电力机车受电弓上导杆球关节脱落的原因分析及预防措施

张予生

(郑州铁路局郑州机务段，河南 郑州 450000)

1 问题的提出

电力机车受电弓是一种高压电器，它是电力机车的受流装置，如果发生质量问题，轻则电力机车不能正常牵引列车而发生机故，严重的会烧损接触网而中断铁路运输，造成运输事故。郑州铁路局将电力机车大顶受电弓部位列为五项专检项目，通过提高专检的标准来减少受电弓的故障。郑州机务段于2010年8月27日和10月14日接连发生两起受电弓上导杆球关节脱落的故障，影响了运输安全。事故概况如下:

2010年8月27日，SS7E型0054机车牵引K235次旅客列车，列车编组19辆，总重1056吨，换长45.6米。南京站15∶21接车，机车乘务员按规定检查机车，一切正常。15∶38南京站开车，一路运行正常。23∶48开封站3道停车后，机车乘务员按规定检查机车走行部及受电弓状态，发现二端受电弓上导杆下部球关节脱落，机车乘务员立即降弓却发现受电弓降不下来，上导杆下部撑住了受电弓弓头，于是在要求接触网停电后，上大顶绑扎处理，然后维持运行回段处理。

2010年10月14日，SS8型0093机车牵引T69次旅客列车，列车编组18辆，总重1010吨，换长42.9米。北京西18∶36正点开车，当列车运行至淇县站出站549km+500m左右时，机车突然跳主断，网压表无网压显示，机车状态显示屏显示欠压，同时见列车外有电弧光反射。机车乘务员立即断开主断路器扳钮、受电弓扳钮，并采取停车措施。停车后机车乘务员立即检查机车大顶，发现运用端受电弓上导杆上部球关节脱落，受电弓上导杆夹在机车受电弓头内，于是立即对受电弓进行隔离处理，并用大顶绝缘检测装置对机车大顶部件进行绝缘测试，绝缘值正常后，升起非运用端受电弓维持运行回段处理。

2 原因分析

这两起受电弓事故发生后，郑州机务段领导高度重视，立即组织相关技术人员上车勘察，发现SS7E0054机车的受电弓型号是北京赛德公司生产的DSA－200型，受电弓导杆下部脱落部位球面烧损，球关节内有铁屑，检查导杆上部球关节转动不灵活，原因认定由于保养不认真，小辅修时未给油润，造成球关节干磨，在运行途中震动损坏脱落。SS80093机车的受电弓是洛阳鑫迪公司生产的XD－200型(仿制DSA－200型受电弓)，受电弓脱落部位是上导杆上部，检查发现，上导杆上部球关节变色，转动部位有电弧烧损痕迹，检查弓头与转轴连线，也有烧损放电痕迹，打开连线，发现接触面有油漆，原因分析是该机车中修时按规定进行了喷漆处理，但在安装弓头支架的连线时未除漆，造成受电弓弓头从接触网受流后不能从连线传递到上框架，而是从导杆上部球关节经上导杆、上导杆下部球关节向下传递，由于上部球关节有电流通过，球关节发热，润滑脂受热碳化，球关节转动不灵活，造成球关节受力损坏脱落。分析两起故障，脱落处均在上导杆的球形关节处，可见上导杆的转动球形关节是上导杆的薄弱环节，存在一定的隐患，于是立即对全段配属的电力机车受电弓上导杆进行了普查整修，发现受电弓的上导杆有变形、球关节润滑不良等问题，于是根据普查出的问题对受电弓上导杆的故障分析归纳如下:

(1)材质的问题。受电弓上导杆的作用是调整受电弓弓头的平衡，在日常维修中需要调整上导杆的长度来调整弓头的平衡，在机车运用过程中要承受接触网的高低变化冲击确保受电弓弓头的粘网性，因此上导杆长期使用变形，调整螺栓外伸的越多，螺栓强度越弱，接触网高低变化对上导杆的冲击等是发生上导杆故障的主要原因。

(2)保养的问题。上导杆的球关节在受电弓工作时要根据受电弓与接触网的接触不停地调整平衡，如果保养不好，缺少润滑脂或润滑脂不良，长期工作会造成球形关节磨损严重，进而导致上导杆脱落。

(3)组装的问题。正常时受电弓弓头与上框架间由软连接线进行导流，但是当软连接线的固定螺丝松动时，就会造成大电流通过上导杆球形关节，引起连接关节处过热烧损、脱落。另外，当软连接线的固定部位存在异物时(主要是油漆)，电流通过上导杆球形关节，会造成连接球关节的发热烧损脱落。

3 改进措施

针对上导杆可能脱落的各类原因，经过分析及实践验证，郑州机务段采取了以下措施进行预防:

(1)严格卡控工艺，杜绝不合格配件上车。对受电弓整体及受电弓各零部件的质量进行严格控制，发现问题禁止上车。大、中、小、辅修严格执行受电弓部位工艺，各项技术数据测试合格后才能允许交验，从源头上确保受电弓质量。

(2)做好保养工作，避免关节磨损。在小辅修修程内重点检查上导杆连接处的上下球关节的油润情况，并做好油润记录，同时规范润滑油脂，尽力减少球关节转动工作时的应力。在库内机车“五项专检”时，重点检查球关节的油润情况，及时补充润滑脂，保证上导杆球关节作用良好。

(3)认真检查确保各部螺栓紧固无松动。对受电弓各部软连接线紧固螺栓进行普查，并按照要求打螺栓防缓线，对大中修机车相关部位进行除漆处理，确保软连线接触良好。同时要求五项专检人员加大对螺栓的检查力度，发现有防缓线错位、变色的螺栓及时进行处理。

(4)采取防护措施避免发生事故。针对上导杆球关节脱落部位及脱落后的实际情况，经过分析及多次实验模仿验证，技术人员采取一种简单易行的预防措施，即上导杆中部半定位防搭地措施。如图1所示。先在上框架上(对应上导杆中部位置)固定死一个喉箍，在上导杆中部相应位置也用喉箍把上导杆悬浮固定到上臂上，悬浮固定上导杆的喉箍不能过紧，要保证上导杆在工作时不与喉箍发生摩擦，也不能过于松动，否则起不到防脱的作用，间隙以10～15mm为宜。通过改造，完全可以解决上导杆脱落后搭接在机车大顶上的问题。

图1 上导杆固定的方式和位置示意图

4 结论

通过对受电弓上导杆脱落事故案例的分析，找出了事故发生的原因，郑州机务段及时制定了相应的预防措施，有针对性地对所有电力机车受电弓进行了预防改造。改造以后杜绝了因受电弓上导杆脱落而造成的运输事故，从2010年年底至今没发生过此类事故。实践证明，该项预防改造是一个可行、经济的措施，效果非常明显，而且改造成本非常低。

［1］杨永林.韶山7E型电力机车［M］.北京:中国铁道出版社，2004.

［2］张曙光.HXD3型电力机车［M］.北京:中国铁道出版社，2009.