電力機車極寒地區(qū)適應(yīng)性淺談

中車大連機車車輛公司 遼寧大連 116021

中國鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司地處我國北方，最冷月（1月）平均氣溫-30℃以下，最低氣溫接近-50℃，至2017年底線路電氣化工程全部完成，開始使用電力機車。與之前的內(nèi)燃機車相比，電力機車具有起動加速快、運轉(zhuǎn)性能優(yōu)良、作業(yè)效率高、機乘人員工作環(huán)境較為舒適、節(jié)約能源、噪聲低、維修方便等優(yōu)點，在用戶使用過程中得到了運用及檢修人員的一致好評。但在冬季運用中也暴露出一些不足，下面就針對用戶提出的問題談?wù)勔恍┻m應(yīng)性的做法和改進(jìn)措施。

1 存在的問題及解決措施

1.1 受電弓無法正常升起

電力機車在冬季庫外放置一段時間后，經(jīng)常會發(fā)生受電弓無法升起的情況，產(chǎn)生該問題的主要原因包括兩大方面：1，電氣控制方面，TCMS主機發(fā)出升弓指令25s內(nèi)，若受電弓未正常升起，TCMS主機將對停止輸出升弓信號；2，硬件方面，風(fēng)源管路至升弓管路的整個管路環(huán)節(jié)可能存在結(jié)冰的情況，使得受電弓無法獲得升弓需要的最低壓力。針對上述兩個問題，制定如下解決措施：（1）在電氣控制方面，為解決受電弓升弓升弓保護(hù)時間過短的問題，將受電弓的保護(hù)機制的25s改為40s，保證有足夠的時間使受電弓管路內(nèi)的氣壓能夠達(dá)到升弓要求。（2）在硬件方面，在升弓管路上加裝機車防寒自控溫電加熱裝置，保證在-30℃的條件下，升弓管路3分種內(nèi)可加熱到0℃以上，避免升弓空氣管路中各閥類因積水結(jié)冰或凍結(jié)而導(dǎo)致受電弓不能升起或卡滯的情況發(fā)生[1]。

1.2 空壓機低溫預(yù)熱保護(hù)

在氣溫極低的情況下閉合蓄電池開關(guān)起動機車電源時，TCMS顯示屏?xí)蟪隹諌簷C低溫預(yù)熱保護(hù)的信息。產(chǎn)生該情況的原因為：低溫情況下，空壓機電機溫度繼電器在油溫低于-40℃時，溫度繼電器自動斷開，造成空壓機無法工作，此時需要對空壓機預(yù)熱開關(guān)對空壓機及其管路進(jìn)行加熱后，才能正常工作。

基于上述情況，需要乘務(wù)員按正確的操縱步驟來啟動空壓機：閉合蓄電池開關(guān)后，依次閉合防寒用直流加熱開關(guān)和交流加熱開關(guān)，再進(jìn)行升弓、閉合主斷、啟動輔機實驗，在閉合蓄電池開關(guān)20分鐘后，空壓機預(yù)熱完成后再啟動空壓機。如果空壓機仍不能順利工作，需要閉合2個機車自帶的直流加熱開關(guān)，并確保交流加熱開關(guān)在閉合位置，直到空壓機可以啟機為止。

1.3 變流器冷卻液流量低

在極寒天氣條件運用下，HXD3C電力機車頻繁發(fā)生變流器冷卻液流量低而導(dǎo)致牽引封鎖的故障。經(jīng)過用戶與變流器供應(yīng)商反復(fù)檢查試驗，確認(rèn)故障原因為：機車運行過程中，變流器自身的風(fēng)冷系統(tǒng)一直對變流器的冷卻液進(jìn)行大功率吹風(fēng)冷卻，但極寒條件下變流器卻液被風(fēng)冷后降溫較快，使得冷卻液流量降低至到80-100L/min，從而觸發(fā)流量計的報警門限值，最終導(dǎo)致變流器停止工作。針對這一問題，從兩方面對變流器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，一是調(diào)整變流器APU在電制動工況時的工作模式：當(dāng)手柄級位在電制動低級位時（4級以下），APU輸出電源頻率優(yōu)化為33Hz，當(dāng)手柄級位在電制動高級位時（4級以上），APU輸出電源頻率為50Hz。二是，將冷卻液流量門限值調(diào)整至50L/min。

