关于HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析与解决对策探讨

关于HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析与解决对策探讨

摘要 在我国铁路干线货运中，电力机车是重要的载货工具。电力机车具有功率大、牵引力大、载重能力强、运营成本低等优点，因而被广泛应用于铁路货运中。电力机车的能源驱动主要来自电力，为了保障机车安全，就必须安装高压隔离开关。而当高压隔离开光发生故障，就会威胁到机车和作业人员的安全，导致货运出现问题。因此，保障高压隔离开关的稳定工作至关重要。本文主要探讨了HXD1型电力机车高压隔离开关故障问题，并提出了相应的解决对策。

关键词 高压隔离开关；电力机车；HXD1型电力机车；故障分析

HXD1型电力机车是一种牵引力大，并具有双节重联交流传动的载重量大性质的电力机车，其在神朔铁路的货运工作中有着重要的应用。HXD1型电力机车具有很多优势，包括加速快、牵引力大、运行平稳等。但是，高压隔离开关出现问题，就会严重影响到机车的运行安全，导致货运工作不能及时完成，严重的话还会造成大的财产损失和人员伤亡。因此，及时发现高压隔离开光故障，并找出解决对策是保障HXD1型电力机车安全运行的重要保障。

1 高压隔离开关介绍

在神朔铁路的货运HXD1型电力机车中，主要采用BT25.07D型高压隔离开关作为车顶保护电器。高压隔离开关的主要作用是优化配置25kV电路高压设备的运行工况、当车顶设备发生故障（或某节机车发生严重故障）时，能将故障部分 （或故障节）隔离，以使机车得以维持运行。

2 高压隔离开关工作原理

2.1 分闸

高压隔离开关主要由管接头、电磁阀、浪涌吸收器、压力气缸、插座、绝缘子、 簧片、 闸刀组成。如图2所示

当接通气路且高压隔离开关处于合闸状态时，电磁阀E端瞬时得电（同时保证电磁阀S端无电）后得到分闸信号，得电动作，打开E端输气气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸E端（同时压力气缸S端气体通过电磁阀排气气路，经消音器排出），推动操纵杆使转轴旋转60°，隔离开关分断。转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为分闸状态，并将信号反馈给控制系统。

2.2 合闸

当接通气路且高压隔离开关处于分闸状态时，电磁阀S端瞬时得电（同时保证电磁阀E端无电）后得到合闸信号，得电动作，打开S端输气气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸S端（同时压力气缸E端气体通过电磁阀排气气路，

经消音器排出），推动操纵杆使转轴旋转60°，隔离开关闭合。转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为合闸状态，并将信号反馈给控制系统[1]。

3 HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析

3.1 高压闭合开关不到位

从高压隔离开關的工作原理看，其分闸和合闸都必须要求闭合开关到位。但是，对于高压隔离开关而言，其闭合开关受温度影响很大。温度导致的热胀冷缩，会使得闭合开关无法到位，从而使得高压隔离李开关出现故障。当温度低于零下10℃时，高压隔离开关闭合所需时间往往会超过5秒，这样系统就会自动认为其发生了故障。尤其是在冬季，控制轴等部位很容易出现凝霜现象，这样就会增加高压隔离开关的闭合时间。并且，与电力机车其他部位相比，高压隔离开关的地理位置使得其是整个机车温度最低的地方。一般，高压隔离开关的温度要比机车空间内温度低5℃。低温环境就容易使得高压隔离开关闭合不到位，从而出现较大故障，延缓货运时间。

3.2 高压隔离开光放电损毁

刀杆、静触板以及软连接等部位是高压隔离开关容易出现放电损毁的地方，这些地方也往往存在很明显的放电痕迹。通过实际调研分析，可以发现，这种放电损毁的现象也多是发生在低温的闭合环境中。这是因为，一旦当处于低温环境，高压隔离开关的闭合过程就会花费较长的时间。实际上，高压隔离开关还没有完全闭合，但是，系统则会认为其已经完全闭合。此时，司机如果闭合主断路器，而高压隔离器开关的触头还在转动，这样就很容易促使其触头放电。当放电越来越激烈，刀杆、静触板以及软连接等部位就很容易出现损毁，这样就会造成高压隔离开关出现故障。而通过实验和模拟分析，造成高压隔离开光放电损毁的一个重要原因就是辅助联锁逻辑关系出现了问题。因此，为了保证高压隔离开关能够减少放电损毁现象，就需要改进辅助联锁接线设计。在实际中，可以利用B组辅助联锁的触电替换以前的A组触电接线，这样，只有确定高压隔离开关完全处于闭合状态时，B组联锁才能将高压隔离开关的状态信号传递给系统，确保主断路器在高压隔离开关完全闭合的情况下才进行闭合，以减少放电损坏现象的发生。

