DF4DD内燃机车电气故障及诊断策略分析

祝维磊

摘要：本文以DF4DD型内燃机车电气故障为主要研究对象，主要通过电气系统检测仪的使用情况进行判断，提出了检测仪中门限值的修正措施，并且根据电气电路在内燃机车中的实用性进行检验排查，极大提高了DF4DD内燃机车的电气系统故障检测效率，以此对其诊断策略进行了优化，保证了内燃机车的运行质量。

Abstract： This article DF4DD type diesel locomotive electrical fault as the main research object， mainly through the usage of electrical system detector for judgment， detector threshold method in correction measures are put forward， and according to the practical test in electric circuit in diesel locomotive， greatly improve the efficiency of DF4DD diesel locomotive electric system fault detection， this diagnosis strategy is optimized to its， ensuring the quality of the operation of the diesel locomotive.

關键词：DF4DD内燃机车;电气故障;检测;诊断策略

Key words： DF4DD diesel locomotive;electrical failure;detection;diagnostic strategy

中图分类号：U260.13+8                               文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0162-02

0  引言

内燃机车上的电气系统故障率高低通常会影响到内燃机车整体的运行性能及状态。机车上的电气各个零部件不但要受到湿度、温度、振动、灰尘颗粒等外部环境因素的显著影响，而且亦要承受来自长时间高压强流的电力损耗[1]。根据相关统计：内燃机车亦或是电力机车在其运行过程中电气系统的故障率较高，而电气系统的励磁电路故障是最常见的内燃机车电力故障，励磁电路故障会引起内燃机机体受到破损，对铁路运输的安全运行威胁较大。而如何检验内燃机车的电气系统故障，目前主要是通过内燃机车的电器检测系统来排查其电气故障，此类电气检测设备可以对处于任何地点的内燃机车多部位电气故障的运行状态进行常规定点检测，以此对电气系统故障中的电路破损状态进行判断识别，进一步优化与改进内燃机车的检修工作。

1  内燃机车电气系统的检测

内燃机车电气系统检测仪可以检测出机车电气系统的主要及辅助电路以及控制电路等8个关键电气电路故障，见表1。

①检测LCQ电气电路状态。即对励磁机接触的接触线圈保护点进行常规检测，因为在内燃机车的电气电路中，由于电路内部的联锁保护接触点经常性的吸合与断开，进一步会发生电路顶杆发生弯曲变形，如内燃机车中的牵引电机接触器正联锁连接不良所导致的电气故障[2]。对于此类电气故障，在电气检测过程中应该保证内燃机车的总风缸压力大于500kPa以上，以确保接触器联锁处于闭合可靠状态。

②检测1YC、2YC的接触保护电阻。即对空压机的接触器保护触头电阻进行检测，在其电气电路的检测中，第一应该及时断开其电机保险装置，以避免形成并联电路;第二如内燃机装置有空压机降压启动设备，应完全确保YRC完全吸合后方可进行监测工作。

③检测RD、2RD的发电机电子状态。即对测速发电机的电子状态进行常规检测，由于在内燃机车运行过程中，经常会发生电气电路参数偏大的现象，纠其主要原因：首先应为碳刷到限，其次为电机换向装置上未清理干净，附着有大量尘土颗粒。

④检测CF的发电机测速状态。即对测速发电机的状态进行常规检测，此类电气故障主要为测速发电机的电枢绕组短路或励磁绕组断开等，在检测过程中应确保发电机完全关闭，作为内燃机车电气系统中的较为重要的部件，检测故障时应做到避免短路现象发生、不可使用电阻进行制动行为、不可以带电进行作业。

⑤检测LC的输出电路状态。即对励磁机的输出电路状态进行常规检测。励磁机的输出电路故障主要发生在接触装置的保护触头上的闭合螺丝松动，从而影响内燃机车的正常运行工作。

⑥检测FL励磁电路状态。即对主发电机的励磁电气电路进行常规故障排查与检测，其主要的电气故障检测方向为励磁刷碳与主发电机励磁绕组电阻值的保护闭合接触状态，保护闭合接触面不够以及碳刷卡死等故障最为常见。检测亦有一定的难度，主要为工作环境较差及装置复杂，检查较为困难。

2  门限值的调整和检测方法的改进

2.1 常用电气系统的检测门限值

本文以保护触头的接触电阻为例，当保护触头闭合，接触电阻即存在于保护触头的接触面间：一部分接触电阻为触点接触而形成，当高强度的电流流经保护触点时，其横截面积大幅度缩减，换句话说，保护触头在触点接触的这部分电阻显著增大，此类机制形成的电阻一般称为保护触点接触的收缩电阻[3];另一部分的电阻源自于保护触点本身，在内燃机车的运行过程中必然会受到周边环境的渗透影响，因此会有许多环境中的水汽、有机物质以及灰尘颗粒不可避免的附着在保护出头的表面，并会逐渐发生各类化学氧化作用，形成的表面氰化物致使保护触头电阻增加，此类机制形成的触点电阻一般被称为触头氧化接触电阻或氰膜电阻。保护触点接触的收缩电阻与触头氧化接触电阻总称为保护触头接触电阻。保护触头间存在有较大电阻对内燃机车的正常运行工作危害较大，可以引起电气电路的参数变化，进而会导致内燃机车的电气故障发生。由于保护触头自身的电阻逐渐增加，会导致其抽头使用寿命急剧降低，而且由于电气设施内部的机械运动导致保护触头温度升高，还会进一步使得保护触头接触面发生熔融现象，从而发生保护触头熔焊现象，显著影响保护触头周边的零部件，对其可造成一定损害。因此必须要定期的对其保护触头周边的电阻值进行系统记录监测。门限参考值是该电路处于正常状态时电阻最大值，将实际测量值与该值进行比较，小于参考值为正常，大于参考值为故障状态[4]。综上所述，在对内燃机车的电气故障检测中对门限参考值的选择显得十分关键，参考值较大则会漏检部分设备故障，参考值较大则会造成各类资源的极大浪费，必须要由专业人员进行反复论证。

