浅谈和谐型电力机车“小而广”电气故障防治措施

王 坤

(中国铁路武汉局集团有限公司武昌南机务段 湖北 武汉 430064)

和谐型电力机车电气线路松、虚、短、破、水害等“小而广”故障点多，因为细、小而容易被检修作业人员忽略，质量隐患长期得不到及时、认真整修，往往发展成质量故障，最终造成机车故障(以下简称“机故”)、临修。武昌南机务段结合现场实际，采取了一系列的防治措施，取得了一定成效。

1 “松”故障及其防治措施

1.1 蓄电池连线紧固螺栓松缓

因蓄电池箱体与箱体间、层与层之间连线长度余量较小，检修人员作业不规范，在拖拽推拉箱体时带动连线导致紧固螺栓松动，机车在运行中控制电路失电，造成机故。为此，武昌南机务段将蓄电池箱体与箱体间、层与层之间较短的连线更换成较长的连线，并规范职工作业，要求对蓄电池连线安装螺栓防缓标识线，同时应注意同步拖拽推拉箱体，切勿带动连线。

1.2 端子排接线松缓

武昌南机务段配属HXD3C280号机车因干燥器外接线排761号线柱脱槽与400号线柱碰接，造成制动自动开关QA50保护性跳开，引发机车故障。

为此，针对空气干燥器外接线排安装部位振动较大、频次较高、易受污损的工作环境特点，提出检修规范化，要求检修人员在机车日常整备及C1～C3修程中加强对接线排的检查，防护罩应安装牢固，无丢失、破损，各电缆紧固件应齐全、安装可靠，清洁无油污。

1.3 接插件未锁扣到位

和谐型电力机车各屏柜以及部分电气设备大都采用插件连接。在机车日常检修中查找故障或更换不良部件时，检修人员作业不规范可能会出现插接件未锁扣到位造成机车在运行过程中电器失电而引发故障。为此，武昌南机务段制定了相应的防范措施，规定机车C1～C3修程中由专人确认各插座、插头锁扣紧固状态是否良好，再用尼龙扎带进一步绑扎加固、用红色油漆笔标识防松缓线，机车日常整备作业过程中检查发现尼龙扎带缺失、防松缓线错位时应立即检查确认插头是否松动。端子柜插座、插头绑扎如图1所示，机车司机控制器插座插头防松缓线如图2所示。

2 “虚”故障及其防治措施

武昌南机务段配属HXD3C型机车在整备作业过程中，检查故障履历发现多台机车运行途中多次出现“PSU1，2运转停止”故障[1]，且均在1 min内自动恢复，对相关电气线路、继电器进行检查，并添乘跟踪，确认为辅助变流器APU2的中间继电器KBMC联锁动态虚接所致。

图1 端子柜插座、插头绑扎示意图

图2 机车司机控制器插座、插头防松缓线示意图

2017年9月份，检查HXD3C036号机车故障履历发现运行途中3次出现“辅助变流器APU1故障”，故障现象为接触器KM11、KM12均不闭合，库内试验检查时闭合、时不闭合，经调查分析确认为APU2的中间继电器KBMC联锁虚接所致。通过对中间继电器KBMC结构组成和工作原理进行分析，提出了联锁虚接防治措施。中间继电器KBMC配有4组相同的正联锁，原车设计时只使用了其中1组联锁，武昌南机务段通过采取将联锁输入、输出线并联至其他2组联锁的措施(见图3)，有效减少了中间继电器KBMC联锁虚接故障的发生。采取并联后，使用了3组联锁，只要有1组接通，线路就可有效导通，线路导通能力大大提升。

(a)KBMC联锁原车接线(b)KBMC联锁并联接线图3 HXD3C型机车中间继电器KBMC联锁接线示意图

3 “短”故障及其防治措施

3.1 电缆接地短路

武昌南机务段针对和谐型电力机车铺设于侧墙线槽、车体地面等部位的电缆，存在被出线口金属硬物磨破的隐患，在机车C1～C3修程中采取垫绝缘胶皮、绑扎尼龙扎带的强化防护方式，及时消除了故障隐患。

3.2 雨刮器装置线路短路

2016年10月19日，武昌南机务段配属HXD3C650号机车Ⅰ司机室雨刷开关烧损；2016年11月23日，HXD3C647号机车Ⅱ司机室雨刷开关烧损。根据雨刷开关工作和控制原理，HXD3C型机车1个雨刷开关控制4个负载：司机室左、右雨刷电机，间歇控制装置及刮雨器水泵。而两次雨刷烧损问题均是由于雨刮器水泵电机短路引起的，辅助设备空开QA62，在上述两件事例中未跳开，雨刮器水泵支路上无保险，而雨刷开关容量偏小，额定电流1 A，最终造成开关烧损。水泵电机短路的主要原因为直流电机长时间使用后电刷到限造成。据此，提出在雨刮器水泵电机负线上加装保险管的改进措施，防止因雨刮器水泵电机短路引起的大电流流经雨刷开关造成烧损。同时武昌南机务段为防止配属的HXD3C型机车雨刮器电机在卡滞时产生的大电流烧损电线路，造成火灾隐患，在刮雨器电机电源负线上也加装了保险管，效果较好。

