電力機(jī)車牽引變流器竣工驗(yàn)收要點(diǎn)分析及建議

周建平 上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段

電力機(jī)車牽引變流器竣工驗(yàn)收要點(diǎn)分析及建議

周建平 上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段

牽引變流器是電力機(jī)車提供牽引力的核心部件之一，通過介紹HXD2B型電力機(jī)車牽引變流器的主要組成部分及作用，重點(diǎn)分析竣工驗(yàn)收過程中的驗(yàn)收要點(diǎn)，并對(duì)驗(yàn)收關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)提出建議，以達(dá)到提高驗(yàn)收質(zhì)量、降低設(shè)備故障率的預(yù)期目標(biāo)。

牽引變流器；竣工驗(yàn)收；關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)

牽引變流器作為HXD2B型電力機(jī)車的核心部件，其主要作用是將主變壓器次邊牽引繞組提供的2100V交流電，通過變流器的整流、逆變向異步牽引電機(jī)提供三相變頻變壓交流電。

1 牽引變流器的組成

每臺(tái)機(jī)車設(shè)有三臺(tái)牽引變流器，每臺(tái)變流器包括兩臺(tái)獨(dú)立的變流器、冷卻系統(tǒng)、防火災(zāi)報(bào)警風(fēng)管組成。變流器主要包括：功率模塊、接觸器、牽引控制單元（TCU）、放電電阻、中間支撐電容、二次濾波電容、慢性放電電阻等組成。冷卻系統(tǒng)主要包括兩個(gè)泵、管道、2個(gè)蒸發(fā)器（水箱）、一個(gè)熱交換器及電機(jī)風(fēng)扇、控制水回路中的溫度和水循環(huán)的傳感器。

2 牽引變流器竣工驗(yàn)收要點(diǎn)分析

HXD2B型電力機(jī)車作為上海機(jī)務(wù)段大功率檢修基地兩年檢的主力機(jī)型，牽引變流器檢修質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響整車質(zhì)量，下面通過檢修過程中質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析、驗(yàn)收過程中主要不合格項(xiàng)分析、現(xiàn)場運(yùn)用主要故障分析四個(gè)方面總結(jié)梳理牽引變流器的驗(yàn)收要點(diǎn)。

2.1 檢修過程中質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

兩年檢牽引變流器檢修過程主要包括返廠鑒定、拆解、清潔、過程檢驗(yàn)、組裝、試驗(yàn)、出廠檢查及驗(yàn)收交付，結(jié)合現(xiàn)場檢修實(shí)際情況，分析總結(jié)如下檢修過程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：

2.2.1 拆解過程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

低感母排拆卸時(shí)容易造成電容電極螺栓斷裂、螺絲滑牙。造成此故障的原因有三點(diǎn)：①電容上的母排緊固采用兩個(gè)螺母緊固固定，新造時(shí)采用油漆做緊固標(biāo)記，拆卸時(shí)若先拆內(nèi)圈螺母易造成斷裂；②根據(jù)電容品牌不同采用的緊固力矩也有差異，EPCOS電容緊固力矩為20 N·m，AVX及安徽銅峰的電容緊固力矩為25N·m，容易造成作業(yè)人員混淆；③現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致電容螺柱材質(zhì)疲損（具體結(jié)構(gòu)見圖1和圖2）。

圖1 電容電極螺栓

圖2 分解前雙螺母

接觸器拆卸時(shí)容易造成接觸器信號(hào)反饋觸頭插片斷裂，主要原因是經(jīng)過長期使用，插片材質(zhì)變硬變脆，加上與其連接的插針長期使用后氧化變硬，與插片的連接更加緊密，若操作人員用力方向和大小有偏差，甚至使用蠻力，易導(dǎo)致其斷裂（具體結(jié)構(gòu)見圖3）。

圖3 接觸器信號(hào)反饋觸頭插片

2.2.2 清潔過程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

冷卻裝置風(fēng)道及散熱片的清潔狀態(tài)直接影響牽引變流器模塊的散熱，若冷卻風(fēng)道清潔程度不夠，則會(huì)造成牽引變流器模塊散熱不良導(dǎo)致電機(jī)隔離，甚至?xí)绊懴聦又髯儔浩饔蜕崞鞯睦鋮s效果，導(dǎo)致主變壓器超溫故障。

