电力机车牵引变流器竣工验收要点分析及建议

2014-04-11周建平上海铁路局上海机务段

上海铁道增刊 2014年4期

关键词：变流器接触器电容

周建平上海铁路局上海机务段

周建平上海铁路局上海机务段

牵引变流器是电力机车提供牵引力的核心部件之一，通过介绍HXD2B型电力机车牵引变流器的主要组成部分及作用，重点分析竣工验收过程中的验收要点，并对验收关键项点提出建议，以达到提高验收质量、降低设备故障率的预期目标。

牵引变流器；竣工验收；关键项点

牵引变流器作为HXD2B型电力机车的核心部件，其主要作用是将主变压器次边牵引绕组提供的2100V交流电，通过变流器的整流、逆变向异步牵引电机提供三相变频变压交流电。

1 牵引变流器的组成

每台机车设有三台牵引变流器，每台变流器包括两台独立的变流器、冷却系统、防火灾报警风管组成。变流器主要包括：功率模块、接触器、牵引控制单元（TCU）、放电电阻、中间支撑电容、二次滤波电容、慢性放电电阻等组成。冷却系统主要包括两个泵、管道、2个蒸发器（水箱）、一个热交换器及电机风扇、控制水回路中的温度和水循环的传感器。

2 牵引变流器竣工验收要点分析

HXD2B型电力机车作为上海机务段大功率检修基地两年检的主力机型，牵引变流器检修质量的优劣直接影响整车质量，下面通过检修过程中质量风险点分析、验收过程中主要不合格项分析、现场运用主要故障分析四个方面总结梳理牵引变流器的验收要点。

2.1 检修过程中质量风险点分析

两年检牵引变流器检修过程主要包括返厂鉴定、拆解、清洁、过程检验、组装、试验、出厂检查及验收交付，结合现场检修实际情况，分析总结如下检修过程质量风险点：

2.2.1 拆解过程中的质量风险点

低感母排拆卸时容易造成电容电极螺栓断裂、螺丝滑牙。造成此故障的原因有三点：①电容上的母排紧固采用两个螺母紧固固定，新造时采用油漆做紧固标记，拆卸时若先拆内圈螺母易造成断裂；②根据电容品牌不同采用的紧固力矩也有差异，EPCOS电容紧固力矩为20 N·m，AVX及安徽铜峰的电容紧固力矩为25N·m，容易造成作业人员混淆；③现场运行维护不当，导致电容螺柱材质疲损（具体结构见图1和图2）。

图1 电容电极螺栓

图2 分解前双螺母

接触器拆卸时容易造成接触器信号反馈触头插片断裂，主要原因是经过长期使用，插片材质变硬变脆，加上与其连接的插针长期使用后氧化变硬，与插片的连接更加紧密，若操作人员用力方向和大小有偏差，甚至使用蛮力，易导致其断裂（具体结构见图3）。

图3 接触器信号反馈触头插片

2.2.2 清洁过程中的质量风险点

冷却装置风道及散热片的清洁状态直接影响牵引变流器模块的散热，若冷却风道清洁程度不够，则会造成牵引变流器模块散热不良导致电机隔离，甚至会影响下层主变压器油散热器的冷却效果，导致主变压器超温故障。

TCU控制单元在清洁过程中易发生次生故障，由于环境湿度太大扬尘多、操作人员作业前未做好除静电等保护措施，或者操作人员手法不对，未轻拿轻放、野蛮作业等，在清洁过程中易导致内部器件发生损坏。

2.2.3 组装过程中的质量风险点

接触器组装过程中的质量风险点是预充电接触器下部反馈信号线部分柜体布线过长或零乱，加上柜体光线较暗，安装高压输入输出电缆时容易发生反馈信号线被压在主触头连接线安装螺栓内，造成绝缘层被压破（见图4）。

轴流风机在组装过程中若硅胶涂抹量不足或涂抹不均匀，在安装座与柜体结合面处易发生漏水故障（轴流风机安装结合面见图5）。

图4 反馈信号线破损

图5 轴流风机安装

2.2 验收过程中主要不合格项分析

在2014年3月-10月间对检修的43台车129台牵引变流器交验过程进行写实，通过对HXD2B主变流柜交验过程中的不合格项的统计，造成HXD2B牵引变流器交验不合格项见表1。

表1 HXD2B牵引变流器交验不合格项统计表

根据牵引变流器交验不合格项统计可以看出，造成牵引变流器交验不合格主要原因包括：清洁保养、防缓标识、冷却系统、配件质量和电线路，占到87%，其他不合格项占比13%。下面就主要原因作简单分析。

（1）清洁保养是牵引变流器检修质量中比较突出的问题，主要表现在变流器与外部连接的大线铜排处旧导电脂未清除，累计发生13件，占到该类故障的62%；各部清灰不到位发生8件，其中风机安装座5件，水泵底部2件，TCU模块两侧1件。原因分析：职工对部件清洁状态在思想上不重视是造成该问题多次发生的主要原因。

（2）防缓标识漏标、标识不规范是变流器检修质量中另一个突出问题，其中OND模块下方支撑电容安装螺丝防缓标识漏标发生11件，风机安装螺栓防缓标识漏标4件。原因分析：部分检修职工对工艺或技术文件中有关防缓标识线的规定学习不够，导致应做标识的螺栓漏标，或配件组装后由于未养成“紧固一个标一个”的作业习惯，造成事后漏标。

（3）冷却系统也是影响变流器检修质量的关键点和风险点，主要是冷却管路接头处渗液，发生10件，其中9件是冷却水泵出水口处L型接头漏液，1件是模块水冷接头漏液（见图6），主要原因是由于该处接头为球形刚性连接，球形配合面间存在细微间隙，虽然表面看接头已紧固，但长期使用会发生细小磨损导致渗液故障。

图6 模块水冷接头渗漏

（4）配件质量中检修质量风险点主要是TCU（牵引控制单元）电池的更新（共计两台车6个TCU），TCU电池的作用是当机车断电情况下保持RIOM中数据不丢失，且在两年检规程中规定TCU电池更新。原因分析：职工对工艺规程学习掌握程度不足，造成漏检漏修。其他方面影响配件质量的因素还有轴流风机和电压传感器：由于轴流风机委外修，做好修复配件的复检复验显得尤为重要，特别是要对风机三相内阻及对地绝缘做好测量，减少不必要的返工；电压传感器方面主要是永济厂产旧批次电压传感器存在质量问题，造成两年检出厂机车在运用中报故障，目前该部件作为两年检必换件由永济厂负责实施更新。

（5）电线路方面检修质量风险点主要是电线路防护，其中4件是电线路线束防护套未套，主要原因是工作者执标不严，对线路布线中存在的走向不合理造成的碰磨检查不到位。

2.3 现场运用主要故障分析

根据各段反馈信息统计，截止2014年11月3日上海大功率检修基地承修的HXD2B机车共发生临修信息102件，机破信息1件，其中因主变流柜故障导致的临修信息18件，占临修信息总数的17.6%，18件故障均为电压传感器故障。主要原因是电压传感器设计本身存在一定问题。若在小辅修过程中测量阻值（标准值为1.65Ω左右），对阻值不达标的予以更换，将大大减少因电压传感器故障引起的隔轴现象。技术措施：针对主变流柜电压传感器故障，明确从今年9月份开始入基地检修的HXD2B机车进行主变流柜电压传感器批次全部更换；9份以前交付使用的HXD2B机车，永济厂在各单位结合机车运用情况进行整改。截止目前更换后的新批次的电压传感器没有发生故障。