4 “破”故障及防治措施

4.1 电缆老化破损质量问题

武昌南机务段配属HXD3C型机车配置的冰箱在使用一段时间后电源线绝缘层普遍出现严重老化、破损现象，电线火灾隐患突出，经分析为厂家对电缆缘层选材不当造成。为此，对冰箱电源线进行了整体更换，及时消除了火灾隐患。根据冰箱使用最大功率，选用阻燃型、截面积为1.5 mm2的合格厂家的电缆。更换时电源线正线线号752接入Ⅰ端操纵台XT801端子排17D孔，负线线号400接入XT801端子排13C孔，应注意电源线极性不得接反，并重新做好线号标识。

4.2 过压吸收电阻烧损故障

针对配属HXD3C型机车供电柜顶部安装的过压吸收电阻67R烧损质量问题，分析为电阻工作功率值较小和散热空间不足导致。将原功率为800 W管式过压吸收电阻更换为功率为1 500 W波纹式大功率电阻(见图4)，该型式波纹式电阻的表面喷涂有一种专用散热的纳米涂料，可增加电阻表面热量25%以上的辐射，有效改善电阻散热，同时在过压吸收电阻原散热盖板下加装铁板支撑(见图5)，有效提升了散热空间。通过采取上述措施，过压吸收电阻67R烧损故障得到了有效控制。

5 “水害”故障及其故障防治措施

5.1 车体漏雨、进水

武昌南机务段配属和谐型电力在运用过程中出现不同程度车体漏雨问题，对此，根据漏雨部位的不同，采取了相应的预防措施。

图4 过压吸收电阻67R更换示意图

图5 过压吸收电阻67R散热盖板加装支撑示意图

(1)由于HXD1D型机车头灯玻璃设计未呈弧形、有一定仰角的缘故，容易积水漏水，雨水会进入电务部门设备和司机室操纵台内电气部件。武昌南机务段对头灯玻璃内重新填涂密封胶，并向制造厂家反馈了信息，厂家据此改进了头灯设计，取得了一定的效果。

(2)武昌南机务段针对HXD3C型机车侧墙滤网进水流入线槽的问题，要求检修人员在机车整备及C1～C3修程中加强对车体侧墙滤网的清洗和检查，及时更换破损、性能不良的滤网；针对司机室顶盖漏雨问题，要求加强车顶盖吊装工艺过程的现场把关，提高吊装作业质量。

(3)HXD3C型机车在大雨或降雪天气运用时，雨水、雪花易通过侧墙滤网和风道被车体通风机抽进车体，导致车体通风机周边的电器柜及连接插头被水淋湿，给机车安全运行带来隐患。为此，武昌南机务段规范了车体通风机的使用，提出了特殊天气下机车车体通风机的使用要求。乘务员值乘途中遇大雨或降雪天气时，将控制电器柜车体通风机Ⅰ、车体通风机Ⅱ的空气断路器QA23、QA24逆时针旋转至OFF位。天气良好后，可将车体通风机空气断路器QA23、QA24顺时针旋转至ON位。因大雨或降雪天气，气温较低，不影响机车散热，机车运行中切除车体通风机不影响机车正常使用。机车整备作业过程中，遇大雨或降雪天气时，整备作业人员可将出库HXD3C型机车车体通风机切除，并与乘务员做好交接。同时制作提示卡片贴于控制电器柜车体通风机空气断路器上方。卡片内容为“提示：遇雨雪天气请将QA23、QA24切除”。

5.2 车体外部插座进水

(1)武昌南机务段配属的和谐型电力机车在实际运用过程不使用机车行灯插座。为防止意外进水造成故障，将其进行电隔离。HXD1D型机车行灯插座隔离方案：打开机车控制电器柜，将接在端子排(=92-X156.13)上的行灯插座正负线510731.13、510731.17、510722.13、510722.17用专用工具退出，并用自黏性绝缘橡胶带包扎绝缘处理。

(2)隔离、密封集控插座，减少进水造成的烧损、接地等故障。《中国铁路总公司运输局关于DC600 V直供电旅客列车供断电操作和故障应急处置办法的通知》(运辆客车函[2015]501号)规定，自2016年2月1日零时起，DC600 V直供电旅客列车始发及途中换挂时，机次一位客车与机车之间的列供电集控电缆不再连结，供电手续办理完毕后直接采用强制供电方式供电。

