机车接触器故障的预防措施及处理方法.docx

机车接触器故障的预防措施及处理方法.docx

《机车接触器故障的预防措施及处理方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机车接触器故障的预防措施及处理方法.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机车接触器故障的预防措施及处理方法

机车接触器故障的预防措施及处理方法

在铁路深化改革和谐发展的今天，铁路大提速、重载运输和高速铁路的开通对行车安全提出更高的要求。

特别是机车质量、其性能的好坏直接关系到行车安全和旅客生命财产的安全。

机车能否正常运转，取决于电器控制系统的稳定性，而机车接触器又是这一系统的重要电器部件。

因此，只有对机车接触器的故障进行正确分析与判断，并采取有效预防措施，才能保证机车正常运用，提高机车运行质量、确保铁路运输安全生产任务的完成，适应铁路深化改革和谐发展的要求。

1、机车接触器故障分析及预防措施的重要意义

机车是牵引或推送铁路车辆运行，而本身不装载营业载荷的自推进车辆，俗称火车头。

机车可按所采用的动力装置、用途和走行部形式分类。

按动力装置，机车可分为热力机车和电力机车两大类。

电力机车是靠外部供给电能由牵引电动机驱动的机车，电能由电力系统经传输线、牵引变电所、接触网或第三轨道输入机车的牵引电动机，再驱动机车前进，因此电力机车是非自带能源的机车。

电力机车是靠其顶部升起的受电弓从接触网上取得电流（25KV），通过主断路器进入牵引变压器，降到牵引电动机需要的电压后，经过整流硅机组整流，再经平波电抗滤波器后，供给牵引电动机使用，再经驱动轮轴转动，将电能转换为机械能来牵引列车运行的。

机车的前进、后退由进入牵引电动机的电流方向决定。

在电力传动机车上，作为牵引电器的接触器用来对机车牵引发电机、牵引电动机和其它辅助装置进行操纵、控制、保护、调节和监测，是保证各个环节正常、协调地进行工作，确保机车安全、可靠运行的重要部件。

接触器是一种用来闭合或断开主电路或大容量电路的切换电器。

其特点是能开断较大电流，可频繁操作，并能实现远程控制。

在机车上的主电路及辅助电路等控制电路中都采用了接触器作为开关电器。

常见的故障有：

机械卡滞不动作、线圈烧损、联锁触头工作性能差、辅助触头容量不够、双断点桥式触头接触压力不够等等。

但类似机械卡滞不动作等等。

接触器的性能如何，在电路中的控制作用是否可靠，直接关系到机车的运用质量。

在机车运用过程中，因为接触器故障，造成的机破、临修时有发生，直接威胁到机车质量，扰乱了列车运行秩序，影响到了铁路的整体形象。

因此，只有准确分析接触器故障原因，采取积极可行的预防措施，才能提高机车运用质量，保证按图行车，确保列车安全正点。

随着铁路改革和高速铁路的发展，对机车质量也提出了新的要求，一是管好用好机车，是优质高效地全面完成运输生产任务的基础；二是机车质量的好坏，决定了建设和谐铁路的成败。

三是经济合理的使用机车，是保证铁路运输均衡、畅通的基础，才能保证铁路运输正常有序，为推进和谐铁路建设创造安全稳定的良好环境。

机车是牵引列车的动力，列车的行与停，快与慢，直接影响着是否能够高质量的完成运输生产任务。

在行车中，机车处于列车之首，它能否安全正点的运行，高质量的服务于运输，为国民经济又好又快的发展，促进和谐社会的建设有着非常重要的意义。

2、机车接触器的基本结构和工作原理

在电力机车上接触器用于频繁地接通和分断正常工作情况下的主电路、辅助电路和控制电路，用途很广，结构种类也很多，但对于任何一种接触器来说，一般都有传动系统、触头系统、灭弧系统、支架和固定装置组成，按接触器的驱动原理分为电磁式接触器、电空式接触器。

2.1接触器的基本结构

接触器的结构大体上分为触头、灭弧装置、驱动装置及支架。

固定不动的触头叫静触头，可以活动的触头叫动触头。

触头按用途分为主触头和辅助触头，小容量电磁接触器（如CZ0-40/20型）的主触头多采用双断点桥式触头，辅助触头根据接触器线圈的通电情况又分为常开触头（又叫正联锁）和常闭触头（又叫反联锁）。

