SS4系列机车自控温加热装置的应用
2015-05-30王宝玉
王宝玉
摘要：针对近四年太原机务段配属的SS4机车在冬季运用中，空气管路以及各阀体故障频繁的问题，从设备结构和工作原理上，对发生的故障进行了分析，并根据实际生产的可操作性提出了设计方案。
关键词：SS4机车；防寒；设计方案
我段地处北方，冬季机车运行区间均在寒冷地区，冬季极限温度在-30℃左右，近几年机车防寒一直困扰着机车冬季的稳定运行。机车防寒是否有效。是确保机车低温环境中正常运行的关键。其中机车空气管路是机车防寒工作的重点部位。机车在冬季运用中存在的主要问题有：升弓空气管路和各阀体内因积水结冰而冻结，造成受电弓不能正常升起；制动系统空气管路合各阀体内因积水结冰堵塞。造成制动系统故障；空气干燥器排污阀及管路冻结造成干燥器工作不正常。上述故障的发生，对机车运用造成了极大的安全隐患。因此在机车空气管路中的关键部位加装电加热防寒很有必要。
1机车防寒自控温电加热装置性能简介
1.1机车防寒自控温电加热装置性能特点
机车防寒自控温电加热装置非常适合在机车的防寒应用。具备以下特点：
（1）自控温电加热装置的温度自动调节。低温快启，高温恒定。最高温度≤65℃，在-30℃的条件下，3分钟内可加热到0℃以上。有利于机车管路系统在冬季的正常工作。
（2）机车防寒自控温电加热装置便于安装和拆卸，使用非常方便，适应铁路机车上不同阀体和管路检修的需要。
（3）机车防寒自控温电加热装置绝缘防水性能优良，使用寿命长。使用中不存在短路、接地故障，性能可靠。
（4）机车防寒自控温电加热装置在加热到一定温度时，自动降低功率，具有节能、环保的特点。
1.2机车防寒自控温电加热装置工作原理
机车自控温电加热装置的发热体是具有PTC效应的自控温电热元件，该电热元件可随温度的改变，自动调节电热输出功率，当温度低时，电阻值低，输出功率大；随着温度的升高，电阻值逐渐增加，逐步降低输出功率；当升至某一温度时。其电阻值趋向于无穷大。即输出功率近似于零，使温度恒定在设定值上。如图1所示：
2机车防寒自控温电加热装置主要安装部位
2.1风源系统
目前机车普遍采用螺杆压缩机、干燥器（硅胶吸附剂）过滤器、总风缸等组成风源及风源净化系统。螺杆压缩机的出风口温度只比环境温度高10℃-15℃，而硅胶吸附剂的吸附效果在5℃-55℃时最佳。因此当环境温度低于-15℃时，干燥器进风口温度就会低于0℃，干燥剂的吸附过滤效率就会大大降低，因此会造成机车管路中产生结冰现象。所以在干燥器及周边的过滤器和风管路上加装电加热防寒，可以有效提高干燥器进风温度，使干燥器及过滤器工作温度在0℃-50℃，以提高其吸附效果和工作效率，防止冻结。
2.2制动控制系统
制动系统需要加装的主要是各阀体，以确保其工作温度在0℃-50℃之间，防止温度过低造成阀体内部橡胶件、润滑油脂失效或冻结卡滞。
2.3电空控制系统
电空控制系统需要加装的主要包括升弓电空系统和主断路器电空系统中的各阀体。以确保对受电弓、主断路器的正常工作。
3机车防寒自控温电加热的主要形式
3.1机车自控温电加热装置——电热线
机车自控温电加热装置——电热线。采用自控温电伴热线为发热体。对首端和尾端进行绝缘防护处理，根据管路长度定制。外部加装保温材料。用于机车上部管路防寒。
3.2机车自控温电加热装置——电热套
机车自控温电加热装置——电热套，采用控温电伴热线为发热体，通过对自控温电伴热线进行剪裁和组合。采用硅橡胶护套作为自控温电伴热线的引线端和尾端的绝缘密封防护，外加保温和防护材料，制作成各种长度和形状的加热保温护套。主要用于机车风缸、阀体的加热。
