ZQF-80型启动发电机他励回路接地故障及处理

杨文会 上海铁路局合肥机务段

ZQF-80型启动发电机他励回路接地故障及处理

杨文会 上海铁路局合肥机务段

针对ZQF-80型启动发电机近年来他励回路发生的多起较典型故障，从电机运行工况、相关电路状态等方面剖析故障产生机理，找出主要原因，进而提出检查判断方法，取得良好效果。

ZQF-80型启动发电机；他励回路；接地；处理

1 引言

东风型系列内燃机车在使用过程中，常出现起机前用试灯检测线路，无接地现象显示，起机或甩车瞬间接地试灯烧损，柴油机启机后重新换上试灯灯泡，试灯显示又恢复正常，停机检测控制回路绝缘又符合技术要求的现象。表1是近年来发生的几起该类故障较典型案例。

表1 ZQF-80型启动发电机他励回路接地故障统计表

这些典型故障不仅影响了机车正常的运用效率，而且也给安全生产带来了诸多不利影响，因此，及时发现并排除该类故障，是保障运输安全的基本要求。

2 故障原因调查

2.1 ZQF-80型启动发电机他励回路接地造成的危害

大型交流发电机都有励磁回路接地保护装置，当励磁电路接地时保护装置动作，防止励磁回路接地后发电机继续运行扩大损失。机车上使用的ZQF-80型启动发电机不但没有励磁回路接地保护装置，由于其电路的特殊性，还造成其躲开了日常检查。如果让发电机处于一点接地状态运行，由于避开了相关电阻直接接地，造成励磁回路对地电压升高，在切断励磁线路或输出线路瞬间，将在励磁回路中产生暂态过电压，时间一长，电路中易出现第二个接地点，形成两点接地故障。因此，对于ZQF-80型启动发电机他励回路一点接地的危害性主要是易引起第二点接地的故障。出现两点接地后，轻者就会影响ZQF的正常使用，导致机车控制系统不能正常工作，重者引起线路短路、电器烧损的火灾事故，从而影响行车安全。

2.2 ZQF-80型启动发电机的结构及工作原理

ZQF-80型启动发电机的结构为卧式结构，分定子和转子两大部分。定子部分包括机座、主极、换向极及刷架装置等部件，主极绕组由串励绕组和他励绕组组成，换向极由换向级铁芯和绕组组成，以改善电机换向。转子部分由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇、转轴等部件组成。

启动发电机接线如图1、图2所示。在启动柴油机时，如图1所示，属电动工况，串励绕组Q1-Q2与电枢绕组和换向极绕组H1、S2串联，由蓄电池供电。当柴油机起动完成后，转入他励发电工况时，如图2所示，此时，他励绕组T1、T2由蓄电池供电（在输出大于96 V后并励供电），通过电压调整器调节励磁电流控制，使输出电压恒定在110±2 V的范围内。

图1 电动工况接线图 图2 发电工况接线图

3 原因分析

3.1 低压电器接地检测方法

以DF4C型机车为例，在机车电气线路中，为了直观地判断低压回路中有没有线路与车体非正常接触，在低压控制电路中装有检测示灯（亦称接地示灯）。两个示灯分别接到蓄电池两端，接正端的称正灯（1DD），接负端的称负灯（2DD），两个示灯应选择电压和功率一样的灯泡，如图3所示。当两个示灯都插入示灯座后，正常情况下两灯亮度应一致，当正端接地时电源电压全加在负灯上，负灯亮。同理，负端接地时，正灯亮。

图3 控制电路接地试灯原理图

3.2 电机两种工况下他励回路故障机理分析

ZQF-80型启动发电机作为电动机运转时，在启动绕组得电、断电瞬间，与启动绕组绕在同一磁极铁芯上的他励绕组T1-T2将会感应出很高的感应电动势。

（1）当他励绕组T1-T2及其相关接线没有接地点时，随着启动结束，启动绕组在得电与断电时不会对其他电器及其线造成影响。

（2）当他励绕组T1-T2及其相关接线有接地点时，机车其他控制线路绝缘良好，接地示灯插在插座内，这个变压器电动势就会通过接地插座加在接地试灯上，造成接地示灯烧损，由于吸合与断开产生的电动势方向相反，所以会正负示灯先后烧损。

（3）当他励绕组T1-T2及其相关接线有接地点时，机车其他控制线路也有接地点时，就会与其构成回路，烧坏与该接地点连接的用电器。在日常运用检修中，就曾因该原因发生过烧损电压调整器、LKJ主机监控电源板的例证。

ZQF-80型启动发电机作为发电机运转时，由于他励回路一点接地，示灯也是拔掉状态，不能构成分流回路，不会影响ZQF-80型启动发电机的正常发电，运行状态正常。在日常检修运用中，静态检测正常，动态运用无明显异常，平时运用中即使发现有烧示灯的情况，还以为是正常损坏，认为是灯泡的原因，停机后更换灯泡后示灯显示正常，这样就会忽视这个故障的存在。

3.3 故障产生主要原因

分析启动电机他励绕组的相关电路，发现在机车辅助控制电路中是一段孤立电路。如图4所示（以DF4C型机车电路图为例）：在柴油机未启机时，经电压调整器与励磁绕组相连的电路（图中虚线框内线路），因FLC、GFC上的相关触头未吸合，电压调整器内2050线与620、623线是未触发的稳压管，造成其和控制电路断路，从而造成无论是用接地试灯检查，还是绝缘测量都检测不到该段线路，成为检查、检测盲点。由此可见，这是ZQF-80型启动发电机他励回路接地不易检测和发现的主要原因，也是一些较典型故障产生的根源。

图4 启动电机他励回路示意图

4 判断处理方法

4.1 将ZQF-80型启动发电机他励回路纳入到绝缘监测范围

由于非启机状态下，ZQF-80型启动发电机他励回路是从控制回路断开的，但只要人工闭合FLC，就能将其与其他电路相连。因此要求每次监测控制回路对地绝缘时，可以通过人工闭合FLC,或者对这段电路进行单独测量。这样，无论是ZQF-80型启动发电机他励绕组及相关线路绝缘值低，还是接地，都能通过绝缘测量及时发现，处理。

4.2 密切观察甩车时，接地示灯情况

静态检查完毕，不要将示灯拔出，密切观察甩车时示灯的情况，发现示灯异常或烧损时，应及时按4.1判断方法进行电气线路的绝缘测量，找出故障原因。

5 结语

目前，合肥机务段对进入修程机车，均把ZQF-80型启动发电机他励回路纳入到绝缘监测范围进行检查，已成功发现、处理多起他励回路绝缘值低及接地故障。其中最典型的是一台DF4C型机车在某厂大修后首次进入修程，柴油机甩车时出现正示灯烧损爆炸，负示灯烧损故障，在对该机车ZQF-80型启动发电机他励绕组进行绝缘监测后，发现绝缘值低，不符合规定要求，更换启动发电机后故障消除。

[1]赵敬超,张金才.《内燃机车电传动》.中国铁道出版社.

责任编辑：王 华

来稿日期：2016-08-19