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摘要：电力机车是以电力作为能源驱动的车轮机车，具备功率大、牵引力强、速度快、过载能力强以及维修量低、整修时间少、运营成本低等优势，但是在电力机车高压隔离开关故障时，不仅会导致运输任务无法完成，还会威胁人身安全。对此，文章分析了HXD1型电力机车高压隔离开关故障以及应对策略。
关键词：HXD1型电力机车；高压隔离开关；开关故障；解决对策；货运机车 文献标识码：A
中图分类号：U269 文章编号：1009-2374（2016）33-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.027
HXD1型电力机车是株洲电力机车和西门子公司联合研发的一种电力机车，是一种轴大功率、双节重联交流传动的载重量大的货运机车，主要应用在我国铁路干线的货运方面，尤其是在朔黄输煤的线路当中，其应用质量非常高。虽然HXD1型电力机车具备许多的优势，其运载能力非常强，但是仍然存在一些问题，例如高压隔离开关不动作或漏风、系统提示高压隔离开关故障以及高压隔离开关损毁等状况。对此，研究HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析与对策有着显著意义。
1 HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析
HXD1型电力机车于2007年在湖东铁路段投入使用，自从使用以来，虽然有较大的运输效益，但是高压隔离开关的故障发生率依然比较高。尤其是在寒冬季节中，高压隔离开关的故障率非常显著。从2008年以来，HXD1型电力机车故障事件总共发生30余件，其中高压隔离开关的故障总共发生事件就有近30件，高压隔离开关故障是HXD1型电力机车的主要因素。借助对故障电力机车实行的详细分析和跟踪调查，将发生故障的高压隔离开关进行拆卸分析和调查，最终结果显示，高压隔离开关发生故障的主要因素有4个方面：（1）因温度差异而导致高压闭合开关不到位；（2）高压隔离开关放电损毁；（3）高压隔离开关连接配件不合格；（4）高压隔离开关组装问题。
1.1 因温度差异而导致高压闭合开关不到位
在温度低于-10℃之后，HXD1型电力机车在停止工作1个多小时之后，高压隔离开关的闭合过程在超过5秒钟之后，CCU会自动识别高压隔离开关发生故障，升弓模式自动变更为双弓，故障显示器显示高压隔离开关已经发生故障。经过实地调研，在温度过低时气缸并无漏风现象，控制轴有凝霜现象，刚开始工作时所需要的时间比较长，闭合过程中所需要的时间过长。通过实验，最长可以达到15秒。在擦拭控制轴上面的霜之后，实验状况并没有任何的好转，经过多次的工作动作，闭合效率有明显的提升。经过拆卸气缸之后可以看到油脂并没有变色，但是有结块现象，经过室温加热之后结块很快融化成为液化状态，这一种类型的油脂固化点为
-20℃，但是实验中-15℃仍然有固化现象。对此，在解题某一台高压隔离开关气缸采集的油脂进行实验之后，实验内的运行状态均符合规定，所加入的新油脂为89D锂基脂。除此之外，高压隔离开关的位置在电力机车的中心部位，接近两节机车的连接位置，在空气流动的过程中，因为地理位置的特殊性，这一个位置是整个车温度最低的空间，在电动机车停止工作1个小时之后，机械空间内的平均温度会高于环境温度至少5℃，但是高压隔离开关的温度却与环境温度相同。针对这一问题，在高压隔离开关的电磁阀以及气缸周边加装电热套，促使整个机车在低温环境下长时间停留之后，借助电加热套的温度作用，高压隔离开关的周边环境有明显改善，能够正常运行。
