SS7型机车电空接触器故障分析与检修流程

白文涛 王雪琦 陈文轩 万里荣 韦勇兵

摘 要：SS7型电力机车作为客货两用机车，依然在铁路干线上发挥着不可替代的作用，但是由于该车型生产时间过早，该机型属于老机型，在南宁机务段调研过程中发现，检修人员普遍对SS7型电力机车的电器故障率有着很深的印象，特别是在牵引电动机主电路中的TCK7和TCK7F电空接触器。本文从电空接触器的结构和工作原理出发，分析电空接触器在工作中的故障形式和本质机理，并且对检修岗位工作人员碰到的经典故障案例进行整理分析，同时对电空接触器的检修流程进行精心设计和详细说明，以此能够提高检修效率，降低机务段检修岗工作人员的工作强度，同时也降低了检修后电空接触器再次出现故障的概率，提高行车安全和行车效率，最后希望能为其他同行在进行接触器检修工作时提供宝贵参考。

关键词：SS7 电空接触器 故障分析 检修流程

Abstract：SS7 electric locomotive as a passenger and freight locomotive， still plays an irreplaceable role in the railway trunk line. But due to the premature production time of the model， the model belongs to the old model. In the Nanning locomotive section investigation process， it was found that the maintenance personnel generally have a deep impression of the electrical failure rate of the SS7 electric locomotive， especially the TCK7 and TCK7F electro-air contactors in the main circuit of the traction motor. Starting from the structure and working principle of the electric air contactor， this paper analyzes the fault form and essential mechanism of the electric air contactor in the work， and sorts out and analyzes the classic fault cases encountered by the maintenance staff， and at the same time carefully designs and details the maintenance process of the electric air contactor， so as to improve the maintenance efficiency， reduce the work intensity of the maintenance post staff of the engine section， and also reduce the probability of the electric air contactor failing again after maintenance， and improve driving safety and driving efficiency. Finally， the study hopes to provide valuable reference for other colleagues when carrying out contactor maintenance work.

Key words：SS7， electro-air contactor， fault analysis， maintenance process

1 引言

電力机车中，电空接触器应用在牵引电动机的主电路上，专门用于启动和关闭牵引电动机。并且由于主电路中的电流值非常大，极易发生过热烧损，使得动静触头或者线圈失效；同时每次机车停留都需要断开和闭合电空接触器，因此相比较其他接触器，电空接触器动作次数高，因此也容易发生机械故障。电空接触器一旦发生故障会增加机车火灾的概率，给行车安全和效率带来很大的影响。所以弄清楚电空接触器故障形式，设计检修流程就显得尤为重要。

2 电空接触器结构和工作原理

2.1 结构

电空接触器是气压传动式，它由传动模块、触头模块及灭弧模块三个组成。该接触器使用绝缘体固定，用两块侧板行成一个灭弧罩。传动模块主要包括传动风缸、电空阀、绝缘体等组成；触头模块有主副和锁定触头；灭弧模块包括灭弧罩、线圈和铁心。

2.2 工作原理

3 典型故障分析

3.1 故障概况

车型车号：SS7-0074；机车中修时间：2021年4月25日；故障时间11月8日。

具体情况：发现该车在经过南宁机务段中修后，因制动方面质量问题被机务部召回南宁机务段本部进行全面提质整修，经探伤发现SS7-0074机车KM6动触头垂直面拐角连接处有裂纹，该问题可能导致机车运行中触头断裂，因接触电阻增大，大电流引起机车火灾，有机车火灾故障事故隐患。所以，对该车更换全部探伤不合格的4个动触头。

3.2 接触器触头裂纹分析

3.2.1 内在原因

（1）自身质量存在问题。动静高压触头的生产材质都为锌合金材质，该材质导电性能虽然好，但强度还是不够硬。

（2）TCK7F接触器构造缺陷。每次闭合动作时，两个触头都约以0.01-0.1的时间和120-180N的压力瞬间强烈撞击（闭合），给动静触头造成很大的伤害。

3.2.2 外在原因

（1）经调查，同类型SS7机车该接触器在机车不仅启动行走前要闭合，换端操纵时也要涉及到闭合，由此可见，只要SS型机车在线路上运用，每个接触器每天大至也要动作6-12次，接触器动静触头如此频繁的连续撞击，触头材质本身会造成疲劳，强度降低，从而造成裂纹，甚至崩断。

（2）通过接触器动静触头电压与电流过大，导致每次断开瞬间都有电弧产生。机车6个接触器每个都要承受相对应的牵引电机电压与电流通过，当925V的额定电压在动静触头断开的瞬间，电弧不仅将触头的接触面烧伤，而且高温产生的热量也会改变动静触头材质的内部金相组织从而变得更脆，这也将进一步加快触头的使用寿命。ZD111型SS7牵引电机的基本技术参数详见表1。

（3）中修期修程时间长，维修维护时间间隔久。按机务部扣车计划，一台SS7机车大约在2年到2.5年时间做一次中修，而在此期间的小、辅修程不对该接触器做下车分解检修。未能及时发现问题和安全隐患。

3.2.3 环境原因

（1）SS7机车使用环境条件比较恶劣。尤其是在炎热的夏天烈日暴晒，机械间内部持续高达52度高温，进一步加快机车内部所有的电器设备的老化程度。

（2）由于车体通风滤网老化，在机车运行当中，机械间内部金属粉尘颗粒增多，大量附在接触器动静触头接触面上，使得闭合或者断开时电阻进一步增大，导致产生更大的电弧。

4 电空接触器检修流程设计

根据电空接触器的基本技术参数及要求（详见表2）设计一套检修流程，该检修流程设计适用SS3和SS7型电力机车，需要用到的工具有电器钳工常用工具、工频耐压试验台；作业流程如图2。

