关于铁路客车断路器装用情况的研究

李海麟

（中国铁路哈尔滨局集团有限公司齐齐哈尔北车辆段，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

0 引 言

断路器俗称“空气开关”，又称空气断路器（MCB为断路器的英文缩写），相当于刀型开关熔断器、热继电器和欠压继电器的功能组合[1]。它是保护交直流电路内的电气设备，使之免受过电流、逆电流、短路或欠压等不正常情况的危害。2018年12月中国铁路总公司（以下简称国铁总公司）机辆部发布了《关于明确铁路客车断路器装用有关要求的通知》（以下简称《通知》），要求各铁路局集团公司对客车断路器装用情况进行普查和整治。2019年7月国铁总公司机辆部对普查发现的交直流断路器混用、参数规格不符、接线错误等方面的问题进行通报，其中重点关注的交直流断路器混用问题占比45%，参数规格不符、接线错误等问题占比55%[2]。

早在国铁总公司发文之前，齐齐哈尔北车辆段验收室就在客车段修过程中发现空气断路器（以下简称断路器）存在故障增多的迹象，并于2016年开始根据《铁路客车电气装置检修规则》（以下简称《电规》）、“施耐德”“ABB”“西门子”等公司的《断路器选型手册》以及断路器产品的性能特点，对进入段修中的客车采取抽查的方式开展断路器装用情况的调查研究，以达到规范断路器使用、减少故障发生、消除安全隐患的目的，结果如图1所示。

图1 抽查客车与断路器故障情况

如图2所示，至《通知》下发，调查工作持续到2019年，共计抽查客车1 492辆，发现问题86件，辆均0.06件（因2018年国铁总公司发文以前没有对DC 600 V供电装置断路器装用方面的具体规定，所以在此之前没有将其作为主要普查对象）。

1 断路器装用中存在的主要问题

1.1 断路器选型错误造成参数规格不符和要求

调查过程中发现此类问题30件，占问题总件数的30.35%。一是断路器额定容量与图纸要求的电流值不符，存在标称电流值大于图纸要求电流值或小于图纸要求电流值的情况。二是断路器与图纸要求的脱扣特性不符，存在应装用“D”级特性的电路而装用“C”级特性断路器的情况。三是应使用带有漏电保护的断路器，而使用普通断路器代替。四是使用隔离开关代替空气断路器。

图2 断路器问题分类对比

1.2 交流断路器与直流断路器混用

此类问题共发现17件，占问题总件数的17.2%。一是电器装置在主机厂装配完成后，由客车厂按照DC 600 V和AC 380 V客车供电制式的不同选配安装在相应的客车中，而客车厂在总装时发生了失误，将应安装到DC 600 V供电客车中的成套设备安装在了AC 380 V供电的客车上，反之亦然。普查中共发现此类源头质量问题2批次，涉及客车15辆以上。二是维修更换断路器时选型错误，造成交直流断路器混用。

1.3 断路器接线错误

此类问题共发现11件，占问题总件数的11.13%。一是客车在主机厂或段修中安装断路器时，操作人员因不了解直流断路器的工作原理或工作疏忽造成接线错误。二是检测或试验工作不到位，造成交流断路器接线错误的问题没有及时发现。

1.4 断路器内部故障、过热

此两类问题共发现24件，占问题总件数的25.08%。一是断路器动作机构出现故障发生卡滞、缺相以及不动作的情况。二是断路器因常年使用没有更新，内部零部件老化或接触点接触电阻增大，造成断路器工作中产生过热现象。

1.5 转属客车出现仿冒的断路器产品

此类问题共发现4件，占问题总件数的4.5%。一是仿冒“ABB”品牌，使用标称“ABBMEOD”的产品代替“ABB”产品。二是仿冒施耐德品牌产品，使用标称“Scnulber”的产品代替“Schneider”品牌产品。

调查中发现，客车造修工厂源头质量问题3批次，涉及客车30辆以上。某客车厂制造的软卧客车温水箱电路用直流断路器代替交流断路器；部分客车综合控制柜装用的客室电热断路器额定电流小于实际电路工作电流；部分客车集便器控制电路用直流断路器代替交流断路器。

2 断路器选型和装用不当会造成的危害

2.1 交直流混用的危害

一是直流系统装用交流断路器无法起到保护功能，存在安全隐患。二是部分DC 48 V系统装用AC 220 V断路器，不符合《铁路客车断路器选型列表》（以下简称《选型列表》）或《铁路客车断路器型号及应用说明》（以下简称《应用说明》）中的选型规则[2]。

2.2 参数规格不符的危害

一是与图纸要求的电流值不符。部分断路器标称电流值大于图纸要求电流值，无法起到过载保护、短路保护的功能；部分标称电流值小于图纸要求电流值，易导致误脱扣或过热，影响负载使用；少数因使用负载变化导致图纸要求不适用，如5 kW电磁灶回路断路器有时配8 kW电磁灶。二是与图纸要求的脱扣特性不符。脱扣特性过低易导致误脱扣动作，影响负载使用且缩短了断路器使用寿命[2]。三是没有使用带有漏电保护的断路器，当电路发生漏电时，断路器无法起到应有的漏电保护作用。四是断路器使用隔离开关代替，当断路器断开处于工作状态的电路时，其内部触头在分离的瞬间会产生电弧，电压越高或电流越大，电弧越强，会造成人身伤害。

2.3 接线方向错误的危害

直流接触器接线方向错误影响断路器灭弧性能和使用寿命，无法起到短路保护的作用[2]。交流断路器接线错误会造成电动机相序反向，严重时会烧损电动机。

2.4 断路器内部故障、过热的危害

一是断路器失去短路、断路或漏电保护器功能，还存在出现误动作的情况，失去对用电设备和电路应有的保护作用。二是断路器过热严重时会引起火灾事故。三是会造成用电设备或电路烧损。

2.5 仿冒产品的危害

不符合《铁路客车断路器选型列表》或《铁路客车断路器型号及应用说明》中选型规则的产品，产品质量无法保证，不能适应铁路客车断路器工作环境需要，存在一定的安全隐患。

3 应对措施

（1）加强操作人员对《铁路客车断路器选型列表》和《铁路客车断路器型号及应用说明》的学习和培训，熟悉交直流断路器的工作原理、特性曲线等选型、接线和断路器更换的具体要求。

（2）加强操作人员的责任意识教育，认真执行断路器安装后的检查、试验作业要求。

（3）严格落实《电规》中对断路器接触电阻的试验要求，购置红外线检测设备及时发现断路器过热问题，达到“用工装，保工艺”的目的。

（4）及时修订和完善《断路器检修、试验作业指导书》，有效发挥作业指导书对现场作业的指导作用。

（5）系统、全面做好客车厂造、厂修、转属客车的第一次运用检修和段修检查工作，及时发现并消除断路器存在的源头质量问题。

（6）采购并使用国铁总公司《选型列表》中的产品，杜绝假冒伪劣产品装车使用。

4 结 论

（1）通过对断路器装用情况的调查，梳理出断路器存在的倾向性问题。

（2）通过分析断路器存在的倾向性问题，制定有针对性的控制措施，使得断路器的故障率由2016年的辆均0.11件下降到2019年的辆均0.04件，故障率减少64%，达到了规范断路器使用、减少故障发生、消除安全隐患的目的。

（3）因为在国铁总公司发文前已经对断路器的装用情况进行了调查，并采取了相应的控制措施，这就出现了国铁总公司在2019年《通报》中“反馈信息差异较大”“个别铁路局未发现其他各局普遍存在的问题”的结论。可见，提前做好有效防控，可很大程度上避免安全隐患的发生。