灭弧装置是用来熄灭触头断开时的电弧的，一般采用磁吹灭弧装置。

驱动装置在机车上有三种，手动驱动装置，如司机控制器；电磁驱动装置，如辅助发电接触器、燃油泵电机接触器；电空驱动装置，如转换开关等。

2.2接触器的工作原理

以电磁接触器为例，当司机操纵琴键开关或提主手柄时，相应接触器电磁驱动机构的线圈得电，产生电磁吸合力，通过衔铁和杠杆机构，带动接触器主触头吸合，同时使正联锁（常开触头）吸合，反联锁（常闭触头）断开；当司机断开琴键开关或将主手柄回零位后，接触器线圈失点，在触头复原弹簧作用下，接触器主触头和联锁触头断开。

司机就是通过操纵接触器的通断，接通或断开相应电路，来控制机车的牵引、惰力运行和动力制动等过程的。

实践证明，接触器触头断开时会产生电弧，电弧是空气中一种强烈的放电现象。

由于电弧温度极高，为了防止触头及其邻近的零件被烧坏，必须在触头断开时，采取措施迅速地熄灭电弧。

在内燃机车接触器上，主要是采用带有灭弧线圈和灭弧室的灭弧装置来熄灭电弧。

3、机车接触器故障原因分析

本文以太原铁路局太原机务段作为例，该段作为太原铁路局唯一的客车机务段，主要担负旅客列车牵引任务，段配属内燃机车

机车接触器工作条件比较恶劣。

列车运行中，接触器会受到很大的振动和冲击，特别是机车启动、加速、制动和通过道岔时，更会引起较大的震动和冲击，这就可能引起紧固螺栓松动，导线折断或电器误动作；空气中的尘埃与油污也会使接触器表面电阻减小，以致在一定电场作用下引起空气电离，造成危害；另外，随着气候和环境变化，空气中的水分和油污，也会造成电器零件的锈蚀，引起破坏作用，再加上机车各部空间限制，要求接触器各部分尺寸不能过大，这就直接影响到接触器的主触头和联锁触头的尺寸不能太大，不能完全满足接触器长时间高频率通断的要求。

在电传动内燃机车上，接触器联锁触头组件就有136对，其中司机控制器上使用24对、转换开关、反向器上使用48对、电空接触器上使用52对、磁场削弱接触器上使用12对；各种电磁接触器上的主触头、正反联锁合计在240对以上。

在生产实践过程中，接触器常见故障有：

机械卡滞不动作、线圈烧损、联锁触头工作性能差、辅助触头容量不够、双断点桥式主触头接触压力不够等等。

类似机械卡滞、接触器线圈烧损等造成的接触器不工作等故障，故障原因简单明了，乘务员运行中一般可以准确判断，应急故障处理可人为手动或借助木楔等工具顶死驱动机构，人为使接触器触头吸合，维持机车运行，这里不再敖述。

而接触器联锁触头工作性能差、双断点桥式触头接触压力不够、联锁触头容量不够等三个方面问题，是最容易被检修技术人员忽略，机车乘务员在列车运行中又不能准确判断处理的，对机车质量构成威胁的重要原因，下面从三个方面进行分析。

3.1接触器联锁触头工作性能差的主要原因

机车接触器上的联锁触头（辅助触头），在接触器动作时由其传动机构带动吸合，通常用在小电流的控制电路中，用来使各电器按预先设定的先后顺序闭合或断开，实现机车所要求的某种电器联锁关系。

目前，机车上的电器联锁触头，主要是采用单组件触头开关组合和整体双触头桥式触头两种结构。

单件触头开关又分为单断点形触头及双断点桥式触头两种形式。

单件触头开关的主要优点是可以随意组合成不同常开、常闭点数的联锁装置。

机车上的各种联锁触头大部分均采用点接触方式，触头闭合后都有一定的超程，有些单断点指形触头闭合时，也有滚滑研磨的过程。

笔者将机车上的几种联锁触头加以分析比较后，表现的故障现象就是接触不良，时通时断，认为造成电器联锁触头工作性能差，大致有以下几个主要原因：

一是触头闭合后接触压力不够，根本不能破除接触器表面的各种非导电化学复合膜层。

有些触点表面上看到动静触头已经接触闭合，但实际上根本没有接通，呈虚接状态，只有用万用表才能测出触点是否接通。

还有的情况为似通非通状态，此种故障查找起来尤为困难。

二是触头材质不纯。

联锁触头一般均采用银接点，由于有些银接点含有较多的其他杂质，触头分断产生的放电现象，在其表面产生大量的黑色物质，随着黑色物质层的不断增加，触点的接触电阻也显著增加，触头接触面处于半导体状态，致使触点在刚闭合接触就产生放电起弧现象。