3.3机车自控温电加热装置——电热片
机车自控温电加热装置——电热片，采用瓷芯片作为发热元件，外部进行绝缘处理，采用用铝合金型材防护，与被加热物体的形状相配合。安装在机车小型实心阀体上，加热功率高。
4SS4机车防寒自控温电加热装置安装使用
4.1压缩机出风管和干燥器排污管管路安装
将安装管路清理干净，将自控温电伴热线用20mm玻璃纤维胶带，固定在管路上，间隔不大于30cm。用φ48×15mm的橡塑管包裹，外部用铝箔胶带半叠绕包。最后用5x300mm扎带绑扎，间隔10-20cm。将自控温电伴热线的引线引入接线盒中。压缩机出风管如图3所示。SS4机车防寒自控温电加热装置安装部位如表1所示。
4.2分配阀电热套、中继阀电热套、总风遮断阀电热套、重联阀电热套、紧急放风阀电热套的安装
（1）将安装部位表面清理干净。
（2）将电热套分别固定在要安装的部位上。锁紧粘扣。整理外观。
（3）将电源线引入接线盒。
4.3逆止阀电热套、门联锁电热套的安装
（1）将安装部位表面清理干净。
（2）将电热套分别固定在要安装的部位上，锁紧粘扣，整理外观。
（3）将电源线引入接线盒。
4.4油水分离器电热套、干燥塔（双塔）电热套、干燥塔进风阀电热套、干燥塔出风阀电热套、总风逆流阀电热套和滤尘器电热套安装
（1）将安装部位表面清理干净。
（2）将电热套分别固定在要安装的部位上，锁紧粘扣，整理外观。
（3）将电源线引入接线盒。双塔干燥器需要将每个干燥器左右两个电热套用短接线连接，再分别连接电源线后引入接线盒。
4.5升弓电空阀、257/258电空阀电热片、电动放风阀电热片的安装
（1）将安装阀体表面清理干净。
（2）将电控阀安装螺丝松开，将电热片和垫圈（半圆）放入并卡拄拧紧螺丝。
（3）将电源线引入接线盒。
4.6接线盒和电缆连线安装
（1）将接线盒固定到制动柜侧面或背面墙上。
（2）将空气压缩机出风管电热线、机车油水分离器电热套等使用AC220V电源的电缆线引入接线盒中，按接线图标识，分两根为一组分别安装在AC220V线路的接线端子上。
将逆止阀电热套、升弓电空阀电热片等使用DC110V电源的电缆线引入接线盒中，按接线图标识，分两根为一组接到DC110V线路的接线端子上。
（3）从接线盒中引出电源线。沿车体线道。分别将DC110V和AC220V接到机车电源上。
4.7SS4机车防寒温电加热装置使用与维护
（1）SS4机车自控温电加热装置应在冬季使用。建议每年防寒期开始前将接线盒自动开关闭合；防寒期结束后，将自动开关断开。SS4机车防寒自控温电加热装置明细表如表2所示。
（2）SS4机车自控温电加热装置使用前应检查以下部位：
A：压缩机出风管、干燥器排污管等管路外包保温层、橡塑胶带、塑料线卡无损伤、脱落；自控温电加热套外观无破损，安装紧固；自控温电热片外观无破损，安装牢固。
B：检查自控温电加热装置对地绝缘电阻大于20MΩ。
C：打开接线盒检查无烧损，检查自控温电加热装置电阻为50-2000Ω左右（与环境温度有关），无开路短路，通电后指示灯亮。
（3）SS4机车自控温电加热装置正常使用期限为8年（一个大修期）。
5结语
本方案是利用加热低温空气的原理，同时对管路和阀体进行防寒保护。确保了SS4电力机车在冬季运行中空气管路及各阀体的正常运行，大幅度增强机车运行的安全性、可靠性。
参考文献：
[1]张磊.MH200系列机车自控温加热装置的应用[J].铁道机车与动车，2014，12：45-47.
[2]高殿柱.刘义龙，刘豫湘自控温材料在机车空气管路系统的应用[J].电力机车与城轨车辆，2015，02：20-22.
