研究SS4型电力机车电源柜故障及改进措施

张立军 张金锁 赵志光

[摘    要]SS4型电力机车作为我国铁路运行中广泛使用的电力机车车型，确保其安全性是具有重大意义的。为深入研究SS4型电力机车因为电源柜故障而发生的一系列损坏的表现，并对其具体表现进一步的分析了解从而提出进一步的改进措施，以此有效降低SS4型电力机车电源柜的故障率。本文就SS4型电力机车因电源柜故障的多发事故进行系统的总结与论述，从理论结合实践对故障的发生原因进行分析，希望可以帮助SS4型电力机车降低故障率，提升电源柜的设计合理性，提高SS4型电力机车的运行效益。

[关键词]电力机车;常见故障;改进方法;SS4型电源柜

[中图分类号]U269.6 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]As an electric locomotive widely used in China's railway operation， it is of great significance to ensure the safety of SS4 electric locomotive. In order to deeply study the performance of a series of damage caused by power cabinet failure of SS4 electric locomotive， and put forward further analysis and understanding of the specific performance， so as to put forward further improvement measures， so as to effectively reduce the failure rate of SS4 electric locomotive power cabinet. This paper systematically summarizes and discusses the frequent accidents of SS4 electric locomotive due to power cabinet failure， analyzes the causes of the failure from the theory and practice， hoping to help SS4 electric locomotive reduce the failure rate， improve the rationality of power cabinet design， and improve the operation efficiency of SS4 electric locomotive.

[Keywords]electric locomotive; common fault; improvement method; SS4 power supply cabinet

在我国被广泛使用的SS4型电力机车完成装配并准备投入铁路运行的过程中，对转配完成的SS4型电力机车进行检测是不可或缺的步骤，只有通过对装配完成的机车进行检测才能发现装配的车辆是否存在故障。在长期对装配完成的车辆进行检测的中，我们发现SS4型车比较典型的故障都是类似以下几种，如电压表的读数为零或是电压表显示半波读数的状态，电压读取的过程中没有稳定的数值，有时甚至存在着电压读取过程中数值超过电压表量程的状态，可见在进行检测的过程中的导电部分极易出现问题，本文将对SS4型电力机车电源柜的故障进行研究，并提出相应的改进策略与措施。

1 故障原因分析

1.1 晶闸管未触发故障

（1）插件箱与阻容板的接触问题。晶闸管出现的问题比较常见，这种问题出现的原因是插件箱与阻容板之间的接触存在故障。在电源柜接通交流电的步骤中，电压表未能成功的读取到电压的数值，通过对万用表未能成功读取数值的部分进行排查与检测，发现晶闸管未能正常触发而导致电压表无法读取到电压具体数值，因此输入的脉冲信号也未能产生。而在把电源柜的插头进行拆卸后发现连接并不存在问题，在确定电源柜的插头连接不存在问题后继续检查电源的插件箱是否能够成功运转，如果插件箱依旧可以成果的运转，则说明这一部分不存在问题，存在问题的部分可能存在于插头与阻容板上。进行进一步的检查后得出结论，是晶闸管的接触点松动所導致的问题，晶闸管在设备运行的过程中出现了脱落的情况。将插头拆下来检验时，由于电源线的插头与插件箱并不存在问题，缺乏实践的技术人员可能会得出连接没有问题，所以并不存在问题的结论，而实际上是晶闸管出现松脱或解除不良的现象，导致的不能正常工作运转。

（2）脉冲信号的正负极问题。如果在电源成功的接通之后，电压表出现问题未能检测到电压的数值，在使用万用表检测晶闸管的过程中发现晶闸管并不存在故障问题，而使用示波器进行检测后发现脉冲信号的触发同样是正常的。在进行再三检验后发现是晶闸管的脉冲信号的正负极被接反了，在脉冲信号的正负极被接反了的情况下，即使是存在脉冲被成功触发的现象，晶闸管处的万用表也不能检测出结果，因为晶闸管未被导通。只有在流经过V2的交流电为正时电路才能够正常运转，晶闸管才能够被导通，同理，只有在流经过V1处是负交流电才能够正常运转，晶闸管才能被导通。因为接线互相接反了，V1与V2处的交流电刚好相反，所以无法对晶闸管进行导通，从而出现了晶闸管未被触发的故障。