TCU控制單元在清潔過程中易發(fā)生次生故障，由于環(huán)境濕度太大揚(yáng)塵多、操作人員作業(yè)前未做好除靜電等保護(hù)措施，或者操作人員手法不對(duì)，未輕拿輕放、野蠻作業(yè)等，在清潔過程中易導(dǎo)致內(nèi)部器件發(fā)生損壞。

2.2.3 組裝過程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

接觸器組裝過程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)是預(yù)充電接觸器下部反饋信號(hào)線部分柜體布線過長或零亂，加上柜體光線較暗，安裝高壓輸入輸出電纜時(shí)容易發(fā)生反饋信號(hào)線被壓在主觸頭連接線安裝螺栓內(nèi)，造成絕緣層被壓破（見圖4）。

軸流風(fēng)機(jī)在組裝過程中若硅膠涂抹量不足或涂抹不均勻，在安裝座與柜體結(jié)合面處易發(fā)生漏水故障（軸流風(fēng)機(jī)安裝結(jié)合面見圖5）。

圖4 反饋信號(hào)線破損

圖5 軸流風(fēng)機(jī)安裝

2.2 驗(yàn)收過程中主要不合格項(xiàng)分析

在2014年3月-10月間對(duì)檢修的43臺(tái)車129臺(tái)牽引變流器交驗(yàn)過程進(jìn)行寫實(shí)，通過對(duì)HXD2B主變流柜交驗(yàn)過程中的不合格項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)，造成HXD2B牽引變流器交驗(yàn)不合格項(xiàng)見表1。

表1 HXD2B牽引變流器交驗(yàn)不合格項(xiàng)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)牽引變流器交驗(yàn)不合格項(xiàng)統(tǒng)計(jì)可以看出，造成牽引變流器交驗(yàn)不合格主要原因包括：清潔保養(yǎng)、防緩標(biāo)識(shí)、冷卻系統(tǒng)、配件質(zhì)量和電線路，占到87%，其他不合格項(xiàng)占比13%。下面就主要原因作簡單分析。

（1）清潔保養(yǎng)是牽引變流器檢修質(zhì)量中比較突出的問題，主要表現(xiàn)在變流器與外部連接的大線銅排處舊導(dǎo)電脂未清除，累計(jì)發(fā)生13件，占到該類故障的62%；各部清灰不到位發(fā)生8件，其中風(fēng)機(jī)安裝座5件，水泵底部2件，TCU模塊兩側(cè)1件。原因分析：職工對(duì)部件清潔狀態(tài)在思想上不重視是造成該問題多次發(fā)生的主要原因。

（2）防緩標(biāo)識(shí)漏標(biāo)、標(biāo)識(shí)不規(guī)范是變流器檢修質(zhì)量中另一個(gè)突出問題，其中OND模塊下方支撐電容安裝螺絲防緩標(biāo)識(shí)漏標(biāo)發(fā)生11件，風(fēng)機(jī)安裝螺栓防緩標(biāo)識(shí)漏標(biāo)4件。原因分析：部分檢修職工對(duì)工藝或技術(shù)文件中有關(guān)防緩標(biāo)識(shí)線的規(guī)定學(xué)習(xí)不夠，導(dǎo)致應(yīng)做標(biāo)識(shí)的螺栓漏標(biāo)，或配件組裝后由于未養(yǎng)成“緊固一個(gè)標(biāo)一個(gè)”的作業(yè)習(xí)慣，造成事后漏標(biāo)。

（3）冷卻系統(tǒng)也是影響變流器檢修質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，主要是冷卻管路接頭處滲液，發(fā)生10件，其中9件是冷卻水泵出水口處L型接頭漏液，1件是模塊水冷接頭漏液（見圖6），主要原因是由于該處接頭為球形剛性連接，球形配合面間存在細(xì)微間隙，雖然表面看接頭已緊固，但長期使用會(huì)發(fā)生細(xì)小磨損導(dǎo)致滲液故障。

