DF4DD內燃機車電氣故障及診斷策略分析

祝維磊

摘要：本文以DF4DD型內燃機車電氣故障為主要研究對象，主要通過電氣系統(tǒng)檢測儀的使用情況進行判斷，提出了檢測儀中門限值的修正措施，并且根據(jù)電氣電路在內燃機車中的實用性進行檢驗排查，極大提高了DF4DD內燃機車的電氣系統(tǒng)故障檢測效率，以此對其診斷策略進行了優(yōu)化，保證了內燃機車的運行質量。

Abstract： This article DF4DD type diesel locomotive electrical fault as the main research object， mainly through the usage of electrical system detector for judgment， detector threshold method in correction measures are put forward， and according to the practical test in electric circuit in diesel locomotive， greatly improve the efficiency of DF4DD diesel locomotive electric system fault detection， this diagnosis strategy is optimized to its， ensuring the quality of the operation of the diesel locomotive.

關鍵詞：DF4DD內燃機車;電氣故障;檢測;診斷策略

Key words： DF4DD diesel locomotive;electrical failure;detection;diagnostic strategy

中圖分類號：U260.13+8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0162-02

0 ?引言

內燃機車上的電氣系統(tǒng)故障率高低通常會影響到內燃機車整體的運行性能及狀態(tài)。機車上的電氣各個零部件不但要受到濕度、溫度、振動、灰塵顆粒等外部環(huán)境因素的顯著影響，而且亦要承受來自長時間高壓強流的電力損耗[1]。根據(jù)相關統(tǒng)計：內燃機車亦或是電力機車在其運行過程中電氣系統(tǒng)的故障率較高，而電氣系統(tǒng)的勵磁電路故障是最常見的內燃機車電力故障，勵磁電路故障會引起內燃機機體受到破損，對鐵路運輸?shù)陌踩\行威脅較大。而如何檢驗內燃機車的電氣系統(tǒng)故障，目前主要是通過內燃機車的電器檢測系統(tǒng)來排查其電氣故障，此類電氣檢測設備可以對處于任何地點的內燃機車多部位電氣故障的運行狀態(tài)進行常規(guī)定點檢測，以此對電氣系統(tǒng)故障中的電路破損狀態(tài)進行判斷識別，進一步優(yōu)化與改進內燃機車的檢修工作。

1 ?內燃機車電氣系統(tǒng)的檢測

內燃機車電氣系統(tǒng)檢測儀可以檢測出機車電氣系統(tǒng)的主要及輔助電路以及控制電路等8個關鍵電氣電路故障，見表1。

①檢測LCQ電氣電路狀態(tài)。即對勵磁機接觸的接觸線圈保護點進行常規(guī)檢測，因為在內燃機車的電氣電路中，由于電路內部的聯(lián)鎖保護接觸點經(jīng)常性的吸合與斷開，進一步會發(fā)生電路頂桿發(fā)生彎曲變形，如內燃機車中的牽引電機接觸器正聯(lián)鎖連接不良所導致的電氣故障[2]。對于此類電氣故障，在電氣檢測過程中應該保證內燃機車的總風缸壓力大于500kPa以上，以確保接觸器聯(lián)鎖處于閉合可靠狀態(tài)。

②檢測1YC、2YC的接觸保護電阻。即對空壓機的接觸器保護觸頭電阻進行檢測，在其電氣電路的檢測中，第一應該及時斷開其電機保險裝置，以避免形成并聯(lián)電路;第二如內燃機裝置有空壓機降壓啟動設備，應完全確保YRC完全吸合后方可進行監(jiān)測工作。

③檢測RD、2RD的發(fā)電機電子狀態(tài)。即對測速發(fā)電機的電子狀態(tài)進行常規(guī)檢測，由于在內燃機車運行過程中，經(jīng)常會發(fā)生電氣電路參數(shù)偏大的現(xiàn)象，糾其主要原因：首先應為碳刷到限，其次為電機換向裝置上未清理干凈，附著有大量塵土顆粒。