（3）晶闸管引出线问题。在脉冲信号故障的部分，由于晶闸管的正负极是通过导线与接触板进行连接后相互接通的，而在连线的过程中一旦接线相反，就会导致万用表无法对晶闸管进行检测的现象，即晶闸管不工作。而要导致晶闸管不工作，们极线与触发板处的接线接反也可以导致相同的问题发生，从而出现故障。此种故障是由于晶闸管引线接反而发生的故障。

（4）脉冲信号故障。在脉冲信号出现故障的情况下，晶闸管因为未能接收到触发信号从而未能被成功触发。以上故障的发生有这几种原因：即电源柜未能成功的检测到电压数值从而导致晶闸管未能接受到脉冲信号，或是由于检测到的电压值本身存在问题，比如电压不稳定等而导致的晶闸管未能接受到脉冲信号从而发生故障。

1.2 电压表半波输出故障

（1）变压器的同名端接线问题。如果电源柜的A组是正常工作的，电源柜B组却不能正常进行工作，则有可能是变压器的同名端出现故障的原因。因为脉冲变压器的接线存在着失误，同名端的接线被接反，从而导致B组电源柜没有脉冲信号的产生，晶闸管只有一个是被成功接通的，导致了整流装置只提供了半波的整流。

（2）触发板的安装问题。晶体管的触发板一般型号下是有四个孔洞的，而触发板极有可能因为工艺存在问题从而导致导线与触发板的接触面直接存在故障。因为触发板工艺原因导致触发板存在故障无法传输信号，导致电压表的输出存在故障，在进行单车试验的过程中不会出现任何异常现象，然而在进行整车试验的过程中会出现电源柜输出信号只有半波的问题。此种问题的发生原因是在单车试验中晶闸管与螺柱的接触并出现问题，可以实现电压的正常读取，而在整车试验的进行过程中，由于车体存在着振动从而导致了晶闸管的引线松脱而导致接触不良，产生了不能通导的结果，因此触发板的故障造成了电压表的半波输出故障。

1.3 电压表指针摆动故障

（1）变压器的绕组线问题。如果变压器的绕线不合理，可能会导致变压器的内阻过大从而导致故障，一旦变压器的内阻过大变压器的输出脉冲则会出现故障，导致无法达到应有的输出电压标准，从而影响晶闸管的正常运行。在标准中，一般变压器使用的绕线是直径0.23 mm的线圈，当绕线的圈数超出要求或是绕线的圈数少于要求数值时，则会导致变压器的内阻变大，脉冲信号也受到变压器内阻的影响从而发生故障，晶闸管出现问题，从而导致电压表指针摆动故障。

（2）蓄电池亏损问题。蓄电池一旦发生电量不足的问题则会导致电压不稳定。例如在对整车进行试验的过程中，在试验过程中出现了蓄电池供电时电压读数不稳定，在排查了所有相关接线排除了接线的接触不良造成的原因后，应当考虑是否是蓄电池存在的问题所导致，蓄电池的连线未能进行正确连接或出现松动现象与蓄电池的电量不足时就会出现电压不稳定的现象，从而造成电压表的指针摆动发生故障。此时应当对蓄电池的两侧连接线进行检查和电压的测量，一旦发现两端的电压存在问题应当终止蓄电池工作，因为此时继续连接很容易造成蓄电池过度放电的现象发生。在SS4型电力机车的实际运行过程中，如果电源柜发生故障，蓄电池成为维持机车故障运行的控制电源，所以蓄电池在SS4型电力机车上的重要性是毋庸置疑的，必须保证蓄电池的状态良好。若蓄电池亏损问题一旦发生，应当及时对该问题进行处理。

（3）电源柜稳压触发板问题。一旦电源柜的稳压装置在运行过程中出现了故障，则会导致电源柜电压表指针摆动的故障，由于电压输出是出于一种异常的状态。例如电源柜的A组无法提供稳定的电压输出，电压表650PV指针抖动，而将电源柜放置在B组时，B组的电源柜可以稳定工作并且有额定的电压输出，则能够说明A组的部分是故障的发生的部件。