当然，有些触头材质不纯问题与劣质假冒产品的泛滥也有很大关系。

三是触头间闭合时无滚滑研磨过程或滚滑研磨距离甚微。

动触头不能自动清除接触点或接触线上的尘埃、油污等其它脏物，即触点缺乏自我净化能力；无滚滑研磨过程的联锁触点另一个缺点是触点自我恢复能力差，一旦触点由于各种原因，在触头间产生放电起弧，使触头接触面出现凹凸不平接触不良的现象，触点很难恢复到正常接触的工作状态。

四是触头超程太小、终压力不够，加上触头在闭合过程中无滚滑研磨过程或滚滑研磨距离甚微，其结果是导致触头在分断过程中无一定缓冲能力，致使触头防震能力下降，造成触头在闭合过程中或闭合状态中产生机械弹跳引起动静触头间不断连续放电，触头接触点局部温度急剧升高，使接触金属蒸发，飞溅以至动静触点相互溶接，触点最终无法正常工作。

五是联锁触头选用不当，也是造成联锁触头使用寿命短，容易烧损的主要原因。

触头的额定工作电流和约定发热电流是两个截然不同的概念，一定要区分开来对待。

约定发热电流是联锁触头工作时最高发热电流，其触头温升不得超过极限允许温升；额定工作电流是指联锁触头具有分断能力的电流，一般是指电寿命试验中的分断电流，对于感性负载，额定工作电流仅为约定发热电流的十分之一左右。

以往联锁触头的额定工作电流实质上是指约定发热电流。

显然，按约定发热电流来选取联锁触头是不适合的。

我段曾发现一台接触器的某一个联锁触头经常烧损，特别严重，后将一大额定工作电流容量的联锁触头换上后，结果就不再发生烧损现象。

这说明原使用的联锁触头因分断过大的负载而造成严重烧损。

总之，造成联锁触头工作性能差的原因有很多，但基本上不外乎机械、电、热、化学、使用不当等这几种因素。

3.2接触器双断点桥式触头接触压力小的原因

机车上的接触器所采用的双断点桥式触头，就是根据其导通时像一座桥连接河的两岸一样，连接导通两端电路所形象地命名的。

其故障现象表现为：

一边接触而另一边断开，或两边均为似接非接状态。

机车上采用的各种规格的CZO系列直流电磁接触器，其联锁触头均为双断点桥式结构，多年来没有较大的改进。

其基本结构和其它双断点桥式触头大致相同。

双断点桥式触头的主要优点：

具有两个有效灭弧区域，灭弧效果好；触头开距小，桥指短，电器结构紧凑，体积小；触头闭合冲击能量小，有利于提高电器机械寿命。

双断点桥式触头的缺点是：

触头闭合时无滚滑研磨过程或滚滑研磨距离甚微；触头接触压力小，CZO——150A以下接触器的联锁触头终压力为1.13——1.37N，因此触点的电动稳定性较差；由于是两个接点串联，其工作可靠性势必受到一定程度的影响；触头开距、超程等参数不便调节，有的甚至无法测试；动作特性不太理想，容易出现卡滞现象。

3.3接触器联锁触头容量不够的原因

机车接触器联锁触头容量就是其承受通过电流的能力。

联锁触头的分断电流是否超过它的容量，与机车运用中经常发生的一些电器故障是有一定关系的。

大部分电器线圈的电感量都比较大，当触头断开时，电感线圈的两端产生感应电热，它的数据值与电感量及电流的变化率成正比，方向与外加电流电势相同，所以当触头分断时，它的切断电流是稳定电流，而触头上的电压则是电源电压与感应电势之和。

电器的触头分断电感性负载比分断纯电阻性负载要困难得多，而且分断时两端所承受的过电压一段是电源电压的几倍，它既使灭弧困难，又危害电气设备的绝缘，这是电感线圈中的贮能在触头分断时需释放出来的结果。