1.2 高压隔离开关放电损毁
高压隔离开关放电损毁的发生主要呈现在软连接、静触板以及刀杆方面，并且有明显的放电痕迹。借助对原理图实行的分析以及实际的考察证明，发现高压隔离开关发生放电损毁的现象普遍是在低温的闭合环境之下。高压隔离开关在整个闭合过程中，因为温度非常低，高压隔离开关的闭合行为非常缓慢。经过工作原理可以发现，在凸轮机构旋转5°之后，辅助联锁动作会把高压隔离开关完全闭合的信号借助SKS3传输给CCU。在这个过程中，CCU会认为高压隔离开关处于完全闭合状态，能够闭合主断路器。可是实际上高压隔离开关的触头正处于转动闭合的行为当中，如果此时司机闭合主断路器，便会导致高压隔离开关的主触头发生放电，从而导致放电现象越发严重，直到承受不了电力负担损毁或者是隔离开关完全闭合。除此之外，高压隔离开关的损毁和司机的行为有直接联系，合理的操作应当是在电动机车上升受电弓之后，等待电动机车的高压隔离开关完全闭合之后才能够闭合主断路器，应当合理地提高闭合主断路器的等待时间，确保电动机车的各个部位处于完全闭合状态。但是在实际的应用过程中，仍然存在许多不合理的操作方式。
借助模拟实验以及实验结果证明，因为辅助联锁的逻辑问题引发高压隔离开关的放电损毁，借助对辅助联锁的优化创新，将A组辅助联锁的常用触点改成B组辅助联锁的常用触点。通过这样的方式，就能够在高压隔离开关完全闭合的前提之下，B组联锁才可以借助SKS3向CCU输送闭合信号，从而规避带电闭合的情况发生。
1.3 高压隔离开关连接配件不合格
通过对高压隔离开关的拆卸以及相关辅助部件的分析，发现电磁阀周边的端面存在漏风的情况。对电磁阀实行测试的过程中，发现电磁阀在通电之后动作较为缓慢，并且伴有一定程度的漏风状况。借助对电磁阀分解分析之后，密封螺栓以及紧固螺栓有明显的松动情况。对松动的螺栓重新禁锢之后，在测试电磁阀时所有数据处于正常状况。针对电磁阀的不合格状况，立即对相关生产厂家提出了相应的要求，并组织相关专业人员对电磁阀实行针对性检查，尤其是紧固性方面的检查，确保电磁阀的链接良好性。除此之外，除了电磁阀以外，对高压隔离开关周边的设备实行相应的分析，确保高压隔离开关连接配件的合格性。
1.4 高压隔离开关组装问题
高压隔离开关的组装以及检修过程中，存在辅助联锁连接线路松动以及高压隔离开关插座接住不良等状况。这两种故障都是引发电力机车高压隔离开关发生故障的主要因素。 2 HXD1型电力机车高压隔离开关故障应对策略
针对上述所分析的多个故障因素，笔者认为应当采取以下应对策略：
2.1 针对闭合缓慢与闭合不到位的应对策略
使用新型油脂对电力机车进行改进，例如使用89D锂基脂。在使用89D锂基脂之后，油脂完全能够应付寒冬季节的低温特点，并能够替代高压隔离开关气缸内部的代替油脂并装车应用。借助小辅修修程，能够将电动机车的高压隔离开关的电磁阀以及气缸加装一套加热套，并对加热套的运行试验归纳到日常整备工作当中。要求在整备车时间内完成日常的检查，确认高压隔离开关是否处于正常状态。
2.2 针对放电损毁问题的应对策略
针对放电损毁的特点对电路进行合理的改进。例如，将A组辅助联锁的触头联结在插座的T与S端口上，将B组辅助连锁的触头连接到插座的R与P端口上。换而言之，就是将A与B组的辅助联锁常用触头进行调换，促使CCU在接收到的信号为高压隔离开关真正处于闭合状态之后的信号。与此同时，借助业务通知乘务员在闭合主断路器之前必须保障机车的各个零部件完全处于闭合状态，禁止电动机车带电闭合。
2.3 针对电磁阀漏风故障的应对策略