④檢測CF的發(fā)電機測速狀態(tài)。即對測速發(fā)電機的狀態(tài)進行常規(guī)檢測，此類電氣故障主要為測速發(fā)電機的電樞繞組短路或勵磁繞組斷開等，在檢測過程中應確保發(fā)電機完全關閉，作為內燃機車電氣系統(tǒng)中的較為重要的部件，檢測故障時應做到避免短路現(xiàn)象發(fā)生、不可使用電阻進行制動行為、不可以帶電進行作業(yè)。

⑤檢測LC的輸出電路狀態(tài)。即對勵磁機的輸出電路狀態(tài)進行常規(guī)檢測。勵磁機的輸出電路故障主要發(fā)生在接觸裝置的保護觸頭上的閉合螺絲松動，從而影響內燃機車的正常運行工作。

⑥檢測FL勵磁電路狀態(tài)。即對主發(fā)電機的勵磁電氣電路進行常規(guī)故障排查與檢測，其主要的電氣故障檢測方向為勵磁刷碳與主發(fā)電機勵磁繞組電阻值的保護閉合接觸狀態(tài)，保護閉合接觸面不夠以及碳刷卡死等故障最為常見。檢測亦有一定的難度，主要為工作環(huán)境較差及裝置復雜，檢查較為困難。

2 ?門限值的調整和檢測方法的改進

2.1 常用電氣系統(tǒng)的檢測門限值

本文以保護觸頭的接觸電阻為例，當保護觸頭閉合，接觸電阻即存在于保護觸頭的接觸面間：一部分接觸電阻為觸點接觸而形成，當高強度的電流流經(jīng)保護觸點時，其橫截面積大幅度縮減，換句話說，保護觸頭在觸點接觸的這部分電阻顯著增大，此類機制形成的電阻一般稱為保護觸點接觸的收縮電阻[3];另一部分的電阻源自于保護觸點本身，在內燃機車的運行過程中必然會受到周邊環(huán)境的滲透影響，因此會有許多環(huán)境中的水汽、有機物質以及灰塵顆粒不可避免的附著在保護出頭的表面，并會逐漸發(fā)生各類化學氧化作用，形成的表面氰化物致使保護觸頭電阻增加，此類機制形成的觸點電阻一般被稱為觸頭氧化接觸電阻或氰膜電阻。保護觸點接觸的收縮電阻與觸頭氧化接觸電阻總稱為保護觸頭接觸電阻。保護觸頭間存在有較大電阻對內燃機車的正常運行工作危害較大，可以引起電氣電路的參數(shù)變化，進而會導致內燃機車的電氣故障發(fā)生。由于保護觸頭自身的電阻逐漸增加，會導致其抽頭使用壽命急劇降低，而且由于電氣設施內部的機械運動導致保護觸頭溫度升高，還會進一步使得保護觸頭接觸面發(fā)生熔融現(xiàn)象，從而發(fā)生保護觸頭熔焊現(xiàn)象，顯著影響保護觸頭周邊的零部件，對其可造成一定損害。因此必須要定期的對其保護觸頭周邊的電阻值進行系統(tǒng)記錄監(jiān)測。門限參考值是該電路處于正常狀態(tài)時電阻最大值，將實際測量值與該值進行比較，小于參考值為正常，大于參考值為故障狀態(tài)[4]。綜上所述，在對內燃機車的電氣故障檢測中對門限參考值的選擇顯得十分關鍵，參考值較大則會漏檢部分設備故障，參考值較大則會造成各類資源的極大浪費，必須要由專業(yè)人員進行反復論證。

2.2 門限值的調整

門限值的調整見表2。調整原因如下：

①在對內燃機車的電氣系統(tǒng)檢測中可以發(fā)現(xiàn)，九成以上的保護觸頭故障處發(fā)生在接觸器的正聯(lián)鎖處，主要原因在于聯(lián)鎖架裝置較為開放，在裝置運行過程中保護觸點容易附著大量的油污與灰塵，從而導致表面接觸電阻較大。隨后對報廢后的保護觸點檢測可以得出接觸器并沒有達到相應的報廢程度。因此本文對此電氣電路調整了門閥值后，內燃機車的運行情況十分良好。②在對測速發(fā)電機的檢測中，其電阻值多在300mΩ以下，與日常門限值的均值相差較大，必須要進行相應調整。③發(fā)電機輸出電路的門限值為過去門限值的近3倍，此電氣電路的電阻值較大，主要分布在空氣自動開關上。對調整門限值的內燃機車跟蹤檢查后，幾乎沒有弧面現(xiàn)象的出現(xiàn)，并不會造成內燃機車在運行中的無電壓無電流現(xiàn)象，運行狀況良好。④經(jīng)專業(yè)人員對其電氣系統(tǒng)的檢查可以發(fā)現(xiàn)，一般內燃機車會出現(xiàn)碳刷卡死的電氣故障，經(jīng)處理后參數(shù)一般小于1000mΩ。