2.2 门限值的调整

门限值的调整见表2。调整原因如下：

①在对内燃机车的电气系统检测中可以发现，九成以上的保护触头故障处发生在接触器的正联锁处，主要原因在于联锁架装置较为开放，在装置运行过程中保护触点容易附着大量的油污与灰尘，从而导致表面接触电阻较大。随后对报废后的保护触点检测可以得出接触器并没有达到相应的报废程度。因此本文对此电气电路调整了门阀值后，内燃机车的运行情况十分良好。②在对测速发电机的检测中，其电阻值多在300mΩ以下，与日常门限值的均值相差较大，必须要进行相应调整。③发电机输出电路的門限值为过去门限值的近3倍，此电气电路的电阻值较大，主要分布在空气自动开关上。对调整门限值的内燃机车跟踪检查后，几乎没有弧面现象的出现，并不会造成内燃机车在运行中的无电压无电流现象，运行状况良好。④经专业人员对其电气系统的检查可以发现，一般内燃机车会出现碳刷卡死的电气故障，经处理后参数一般小于1000mΩ。

2.3 检测方法的改进

①在8个电气电路的检测中，较为重要的为LCQ、CF、LC、FL此4类电气电路。因此在工业测量人员对其测量过程中，如何有效的优化门限参考阈值成为重中之重，即在首次测量优良的前提下，应该继续进行二次运行检测，对于测量数据超限的测试数据必须进行归一化处理工作，可以最大限度的提升该电气电路的故障判别有效性[5]。②合理的优化电气系统的检测顺序，按1、3、2、6、7、4、5、8的检测次序，合理安装好送电位置，转变送电方式，达到降低电气系统的检测时间，从而提高效率。③在电气系统检测中应实行应答制度，即有人作业时不检测、线路卡不到位不检测、应答不正确不测量等。

3  实例分析

本文此次探讨的电气故障为内燃机车接地故障，2020年10月14日某内燃机车在运行过程中发生线路接地，放置车间检修检查。当甩掉X7/17上3号线时恢复正常，以此可以推测接地点应在X7/17上3号线的前端接地，为控制电路接地。而将故障开关调到中立位依然有接地现象发生，随即切断总控开关1K，但其电气故障仍没有排除。因此可判断接地点应在1K之前。

为了查找内燃机车电气系统上有无接地故障，可以通过试灯的变化来判别内燃机车的电气电路接地类型：①正负试灯亮度相同，如负灯灭，则说明内燃机车的电气电路的负端有接地现象;②如负灯亮、正灯灭，则表明有已接通的电源用电器正端接地;③如负灯比正灯暗，则表明未接通电源的用电器前端接地。

对于一般内燃机车电气电路故障，一是要判定电源正、负端是否有电流通过，如有电，则可以推断其导线是否断开，再判断电空阀线圈是否烧损。还可以通过故障内燃机车的电气电路故障现象区分是启机回路故障还是走车回路故障。对于机车接地故障，通过接地试灯的指示，区分是正端接地或负端接地，然后进一步判断是否为照明电路、辅助电路、控制电路、主电路、励磁回路等电路的接地。

4  结论

内燃机车的电气电路系统故障是十分常见的现象，因此需要对电气检测中的门限值、检测方法等要进行合理的优化改善，既要保证内燃机车正常运行，又要充分地利用各类资源提高其电气故障的排查效率，使得电气故障的检测排查真正的起到预防与解决电气故障的实际作用。

参考文献：

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[2]赵兴旺.DF4DD型内燃机车机油系统常见故障的判断及处理[J].散文百家旬刊，2015（001）：177.

[3]刘涛.莱钢DF10D，4DD机车运行可靠性降低的原因及对策[J].内燃机，2010（004）：61-62.

[4]司素克.DF4DD型内燃机车燃油系统的四种常见故障分析[J].文摘版：工程技术，2015（028）：40.

[5]任简.DF4DD型内燃机车电风笛嘶哑不响原因分析及改进措施[J].山东煤炭科技，2009.

[6]王左力，刘博，温芝强.GK1L型内燃机车电气控制系统的升级改造[J].机械工程与自动化，2019（1）：184-186.

[7]高可全，侯栋材，何满刚.浅谈DF4DD内燃机车电气故障检查及处理[J].中国机械，2014（21）：129-130.

[8]江昌世，江崇臻.内燃机车柴油机转速失控的电气故障判断处理[J].机车电传动，2002（3）：62.

[9]郭宣召，范慧卿，王继强.关于内燃机车电气线路故障快速排查的探讨[J].内燃机车，2008（3）：44，46.