借助对相关厂家的状况通报以及备忘录介绍，杜绝今后全新的电动机车因为高压隔离开关安装工艺不到位而引发高压隔离开关故障的情况发生，并对检修车间的检修工作进行严格要求，对电磁阀以及国际扭力标准实行严密性检查，保障通过检查的所有电动机车电磁阀不会再发生漏风以及松动的现象。与此同时，严格要求整备车间以及运转车间强化对高压隔离开关的日常检修，在发现问题时及时解决。
2.4 针对高压隔离开关组装工艺不到位现象的应对策略
针对组装工艺的问题，必须严格按照相关工艺进行检修，与此同时向相关厂家发放装车的要求列表，杜绝电动机车在出厂之后发生任何的质量性问题。对已经到车辆段的电动机车在检修车间实行一次全面的记名式全面检查，杜绝电动机车接线不良以及接线松动等状况。
3 结语
综上所述，通过上述的故障因素以及相应对策的分析和措施的实施，尤其是借助改善低压辅助联锁电路，其最终呈现的收益非常显著。截至2015年5月，HXD1型电力机车再无任何高压隔离开关的损毁故障发生，并且尚未发生或发现高压隔离开关闭合缓慢或漏风的问题，能够有效解决HXD1型电力机车的高压隔离开关故障问题。除此之外，伴随技术的不断进步，仍然需要对其进行不断创新，从而获得最大的经济效益。
参考文献
[1] 邹士涛.基于优化控制模式实现HXD3B型机车高压隔 离开关放置车内安全运用的研究[J].铁道机车与动 车，2014，12（6）.
[2] 陈杰.HXD1B型机车高压隔离开关常见故障处理方案 的研究[J].太原铁道科技，2015，22（1）.
[3] 孙建设.HX_D1型机车高压隔离开关与车顶母线间软 连线断股原因分析[J].电力机车与城轨车辆，2016， 31（3）.
[4] 马建华.HXD1型机车高压连接器拉弧烧损故障的分 析处理[J].太原铁道科技，2015，16（1）.
[5] 高波.HXD1型电力机车蓄电池壳体变形、亏电的故 障分析与改进意见[J].中国科技博览，2014，18 （27）.
作者简介：齐明浩（1987-），男，河北肃宁人，朔黄铁路发展有限责任公司机辆分公司工人，研究方向：铁路机车
检修。
（责任编辑：蒋建华）
关键词：HXD1型电力机车；高压隔离开关；开关故障；解决对策；货运机车 文献标识码：A
中图分类号：U269 文章编号：1009-2374（2016）33-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.027
HXD1型电力机车是株洲电力机车和西门子公司联合研发的一种电力机车，是一种轴大功率、双节重联交流传动的载重量大的货运机车，主要应用在我国铁路干线的货运方面，尤其是在朔黄输煤的线路当中，其应用质量非常高。虽然HXD1型电力机车具备许多的优势，其运载能力非常强，但是仍然存在一些问题，例如高压隔离开关不动作或漏风、系统提示高压隔离开关故障以及高压隔离开关损毁等状况。对此，研究HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析与对策有着显著意义。
1 HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析
HXD1型电力机车于2007年在湖东铁路段投入使用，自从使用以来，虽然有较大的运输效益，但是高压隔离开关的故障发生率依然比较高。尤其是在寒冬季节中，高压隔离开关的故障率非常显著。从2008年以来，HXD1型电力机车故障事件总共发生30余件，其中高压隔离开关的故障总共发生事件就有近30件，高压隔离开关故障是HXD1型电力机车的主要因素。借助对故障电力机车实行的详细分析和跟踪调查，将发生故障的高压隔离开关进行拆卸分析和调查，最终结果显示，高压隔离开关发生故障的主要因素有4个方面：（1）因温度差异而导致高压闭合开关不到位；（2）高压隔离开关放电损毁；（3）高压隔离开关连接配件不合格；（4）高压隔离开关组装问题。