圖6 模塊水冷接頭滲漏

（4）配件質(zhì)量中檢修質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)主要是TCU（牽引控制單元）電池的更新（共計(jì)兩臺(tái)車6個(gè)TCU），TCU電池的作用是當(dāng)機(jī)車斷電情況下保持RIOM中數(shù)據(jù)不丟失，且在兩年檢規(guī)程中規(guī)定TCU電池更新。原因分析：職工對(duì)工藝規(guī)程學(xué)習(xí)掌握程度不足，造成漏檢漏修。其他方面影響配件質(zhì)量的因素還有軸流風(fēng)機(jī)和電壓傳感器：由于軸流風(fēng)機(jī)委外修，做好修復(fù)配件的復(fù)檢復(fù)驗(yàn)顯得尤為重要，特別是要對(duì)風(fēng)機(jī)三相內(nèi)阻及對(duì)地絕緣做好測量，減少不必要的返工；電壓傳感器方面主要是永濟(jì)廠產(chǎn)舊批次電壓傳感器存在質(zhì)量問題，造成兩年檢出廠機(jī)車在運(yùn)用中報(bào)故障，目前該部件作為兩年檢必?fù)Q件由永濟(jì)廠負(fù)責(zé)實(shí)施更新。

（5）電線路方面檢修質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)主要是電線路防護(hù)，其中4件是電線路線束防護(hù)套未套，主要原因是工作者執(zhí)標(biāo)不嚴(yán)，對(duì)線路布線中存在的走向不合理造成的碰磨檢查不到位。

2.3 現(xiàn)場運(yùn)用主要故障分析

根據(jù)各段反饋信息統(tǒng)計(jì)，截止2014年11月3日上海大功率檢修基地承修的HXD2B機(jī)車共發(fā)生臨修信息102件，機(jī)破信息1件，其中因主變流柜故障導(dǎo)致的臨修信息18件，占臨修信息總數(shù)的17.6%，18件故障均為電壓傳感器故障。主要原因是電壓傳感器設(shè)計(jì)本身存在一定問題。若在小輔修過程中測量阻值（標(biāo)準(zhǔn)值為1.65Ω左右），對(duì)阻值不達(dá)標(biāo)的予以更換，將大大減少因電壓傳感器故障引起的隔軸現(xiàn)象。技術(shù)措施：針對(duì)主變流柜電壓傳感器故障，明確從今年9月份開始入基地檢修的HXD2B機(jī)車進(jìn)行主變流柜電壓傳感器批次全部更換；9份以前交付使用的HXD2B機(jī)車，永濟(jì)廠在各單位結(jié)合機(jī)車運(yùn)用情況進(jìn)行整改。截止目前更換后的新批次的電壓傳感器沒有發(fā)生故障。

3 驗(yàn)收關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)

通過對(duì)檢修過程中質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、驗(yàn)收過程中主要不合格項(xiàng)分析以及現(xiàn)場運(yùn)用主要故障的分析，建議對(duì)兩年檢牽引變流器在關(guān)鍵過程卡控及竣工驗(yàn)收時(shí)提出如下驗(yàn)收關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)：

（1）電壓傳感器更新確認(rèn)。根據(jù)最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，電壓傳感器納入必?fù)Q件。

（2）冷卻裝置風(fēng)道清潔狀態(tài)確認(rèn)。冷卻裝置清潔完畢驗(yàn)收員到場對(duì)冷卻裝置風(fēng)道的清潔結(jié)果予以確認(rèn)。

（3）電容模塊安裝狀態(tài)確認(rèn)。電容安裝時(shí)到場確認(rèn)安裝螺絲扭矩符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并與電容型號(hào)要求的扭矩一致，確認(rèn)各螺栓的防緩標(biāo)記線。

（4）TCU模塊電池更新情況確認(rèn)。對(duì)TCU電池更換情況予以確認(rèn)，并檢查更換記錄。

（5）接觸器安裝后確認(rèn)各信號(hào)反饋點(diǎn)插片狀態(tài)及接線狀態(tài)。

（6）淋雨試驗(yàn)到場確認(rèn)風(fēng)道密封性及軸流風(fēng)機(jī)工作情況。

（7）冷卻系統(tǒng)確認(rèn)各管路接頭無滲漏。

責(zé)任編輯：萬寶安

來稿日期：2014-11-19