在非需要的情况下一直开启，直流加热器的功率又较大，会造成系统内的温度异常增高，无法正常排热，使某些温度敏感器件老化加快，甚至损坏。（直流加热系统的投入条件为：环境温度在-25℃以下，车载微机及相关系统不能正常启动时做短时间投入，并在系统启动后转为交流加热或直接切除直流加热。）对于造成蓄电池亏电的第2种原因，经与段领导沟通已引起足够的重视，要求乘务员注意直加热的使用，杜绝直流加热器的误投入。
1.2 环境温度过高
DC110V电源柜的技术条件规定DC110V电源柜的工作环境温度为-40℃到+400℃而运用现场使用的水银温度计测量的结果达58℃，售后服务人员使用点温计测量DC110V电源装置壳体温度达68℃。DC110V电源柜安装在蓄电池组的上方，后部是滤波柜，滤波柜和蓄电池组在工作时都要散热，这样又加剧了温度的上升。铁标中规定（电器件含电路板）使用环境温度为-25到+75℃，功率单元在DC110V电源柜体内安装位置是全封闭的空间，单元内的发热元件如中间支撑电容、IGBT、快恢复二极管、充电电阻等产生的热量散不出去，估计在功率单元所处的封闭腔体内的温度远大于70℃。功率单元的电器元件长时间在高温下工作，稳定性也会降低。IGBT超温保护设定温度为90℃，长时间在高温下工作，DC110V电源柜IGBT将超温保护动作。目前，DC110V电源柜已采取强迫通风措施，运用现场的机车现已全部加装排风扇，能够达到预期效果。
二、电气系统故障的快速排除策略
（1）新购或长期存放的直流发电机，在初次使用时，往往因剩磁不足或消失而不能发电，此时须对发电机充磁，可利用车上蓄电池进行充磁。也可2两节干电池串联起来，将其负极与发电机磁场接线柱连接，另一头与发电机外壳接触，大约lmin，即可完成充磁。
（2）直流发电机的炭刷磨损到一定程度时，造成发电机不能发电，又没有新炭刷更换，此时可在炭刷压脚与炭刷之间垫上适当厚度的纸垫或木片，以增加炭刷与整流子之间的接触力。
（3）在发电机激磁电路中串联的1SL电阻称为平衡电阻，一旦烧坏，由于激磁电流中断，发电机就不能发电。这时若没有新件更换，可用直径为0.2mm，长65mm的钢丝绕制代替。若不具备上述条件，可用一根细导线，将它装在截流器和限流器铁芯固定螺钉之间。
（4）限流器经常烧坏，这一故障的主要原因是限流器的附加电阻使用太久，电阻丝氧化、腐蚀变细，阻值增大。此时若没有新的附加电阻更换，可以先清理两端接头，再换一根较粗的电阻丝即可。
（5）当蓄电池某单格断路.又无备用的蓄电池更换而影响到机车启动时，可以采用“单格隔除法”排除。用螺丝刀或板手搭接在断路单格电池的两极上，即能接通蓄电池而启动发动机。启动后应取下螺丝刀或板手。若因缺少配件而不能及时修理断路的单格电池时，可在断路的单格电池的两极桩上栽入螺钉，再用细线将2个螺钉连接起来，可短期临时使用。
（6）若蓄电池连接线头两孔增大，与极桩配合松动时，可在极桩的半园面上包裹铜片（旧汽缸垫外皮亦可），然后再将卡头上紧。
（7）永磁转子或交流发电机，当永磁转子磁性减弱，使灯光变暗而又不能及时充磁时，提灯泡的亮度可用以下方法临时解救：减小发电机传动皮带直径，提高转子转速。若永磁转子退磁不十分严重，适当提高转子转速，不但可使电压升高，还可使转速变化时的电压波动减小。
（8）启动电机电磁开关触点烧蚀。此种故障刚开始出现时，接通启动开关，启动电机达不到启动转速，难以启动，有时竟要接通气四次才能勉强启动，当电磁开关触点烧蚀严重时，则完全不能启动。这时应拆下电磁开关修复，先拆去绝缘胶木盖上的两螺栓，再用电烙铁将接线柱旁的连接线烫开，即可将电磁开关拆开。触点被烧蚀后触盘與盘点接触面处往往凹凸不平，并有黑色的烧蚀氧化层，造成电流不能顺利通过。
第一次修复触点可用翻面法，以后修复则可与触点一样用砂布或砂纸打磨。打磨触点时应注意先用粗砂布后用细砂布。组装时应检查触点间隙，必要时可在接线柱根部加垫片，以保证合适的间隙。
（9）分电器触点损坏。当断电器触点损坏无法修复，而又无备用触点时，可利用喇叭上的触点急救。具体方法是：将低压线接在喇叭的下触点，再接好喇叭搭铁线，使喇叭发音，然后打开点火开关即可。但要注意不要把喇叭火线接在磁场线圈上，否则会烧坏喇叭。
（10）附加电阻损坏。可用直径0.5mm钢丝把两接柱直接联接在一起使用效果不错。
三、结束语
综上所述，HXD3D电气故障诊断专家系统将机车信息的经验相结合，解决了专家系统知识获取的“瓶颈”问题，可以增强检修人员对该系统功能的整体了解，同时对于有关故障判断做到有的放矢，为检修工作人员进一步确诊故障提供了思路方法，这样一来，一方面有利于提高了电传动机车电气系统及整体故障检修的效率，另一方面还为机车安全可靠运行提供一定的基础保证。
参考文献
[1] 吕庆增.浅谈机车故障分析的方法[J].技术与市场，2017（04）.
[2] 姜宇星.机车电器电路故障诊断系统的研究[J].现代国企研究，2017（10）.
[3] 李涛涛.矿用电机车的常见故障及处理方法[J].河南科技，2014（21）.