1.1 因温度差异而导致高压闭合开关不到位
在温度低于-10℃之后，HXD1型电力机车在停止工作1个多小时之后，高压隔离开关的闭合过程在超过5秒钟之后，CCU会自动识别高压隔离开关发生故障，升弓模式自动变更为双弓，故障显示器显示高压隔离开关已经发生故障。经过实地调研，在温度过低时气缸并无漏风现象，控制轴有凝霜现象，刚开始工作时所需要的时间比较长，闭合过程中所需要的时间过长。通过实验，最长可以达到15秒。在擦拭控制轴上面的霜之后，实验状况并没有任何的好转，经过多次的工作动作，闭合效率有明显的提升。经过拆卸气缸之后可以看到油脂并没有变色，但是有结块现象，经过室温加热之后结块很快融化成为液化状态，这一种类型的油脂固化点为
-20℃，但是实验中-15℃仍然有固化现象。对此，在解题某一台高压隔离开关气缸采集的油脂进行实验之后，实验内的运行状态均符合规定，所加入的新油脂为89D锂基脂。除此之外，高压隔离开关的位置在电力机车的中心部位，接近两节机车的连接位置，在空气流动的过程中，因为地理位置的特殊性，这一个位置是整个车温度最低的空间，在电动机车停止工作1个小时之后，机械空间内的平均温度会高于环境温度至少5℃，但是高压隔离开关的温度却与环境温度相同。针对这一问题，在高压隔离开关的电磁阀以及气缸周边加装电热套，促使整个机车在低温环境下长时间停留之后，借助电加热套的温度作用，高压隔离开关的周边环境有明显改善，能够正常运行。
1.2 高压隔离开关放电损毁
高压隔离开关放电损毁的发生主要呈现在软连接、静触板以及刀杆方面，并且有明显的放电痕迹。借助对原理图实行的分析以及实际的考察证明，发现高压隔离开关发生放电损毁的现象普遍是在低温的闭合环境之下。高压隔离开关在整个闭合过程中，因为温度非常低，高压隔离开关的闭合行为非常缓慢。经过工作原理可以发现，在凸轮机构旋转5°之后，辅助联锁动作会把高压隔离开关完全闭合的信号借助SKS3传输给CCU。在这个过程中，CCU会认为高压隔离开关处于完全闭合状态，能够闭合主断路器。可是实际上高压隔离开关的触头正处于转动闭合的行为当中，如果此时司机闭合主断路器，便会导致高压隔离开关的主触头发生放电，从而导致放电现象越发严重，直到承受不了电力负担损毁或者是隔离开关完全闭合。除此之外，高压隔离开关的损毁和司机的行为有直接联系，合理的操作应当是在电动机车上升受电弓之后，等待电动机车的高压隔离开关完全闭合之后才能够闭合主断路器，应当合理地提高闭合主断路器的等待时间，确保电动机车的各个部位处于完全闭合状态。但是在实际的应用过程中，仍然存在许多不合理的操作方式。
借助模拟实验以及实验结果证明，因为辅助联锁的逻辑问题引发高压隔离开关的放电损毁，借助对辅助联锁的优化创新，将A组辅助联锁的常用触点改成B组辅助联锁的常用触点。通过这样的方式，就能够在高压隔离开关完全闭合的前提之下，B组联锁才可以借助SKS3向CCU输送闭合信号，从而规避带电闭合的情况发生。
1.3 高压隔离开关连接配件不合格
通过对高压隔离开关的拆卸以及相关辅助部件的分析，发现电磁阀周边的端面存在漏风的情况。对电磁阀实行测试的过程中，发现电磁阀在通电之后动作较为缓慢，并且伴有一定程度的漏风状况。借助对电磁阀分解分析之后，密封螺栓以及紧固螺栓有明显的松动情况。对松动的螺栓重新禁锢之后，在测试电磁阀时所有数据处于正常状况。针对电磁阀的不合格状况，立即对相关生产厂家提出了相应的要求，并组织相关专业人员对电磁阀实行针对性检查，尤其是紧固性方面的检查，确保电磁阀的链接良好性。除此之外，除了电磁阀以外，对高压隔离开关周边的设备实行相应的分析，确保高压隔离开关连接配件的合格性。