4.1 清扫、解体

作业内容：

（1）拆解灭弧罩，去除灭弧罩且进行吹扫。取下电空阀各线路和连接结构。

（2）解开动静触头，用0.2～0.3MPa高压气体清除灰尘，且用汽油打湿抹布，进行擦拭。

（3）解开联锁接触元件，且用特定液体清洗，见图3。

4.2 检修

（1）用砂布打磨灭弧罩烧痕，用环氧树脂粘补破损处。

（2）解开线圈，观看铁芯绝缘体保证无过热、裂纹等现象。观察线圈安装是否正确，观察灭弧罩是否清理完成，且无过热烧损、裂纹，查看线圈匝间距离，保证>0.5mm即可。

（3）清理触头表面及灭弧角上的瘤子，锉修并打磨表面被电弧烧伤的主触头，观察主触头，测量其厚度，保证>1.5mm即可。

（4）观察接线，无过热烧损，接线面积损伤小于10%，否则必须更换。

（5）观察触头弹簧无变形、裂纹等故障，否则必须更换。

（6）探伤检查动触头座。

（7）检查辅助联锁动、静触头安装应牢固正确。更换烧损、过热、掉落的辅助联锁。

（8）解体传动风缸，检查风缸应光滑、无拉伤，鞲鞴无裂损、变形及拉伤。

（9）更新风缸皮碗，检查活塞杆不许有裂损、老化、变形。

（10）检查风缸反力弹簧不许有疲劳及断裂现象，圈距均匀，否则应更新。

（11）外观检查绝缘杆，不许有过热、老化、烧损等现象。用砂布打磨绝缘杆烧痕处至本色后，再涂一层绝缘漆，烧损严重、表面龟裂者应更换。

（12）检查各部螺栓，开口销、平垫应齐全。

（13）检查侧板无过热及碳化现象，轻微烧痕者可用0#砂布打磨后涂绝缘漆。

4.3 组装

（1）组装传动气缸：将气缸弹簧套在活塞杆上，在皮碗外表面涂润滑脂后装入气缸；穿好活塞连杆与绝缘拉杆连接的穿销及开口销，向气缸内注入足量的机油，装上电空阀及风管，手动10～20次，检查气缸各部不许有泄漏；用直尺测量活塞行程。

（2）组装动静触头：装上动、静触头及灭弧角，静触头组装后应贴靠上端，检查与安装座下方伸出距离为3～4mm，并应保证让齿面啮合良好。手动开闭10～20次，用直尺测量检查接触偏差、接触线长，应符合触头间接触偏差≯1mm，动、静触头接触线TCK7、TCK7B、TCK7C型≮25mm，TCK7F型≮31mm。在额定工作风压下测量开距、超程及接触压力应符合工艺要求。

（3）组装辅助联锁及联锁板：涂适量润滑脂在滚轮及活动关节部，安装牢固辅助联锁及联锁板。

（4）组装灭弧罩：涂适量机油在活动关节部位，装上灭弧罩，检查触头与灭弧罩两侧间隙应均匀；手拉灭弧罩挂钩，使弹簧压死，检查并调节其行程适当，检查灭弧角不得与灭弧罩相碰。

4.4 试验（耐压试验时要在封闭区域内进行，保持安全距离，注意人身安全）

（1）测量绝缘电阻：用2500V兆欧表测量高压部分及低压部分，其对地绝缘分别不小于10MΩ和5MΩ。

（2）动作性能及气密性检查试验：在77～121V直流电压、0.375～0.650MPa工作风压下，接触器断开、闭合动作灵活，状态良好，触头开闭自如、不许有卡滞。检查气缸及风管路、电空阀不得有泄漏（用皂液检查，皂泡5s不破灭）。

（3）用万用表检查主触头和联锁触头接触电阻，应不大于0.5Ω。用直尺测量联锁触头的开距≮2.5mm。

（4）耐压试验：工频4.6KV，1分钟无闪络击穿。

4.5 填写记录（要求：记录填写规范，无涂改痕迹）

（1）按规定要求填写好检修记录和合格证。（2）收拾好工具、配件，按规定要求分类摆放整齐。（3）清洁工作台面，试验台、场地应整洁有序。

5 结语

电空接触器的检修和维护人员一定要定期且多次的进行接触器的技术状态确认，发现问题及时的进行判断分析，找出故障原因，并进行及时处理，若故障原因存在普遍性，应根据原因，做出接触器的性能优化、使用环境环化或者控制逻辑的优化，减少检修人员的工作强度，提高检修效率，从根本上解决故障发生，从而最大程度的减小了行车过程中故障发生率，提高机车可靠性、经济性和安全性。

注：2021年度廣西高校中青年教师，自然科学课题，项目编号：2021KY1399。

参考文献：

[1]毛向德.TCK7型电空接触器主触头系统参数计算与故障分析[J].内江科技，2018，39（03）：121-122+105.

[2]赵晓明.TCK7型电空接触器烧损故障分析及改进措施[J].机车电传动，2007（05）：73-74.

[3]谢文涓，董冰岩.DF4型机车电空接触器主触头烧损的原因及防止措施[J].电气开关，2007（01）：49-50+53.

[4]康永鸿，谢观火，王树义.DF_（4B）型机车电空接触器主触头烧损原因分析和改进措施[J].内燃机车，2003（05）：41.