据此，武昌南机务段对和谐型机车集控插座的使用进行了进一步的规范，要求配属的HXD3C、HXD1D型机车供电柜控制箱面板上“集控”开关置于“隔离”位，并在插座胶圈面涂704硅胶再压好外盖，同时用铁丝捆绑牢固，确保密封良好。机车日常整备作业中应加强对插座密封状态的检查，密封胶破损时需检查插座内部橡胶圈是否完好、插针良好，无雨水进入锈蚀，然后重新用密封胶施封。机车C1～C3修程中打开集控插座检查内部状态，确认良好后重新施封。

(3)隔离、密封重联和电空制动插座[2]，防止进水造成制动机非正常动作。武昌南机务段配属HXD1D型机车自运用以来，多次发生车端重联和电空制动插座进水，并造成机车频繁非正常制动而引起机车故障。电空制动插座有2层防护，外侧为插座体上橙红色密封胶圈，内侧为插座盖内部密封垫，存在外侧密封胶圈在实际使用中压缩量较小或密封失效的可能。机车在实际运用工况下，由于插座内外存在较大的压差(速度越高，压差越大)，而电空制动插座的防护等级不够高，可能造成雨水进入到插座内的情况。

据此，武昌南机务段结合无机车重联运用需求的实际情况，提出了甩线隔离防范措施：①HXD1D型机重联插座隔离方案。在低压柜端子排(=92-X156.33)中，用专用工具将线缆320171.855、320171.856、320171.857、320171.858退出，并用自黏性绝缘橡胶带包扎绝缘处理。②HXD1D型机电空制动插座隔离方案。在低压柜端子排(=92-X156.33)中，用专用工具将线缆281131.91、281131.92、281131.93、281131.94退出，并用自黏性绝缘橡胶带包扎绝缘处理。甩线隔离后，在重联插座密封胶圈和电空制动插座外盖处涂704硅胶进行强化密封，并用铁丝和自黏性绝缘橡胶带捆绑、固定良好。机车C1～C3修程中打开插座检查内部状态，确认良好后重新涂胶密封。

5.3 走行部安装电气部件进水

HXD1D型机车走行部安装的主变压器油泵电机、油流继电器以及压力释放阀微动开关因进线方向设置不合理[3]，雨水易顺着波纹管流进电器内部，造成机故、临修。武昌南机务段将主变压器油泵电机、油流继电器进线方向由原来的向上方向调整为向下方向，并在安装面涂胶强化密封，在微动开关进线孔进行填胶包扎，同时建议机车设计制造厂家将微动开关进线孔由原来的朝上变更为朝下方向，现该建议已在段内新配属661～668号机车上得到应用，如图6所示。通过采取以上措施，有效防止了走行部电气部件进水的质量问题。

(a)微动开关朝上安装状态(b)微动开关朝下安装状态图6 HXD1D型机车主变压器压力释放阀微动开关安装状态图

5.4 按使用特点切除、隔离电气设备设施

(1)切除脚炉、膝炉和卫生加热装置。武昌南机务段根据实际情况，无须使用机车司机室脚炉、膝炉和卫生加热装置，故将其进行切除。

①HXD1D型机车卫生间加热装置切除方案：打开电源柜自动开关面板，用专用工具将卫生间加热自动开关(=77-Q46)处的3根接线770131.01、770132.01、770133.01拆除，并用自黏性绝缘橡胶带包扎绝缘处理。

②HXD1D型机车司机室脚炉切除方案：打开Ⅰ端司机室操纵台中柜门，用专用工具将脚炉、膝炉开关(=62-S126)2点接线621943.01拆除，并用自黏性绝缘橡胶带包扎绝缘处理；打开Ⅱ端司机室操纵台中柜门，用专用工具将脚炉、膝炉开关(=62-S226)2点接线622043.01拆除，并用自黏性绝缘橡胶带包扎绝缘处理。

(2)按季节使用电加热设备。 武昌南机务段针对配属和谐型电力机车空气干燥器、 撒砂装置电加热器以及司机室电取暖器仅在冬季使用的特点， 将HXD3C型机车控制电器柜上直流加热断路器QA60、 砂箱加热断路器QA73、 压缩机预热断路器QA74、 交流加热断路器QA72置于关闭位， 并张贴提示标签，以防止电加热设备意外进水造成的辅助回路接地故障。

6 结束语

武昌南机务段通过持续实施以上防治措施，“小而广”电气故障得到了有效控制，2017年和2018年期间因“小而广”故障引起的机故、临修件数大幅减少，保障了行车安全和铁路运输秩序。