1.4 高压隔离开关组装问题
高压隔离开关的组装以及检修过程中，存在辅助联锁连接线路松动以及高压隔离开关插座接住不良等状况。这两种故障都是引发电力机车高压隔离开关发生故障的主要因素。 2 HXD1型电力机车高压隔离开关故障应对策略
针对上述所分析的多个故障因素，笔者认为应当采取以下应对策略：
2.1 针对闭合缓慢与闭合不到位的应对策略
使用新型油脂对电力机车进行改进，例如使用89D锂基脂。在使用89D锂基脂之后，油脂完全能够应付寒冬季节的低温特点，并能够替代高压隔离开关气缸内部的代替油脂并装车应用。借助小辅修修程，能够将电动机车的高压隔离开关的电磁阀以及气缸加装一套加热套，并对加热套的运行试验归纳到日常整备工作当中。要求在整备车时间内完成日常的检查，确认高压隔离开关是否处于正常状态。
2.2 针对放电损毁问题的应对策略
针对放电损毁的特点对电路进行合理的改进。例如，将A组辅助联锁的触头联结在插座的T与S端口上，将B组辅助连锁的触头连接到插座的R与P端口上。换而言之，就是将A与B组的辅助联锁常用触头进行调换，促使CCU在接收到的信号为高压隔离开关真正处于闭合状态之后的信号。与此同时，借助业务通知乘务员在闭合主断路器之前必须保障机车的各个零部件完全处于闭合状态，禁止电动机车带电闭合。
2.3 针对电磁阀漏风故障的应对策略
借助对相关厂家的状况通报以及备忘录介绍，杜绝今后全新的电动机车因为高压隔离开关安装工艺不到位而引发高压隔离开关故障的情况发生，并对检修车间的检修工作进行严格要求，对电磁阀以及国际扭力标准实行严密性检查，保障通过检查的所有电动机车电磁阀不会再发生漏风以及松动的现象。与此同时，严格要求整备车间以及运转车间强化对高压隔离开关的日常检修，在发现问题时及时解决。
2.4 针对高压隔离开关组装工艺不到位现象的应对策略
针对组装工艺的问题，必须严格按照相关工艺进行检修，与此同时向相关厂家发放装车的要求列表，杜绝电动机车在出厂之后发生任何的质量性问题。对已经到车辆段的电动机车在检修车间实行一次全面的记名式全面检查，杜绝电动机车接线不良以及接线松动等状况。
3 结语
综上所述，通过上述的故障因素以及相应对策的分析和措施的实施，尤其是借助改善低压辅助联锁电路，其最终呈现的收益非常显著。截至2015年5月，HXD1型电力机车再无任何高压隔离开关的损毁故障发生，并且尚未发生或发现高压隔离开关闭合缓慢或漏风的问题，能够有效解决HXD1型电力机车的高压隔离开关故障问题。除此之外，伴随技术的不断进步，仍然需要对其进行不断创新，从而获得最大的经济效益。
参考文献
[1] 邹士涛.基于优化控制模式实现HXD3B型机车高压隔 离开关放置车内安全运用的研究[J].铁道机车与动 车，2014，12（6）.
[2] 陈杰.HXD1B型机车高压隔离开关常见故障处理方案 的研究[J].太原铁道科技，2015，22（1）.
[3] 孙建设.HX_D1型机车高压隔离开关与车顶母线间软 连线断股原因分析[J].电力机车与城轨车辆，2016， 31（3）.
[4] 马建华.HXD1型机车高压连接器拉弧烧损故障的分 析处理[J].太原铁道科技，2015，16（1）.
[5] 高波.HXD1型电力机车蓄电池壳体变形、亏电的故 障分析与改进意见[J].中国科技博览，2014，18 （27）.
作者简介：齐明浩（1987-），男，河北肃宁人，朔黄铁路发展有限责任公司机辆分公司工人，研究方向：铁路机车
检修。
（责任编辑：蒋建华）