馮月強(qiáng)

摘 要：對南非電力機(jī)車電阻制動原理及制動電阻柜基本結(jié)構(gòu)介紹，現(xiàn)場調(diào)查分析制動電阻燒損的原因并制訂優(yōu)化方案，通過加強(qiáng)制動電阻維護(hù)及新增保護(hù)軟件，確保通風(fēng)充足，同時當(dāng)機(jī)車計算溫度大于500℃，機(jī)車制動電阻切除，從而達(dá)到保護(hù)制動電阻的目的，通過實施保護(hù)措施，效果顯著。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車 制動電阻 優(yōu)化方案

中圖分類號：U269 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（a）-0070-02

南非電力機(jī)車是我國出口非洲的電力機(jī)車，為后續(xù)電力機(jī)車出口奠定并夯實基礎(chǔ)，制動電阻柜故障不僅給機(jī)車的正常運行帶來隱患，也增加了機(jī)車的檢修成本。通過對故障機(jī)車進(jìn)行試驗檢測及現(xiàn)場調(diào)查，分析出制動電阻柜故障原因并制訂優(yōu)化方案。

1 南非電力機(jī)車制動電阻柜介紹

基本原理：該車型除使用空氣制動機(jī)系統(tǒng)外，還裝有電阻制動系統(tǒng)，供列車在長大坡道下坡制動使用。利用牽引電機(jī)的可逆性，機(jī)車在電阻制動工況時，牽引電機(jī)呈發(fā)電機(jī)工況，將列車的動能與位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，此時，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能全部消耗在制動電阻帶上而變?yōu)闊崮堋?/p>

應(yīng)用環(huán)境：環(huán)境溫度（遮蔭處）-10℃～+50℃在隧道時要求機(jī)車外部件能承受短時高溫，車頂160℃（持續(xù)時間5～10min），最嚴(yán)重200℃（持續(xù)時間1～2min），車體外中部140℃（持續(xù)時間5～10min），車底100℃（持續(xù)時間5～10min）。運用海拔0～1980m相對濕度平均濕度為80%，偶爾最大濕度可達(dá)100%其它機(jī)車運行和停駐潮濕海岸線時，可承受多鹽且腐蝕性高的環(huán)境；運行和停駐在內(nèi)陸時，可承受干燥、多塵、多風(fēng)的環(huán)境條件。制動電阻元件及支撐部件安裝在單獨的屏柜中，制動電柜通過螺栓安裝與機(jī)車導(dǎo)軌上。

參數(shù)要求：應(yīng)配備用于天車起吊用的可拆卸的吊耳，吊環(huán)規(guī)格采用M24的螺孔。重量和重心不超過1400kg（含風(fēng)機(jī)）。材料裸露在機(jī)車外部的材料應(yīng)能承受機(jī)車運營環(huán)境的溫度變化、濕度、腐蝕、晝夜溫差較大的影響。所有絕緣材料應(yīng)能長期接觸油和熱降解而避免性能下降惡化。車外的絕緣材料必須承受機(jī)車在隧道時的短時高溫和沿海地區(qū)的腐蝕性。

控制回路標(biāo)稱電壓：DC110 V（-30%～+25%）；輔助額定線電壓：380V（±5%）?？傊C波失真：<10%；額定頻率：50 Hz（±1Hz）；制動電阻裝有溫度保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)電阻元件溫度低于650℃時，溫度保護(hù)系統(tǒng)輸出低電平；當(dāng)電阻帶溫度達(dá)到650℃，溫度保護(hù)系統(tǒng)將輸出高電平。

2 南非電力機(jī)車制動電阻故障問題

2.1 現(xiàn)場狀況

針對南非電力機(jī)車制動電阻故障的車輛，在機(jī)務(wù)段對電力機(jī)車制動電阻運用情況進(jìn)行了調(diào)研。

基本情況如下：（1）大部分電力機(jī)車制動電阻狀態(tài)良好；（2）部分機(jī)車制動電阻頂部電阻帶有變形跡象；（3）機(jī)車制動電阻進(jìn)風(fēng)口堵塞嚴(yán)重。

2.2 現(xiàn)場檢查

（1）制動電阻頂部檢查。

將電力機(jī)車制動電阻頂部電阻取出，仔細(xì)觀察制動電阻帶變形的原因確定制動電阻有變形現(xiàn)象（圖1）。

（2）制動電阻底部檢查。

檢查在段機(jī)車發(fā)現(xiàn)部分電力機(jī)車制動電阻進(jìn)風(fēng)口存在堵塞情況（圖2）。

（3）經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查多數(shù)制動電阻下方發(fā)現(xiàn)鋁箔（圖3）。

2.3 機(jī)車制動電阻原因分析

通過檢查進(jìn)風(fēng)口和分析數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論：（1）機(jī)車制動電阻進(jìn)風(fēng)口堵塞，部分機(jī)車可以檢測到過熱信號。證明通風(fēng)不足是機(jī)車制動電阻過熱的主要原因。（2）機(jī)車制動電阻進(jìn)風(fēng)口堵塞，部分機(jī)車不能檢測到過熱信號?？赡苁菣C(jī)車過溫保護(hù)裝置故障或機(jī)車接線錯誤。（3）機(jī)車進(jìn)風(fēng)口發(fā)現(xiàn)鋁箔存在的情況，該問題可能導(dǎo)致制動電阻短路。（4）機(jī)車制動電阻檢修維護(hù)存在問題。機(jī)車制動電阻頂部單元存在變形，需要及時進(jìn)行維護(hù)，否則將導(dǎo)致機(jī)車帶故障運用，最終導(dǎo)致機(jī)車制動電阻完全燒損。

綜上，南非電力機(jī)車的制動電阻由于進(jìn)風(fēng)口堵塞導(dǎo)致通風(fēng)不足，同時因檢修維護(hù)不到位導(dǎo)致通風(fēng)不足的情況下長時間運用導(dǎo)致?lián)p壞。

3 優(yōu)化措施及改善

（1）加強(qiáng)制動電阻的維護(hù)，定期清理進(jìn)風(fēng)口確保通風(fēng)充足，嚴(yán)格按照檢修文件執(zhí)行并及時更換存在隱患的制動電阻單元，減少外界因素引起制動電阻柜故障的頻率。（2）機(jī)車TCMS新增基于電阻阻值計算溫度曲線的保護(hù)方法。新軟件已進(jìn)行測試試驗。

當(dāng)機(jī)車計算溫度大于400℃，機(jī)車線性降功率，當(dāng)機(jī)車計算溫度大于500℃，機(jī)車制動電阻切除，從而達(dá)到保護(hù)制動電阻的目的。

4 結(jié)語

通過加強(qiáng)制動電阻的維護(hù)及新增基于電阻阻值計算溫度曲線的保護(hù)方法，制動電阻柜故障率減少，從而有效地保證了機(jī)車安全運行及質(zhì)量。

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