3.3 连接配件不合格

通过对发生故障的高压隔离开光的拆卸分析，发现其电磁阀周边端面会有一定的漏风。而且，当通电后，电磁阀的动作速度也要慢很多，其在测试过程中，电磁阀会出现漏风情况。对电磁阀进一步拆卸分析，还会发现，其内部的紧固螺栓和密封螺栓都会出现松动，且这种松动很明显。为了更好地说明是因为配件连接不合格的影响，在对松动的螺栓进行加固后，重新对电磁阀进行了测试，发现，其相关数据都恢复到正常值。所以，连接配件不合格是高压隔离开关的常见故障之一。

3.4 组装问题

除了上面的闭合不到位、连接配件不合格和放电损毁等故障外，组装问题也是HXD1型电力机车高压隔离开关常见的故障之一。高压隔离开关是一个复杂的结构，其中多个元件通过一定的连接次序和方式组合起来（如图2）。而在组装过程中，诸如辅助连锁连接线路松动，或者开关插座接触不良等，都会导致高压隔离开关故障[2]。

4 HXD1型电力机车高压隔离开关故障解决对策

4.1 高压隔离开关闭合不到位解决策略

针对开关闭合不到位的问题，关键是解决温度低导致的闭合缓慢问题。我IE饿了解决这类故障，可以利用89D锂基脂等新型油脂改进电力机车。89D锂基脂等新型油脂由于固化点低，能够耐受低温，从而可以使得高压隔离开关也能够在低温环境下正常闭合。这些新型油脂还可以用于其气缸内部。此外，还可以在电磁阀或者气缸上安装加热套，这样可以在低温下，通过加热套的作用，保证高压隔离开关的问题。此外，在日常工作中，也要加大检查力度，保证高压隔离开关处于正常状态。4.2 放电损毁解决策略

对于这类故障，解决方法关键在于合理改进电路。在实际工作中，可以调换A组和B组的辅助连锁触头，这样，只有当高压隔离开关完全闭合后，系统才能接收到相应的信号。这样，就能避免开关没有完全闭合时出现的严重放电现象。此外，工作人员也必须确保机车所有零件都处于完全闭合状态后，才能闭合主断路器，严格禁止电力机车带电闭合。

4.3 连接配件不合格解决策略

电磁阀漏风，连接配件不合格是高压隔离开关的常见故障之一。对于这类问题，就需要严格把关电磁阀的质量。因此，在采购配件时，需要对相关厂家进行通报和备忘录介绍，这样才能保障配件质量，避免因安装工作或者配件问题引起高压隔离开关故障。此外，也要仔细检查，加大对电磁阀漏风和配件连接松动现象的检测力度。为了更好地发现配件连接不到位，避免高压隔离开关经长期使用和振动造成的配件松动现象，应该通过规章制度，建立起对电磁阀等部位的专项检修制度，安排有经验的工作人员专门负责对连接配件的检测工作。

4.4 组装问题解决策略

对于高压隔离开关的组装问题，就应该严格要求工作规范，相应的检修工作也要严格按照规定的程序和標准进行。对于高压隔离开关，其采购时，就需要相关厂家提供质量报告，并签订相应的责任承担协议。而对于已经安装的高压隔离开关，要定期全面检查，避免接线不良或者松动现象[3]。

5 结束语

综上所述，HXD1型电力机车中，高压隔离开关是保障机车正常工作的重要基础备件。而当高压隔离开关出现故障时，就会严重影响机车的工作，并会对人员造成大的伤害。高压隔离开关常见的故障有很多，主要包括开关闭合不到位、电磁阀漏风、放电损毁刀杆、静触板以及软连接等部位，组装不合格，连接不良或者松动等。针对各项问题，应该采取相应的策略，以保障电力机车正常工作。通过对高压隔离开关故障的改进，2016年5月至今，神朔铁路再也没有出现高压隔离开关故障问题。未来，随着技术的进一步发展和相应的规范标准统一，高压隔离开关的工作稳定性会更好。

参考文献

[1] 荣林.神华八轴交流电力机车[M].北京：中国铁道出版社， 2014：79.

[2] 陈杰.HXDIB型机车高压隔离开关常见故障处理方案的研究[J]. 太原铁道科技，2015，（22）：28-30.

[3] 齐明浩.HXDI型电力机车高压隔离开关故障与解决对策探究[J]. 中国高新技术企业，2016，（23）：51-52.

刘阳（1988-），男，汉族，本科，陕西榆林市人，工作单位：国家能源集团神朔铁路分公司，研究方向：电力机车机车电工（SS4B和HXD1型）。