1.4 齒輪箱油脂在低溫狀態(tài)下發(fā)生粘稠

HXD3C型電力機車在冬季極寒條件下經(jīng)常發(fā)生齒輪箱油脂粘稠的問題，易導(dǎo)致機車發(fā)生齒輪箱溫升報警故障。經(jīng)現(xiàn)場用戶反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)發(fā)生該問題的主要原因為：HXD3C型電力機車使用的齒輪箱潤滑油型號為75W-90，傾點約為-40℃，在外部氣溫低于-40℃時，油脂會成粘稠的膏狀，在機車啟動時無法建立有效的潤滑層，造成電機輸出扭矩及齒輪承受的載荷會有一定程度的增大[2]。

針對該問題，可將HXD3C機車的齒輪箱潤滑油型號更換為Mobilube 1 SHC 75W-90型,該型潤滑油可在低溫-54℃仍能正常工作，從而保證了齒輪在極寒天氣下仍具有良好的潤滑環(huán)境，降低齒輪箱出現(xiàn)故障的可能性。

2 日常檢修和操作過程中需注意的事項

電力機車在冬季使用中還應(yīng)經(jīng)常注意油水及空氣管路的防寒加熱工作，確保機車油水及空氣管路不會在極寒條件下發(fā)生凍結(jié)的情況，具體措施如下：（1）機車入庫時，對油水分離器等電加熱裝置的狀態(tài)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電加熱裝置作用不良的及時修復(fù)或更換。對入庫機車進(jìn)行總風(fēng)缸排水，對干燥器排污閥進(jìn)行排污試驗，檢查車下排污管是否凍結(jié)。（2）入暖庫修理1小時以上的機車在牽出前：由專人負(fù)責(zé)對總風(fēng)缸、油水分離器排水；入暖庫修理6小時以上的機車，必須把總風(fēng)缸、油水分離器積水排凈，保證排水閥通風(fēng)順暢，否則進(jìn)行解凍，直至各排水閥通風(fēng)順暢。（3）在機車進(jìn)入入C1修前：由專人負(fù)責(zé)開通一、二端列車管及雙管供風(fēng)折角塞門，吹掃列車管及雙風(fēng)管1分鐘；打開總風(fēng)缸、油水分離器、升弓風(fēng)缸、彈停風(fēng)缸排水閥排水；C1修機車完工后啟機30分鐘，對總風(fēng)缸、油水分離器排水。

2.4 在機車C1修時需要完成的工作

（1）負(fù)責(zé)將機車制動缸風(fēng)表接頭松開，利用單閥制動吹掃1分鐘；將機車風(fēng)笛管接頭帽松開，吹掃20秒。（2）檢查空壓機干燥器的干燥劑狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)異常，打蓋，掏出干燥劑檢查狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不良及時更換。（3）檢查空壓機油的狀態(tài)，有乳化跡象的及時更換。

3 總結(jié)和展望

電力機車已在了哈爾濱局集團(tuán)有限公司鐵路運輸線路上的考驗仍在繼續(xù)，我們要認(rèn)真總結(jié)電力機車在冬季極寒條件下的運用經(jīng)驗，為后續(xù)電力機車在該區(qū)域冬季穩(wěn)定運用做好充分的準(zhǔn)備。盡管低溫極寒條件對電力機車各個部件會產(chǎn)生不利的影響，但只要不斷的思考與改進(jìn)，切實為用戶做好售后服務(wù)和冬季檢修提示工作，就可以保證電力機車經(jīng)受住低溫極寒條件的考驗。