2 针对故障的改进措施

（1）根据上文对晶闸管未被触发的故障分析过程中，我们发现插件箱与阻容板之间很容易出现接触问题，要解决这方面的问题应当对晶闸管的接触点进行定期检查，在设备的运行过程中对晶闸管接触点进行常规检查以避免因晶闸管在设备中出现脱落从而引发各种各样的问题。并对脉冲信号进行常规检查，防止因为脉冲信号的正负极被接反而发生的故障问题，对于晶闸管的引线也需要仔细检查，防止因为晶闸管的引线被接反而发生故障。并对脉冲信号进行周期性检测，从而保证不会因为以上这些问题导致晶闸管未能被成功触发而出现故障，保障SS4型电力机车的电源柜正常运转。

（2）根据上文中提出的因为电压表半波输出而导致的故障，应当做到确保变压器的同名端的接线一切正常，确保变压器的接线是正确的。并对触发板的安装进行检查，确保触发板的安装不存在问题，在确保以上設备正确安装并且安全运行的前提下，确定触发板的二极管的极性的正反是否是正确接入的，从而保证电压表不会出现半波输出的问题，保障SS4型电力机车的电源柜正常运转。

（3）根据实践研究发现的电压表指针摆动故障的分析中，确保变压线的绕线合理并确保绕线的箍数合理从而确保脉冲信号的正常运转，同时应当保证蓄电池的状态正常，以这些问题为侧重点对相应的区域进行检查与维护，从而保障不会出现电压表指针摆动异常，从而确保SS4型电力机车的电源柜不会因电压表指针摆动异常而出现故障。

（4）应当保证电源柜的插头与插座连接处的连接线的长度有足够的余量，从而保障导线的安全性，在处理导线与插芯的工序时，应当严格按照要求，确保导线的压接是符合要求的，从而进一步确保导线的使用安全与导线的正常工作。

（5）针对接线的问题，可以采用简单的方法解决，通过对接线使用不同的颜色，正负极使用不同的颜色可以有效的避免接线接错的情况发生，使用不同的颜色既可以区分不同接线在功能上的区别，又可以对正负极采用不同的颜色从而进一步确保接线的准确度。

（6）按照规章制度进行电源柜的装配与检修，在对电源柜进行后期的维护的步骤中，任何部件的更新与维修都应当严格按照规章制度使用符合要求的原装的零件，从而确保电源柜的正常运转。尽可能的杜绝使用外购零件或对外购零件进行严格的质量控制，从而确保所有部件都符合技术要求，对晶闸管部分也应当注意，要严格使用规章制度要求的型号的晶闸管进行替换，防止因为不按照规章制度使用不合规的零件而导致的故障问题的产生。

（7）及时的对蓄电池进行管理与维护，在SS4型的电力机车的日常运转中应当保证蓄电池的正常运转，对蓄电池进行定期的充电，并进行定期的保养与检测，防止这一重要部件出现问题而导致的故障产生，由于蓄电池的特殊重要性，这一举措应当严格执行。

3 结语

本文从多角度进行论述，对SS4型电力机车电源柜故障的常见原因进行了研究与总结并提出了改进措施，主要对晶闸管未触发而发生的故障，电压表半波输出所发生的故障，电压表指针摆动发生的故障等主要常见于容易引发电源柜故障的几个重要原因进行了论述与分析，分析了会导致以上现象发生的具体原因。并根据以上的具体原因提出进行改进的主要措施，提出的措施主要是避免以上故障的发生，更具体的行动来降低故障发生。希望能够减少电源柜的各种安全隐患，提高电力机车的安全性，减少故障发生。

参考文献

[1] 齐淑艳.SS4型电力机车电源柜常见故障分析及改进措施[J].技术与市场，2019，26（9）：139，141.

[2] 曹卫权，李华柏，曹向明.SS4型电力机车电源柜故障分析及改进措施研究[J].电源技术，2014，38（9）：1726-1729.