4、机车接触器故障的预防措施及处理方法

如前所述机车的联锁触头在使用上确实存在着超出容量现象和触点接触压力不够的问题。

我们从以下几个方面入手，来提高联锁触头工作的可靠性、稳定性。

4.1机车接触器故障的预防措施

1、对有触点电路的检修、清扫工作要进一步加强。

辅修修程中必须用毫欧表测量主要电器线路中的触头电阻，以此来判断电路中触点是否良好，严格按照工艺要求对接触器进行清扫检查。

2、机车日常运用中，要求乘务员定期对接触器使用不高于2kg/cm2的干燥风进行吹扫，定期清扫电器间百叶窗虑清器，保证虑清效果。

进入修程时，使用毛刷丙酮对接触器清洗，吹扫，发现触头、联锁烧损严重者，及时进行打磨更换。

3、根据实际情况和电路需要使用大容量的联锁触头。

4、对于封闭式的联锁触头，如电磁接触器的联锁触头，对外壳及内部绝缘体应尽量选用不易分解出气体分子的绝缘材料。

将普通塑料十字盖板，改为硬质透明度好的有机塑料。

5、在电路上采取一些改善触头工作条件的措施。

当触头分断时，在触头间会产生过电压及电弧，这是由于它们的负载（电感线圈）的贮能在触头分解时释放出来所造成的。

一般做法是在触头或线圈两端并联阻容元件，也可以在线圈两端并联压敏电阻以及在线圈两端并联整流元件等等。

使线圈的能量消耗在别的地方，以减少触头间的过电压及电弧，从而保护触头不致过快地烧损。

4.2机车接触器故障的分析判断及处理方法

在机车运用过程中，通过采取以上几项预防处理措施，接触器故障率明显下降。

为有效缩短接触器故障判断时间，降低机车机破、临修率，建议从以下几个方面入手，完善接触器故障检测手段。

一是用测量各电器动作线圈前电压降的方法，判断联锁触头接触电阻是否符合标准。

具体方法是，使机车处于牵引或制动工况，通过设置测量插孔，用电压表检测接触器动作线圈前与辅助发电机正端，即线圈前所有触点的电压的压降，作为触点检修清扫质量的评定依据。

通过对所测数据的比较，及时发现接触器故障隐患，将接触器故障消灭在萌芽状态。

二是建议将牵引走车回路的接触器动作线圈两端各并联一个指示灯，按电器动作的先后次序排列，集中安装，直观地将控制电路的工作情况显示出来，便于机车乘务员在运行途中，及时发现因接触器原因造成的电气故障，指导乘务员采取应急处理措施，维持列车运行。

三是条件成熟时，可接入微电脑，检测各触点、电路的电阻值，显示电路状态。

4.2.1接触器联锁触头工作性能差的处理方法

调整触头参数或更换触头联锁。

4.2.2接触器双断点桥式触头接触压力小的处理方法

调整或更换接触弹簧。

4.2.3接触器联锁触头容量不够的处理方法

调换合适的连锁触头，排除机械卡住故障，保证接触器可靠吸合。

综上所述，尽管机车接触器故障率较高，但只要我们深入研究分析，采取正确的预防手段，努力改进不合理的电气设计方案，弥补电气线路的不足，增强机车接触器的稳定性和工作可靠性，就能有效提高机车接触器的使用寿命，减少故障率。

同时，机车乘务员自检自修和运用保养水平的提高，检修车间按工艺范围检修机车的进一步加强，机车接触器的故障周期会越来越短，机车运用效率将会得到进一步提高。

谢辞

在大连交通大学太原教学点三年的电气工程及其自动化本科班的学习，使我从思想上、知识上、专业理论上都有了很大提高，基本能够运用所学知识，解决工作中遇到的问题。

在此，我非常感谢学校及太原教学点给我创造了这次学习的机会。

特别是在王校长踏实的做事、严谨的教学和坦诚的为人。

在这次毕业论文的指导过程中，经过指导老师细致耐心的多次帮助及指导，通过对论文的反复推敲与修改，使我能够顺利完成此次毕业论文工作。

在此，我对学校、太原教学点及指导老师表示深深的感谢。

参考文献

1、《内燃机车检修》朱志英中国铁道出版社1996年

2、《内燃机车电传动》赵敬超中国铁道出版社2005年

3、《电力电子变流技术》黄俊机械工业出版社1992年

4、《内燃机车故障综合分析与处理》李晓村中国铁道出版社2005年

5、《东风4D型内燃机车》赵安大连机车车辆厂1999年

6、《韶山1型电力机车电器》杨瑜铁道出版社出版

7、《电气故障检测》王祖泽中国铁道出版社