2.3 檢測方法的改進

①在8個電氣電路的檢測中，較為重要的為LCQ、CF、LC、FL此4類電氣電路。因此在工業(yè)測量人員對其測量過程中，如何有效的優(yōu)化門限參考閾值成為重中之重，即在首次測量優(yōu)良的前提下，應該繼續(xù)進行二次運行檢測，對于測量數(shù)據(jù)超限的測試數(shù)據(jù)必須進行歸一化處理工作，可以最大限度的提升該電氣電路的故障判別有效性[5]。②合理的優(yōu)化電氣系統(tǒng)的檢測順序，按1、3、2、6、7、4、5、8的檢測次序，合理安裝好送電位置，轉變送電方式，達到降低電氣系統(tǒng)的檢測時間，從而提高效率。③在電氣系統(tǒng)檢測中應實行應答制度，即有人作業(yè)時不檢測、線路卡不到位不檢測、應答不正確不測量等。

3 ?實例分析

本文此次探討的電氣故障為內燃機車接地故障，2020年10月14日某內燃機車在運行過程中發(fā)生線路接地，放置車間檢修檢查。當甩掉X7/17上3號線時恢復正常，以此可以推測接地點應在X7/17上3號線的前端接地，為控制電路接地。而將故障開關調到中立位依然有接地現(xiàn)象發(fā)生，隨即切斷總控開關1K，但其電氣故障仍沒有排除。因此可判斷接地點應在1K之前。

為了查找內燃機車電氣系統(tǒng)上有無接地故障，可以通過試燈的變化來判別內燃機車的電氣電路接地類型：①正負試燈亮度相同，如負燈滅，則說明內燃機車的電氣電路的負端有接地現(xiàn)象;②如負燈亮、正燈滅，則表明有已接通的電源用電器正端接地;③如負燈比正燈暗，則表明未接通電源的用電器前端接地。

對于一般內燃機車電氣電路故障，一是要判定電源正、負端是否有電流通過，如有電，則可以推斷其導線是否斷開，再判斷電空閥線圈是否燒損。還可以通過故障內燃機車的電氣電路故障現(xiàn)象區(qū)分是啟機回路故障還是走車回路故障。對于機車接地故障，通過接地試燈的指示，區(qū)分是正端接地或負端接地，然后進一步判斷是否為照明電路、輔助電路、控制電路、主電路、勵磁回路等電路的接地。

4 ?結論

內燃機車的電氣電路系統(tǒng)故障是十分常見的現(xiàn)象，因此需要對電氣檢測中的門限值、檢測方法等要進行合理的優(yōu)化改善，既要保證內燃機車正常運行，又要充分地利用各類資源提高其電氣故障的排查效率，使得電氣故障的檢測排查真正的起到預防與解決電氣故障的實際作用。

參考文獻：

[1]韓峰.DF4DD內燃機車節(jié)約燃油措施的研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2011（001）：83-84.

[2]趙興旺.DF4DD型內燃機車機油系統(tǒng)常見故障的判斷及處理[J].散文百家旬刊，2015（001）：177.

[3]劉濤.萊鋼DF10D，4DD機車運行可靠性降低的原因及對策[J].內燃機，2010（004）：61-62.

[4]司素克.DF4DD型內燃機車燃油系統(tǒng)的四種常見故障分析[J].文摘版：工程技術，2015（028）：40.

[5]任簡.DF4DD型內燃機車電風笛嘶啞不響原因分析及改進措施[J].山東煤炭科技，2009.

[6]王左力，劉博，溫芝強.GK1L型內燃機車電氣控制系統(tǒng)的升級改造[J].機械工程與自動化，2019（1）：184-186.

[7]高可全，侯棟材，何滿剛.淺談DF4DD內燃機車電氣故障檢查及處理[J].中國機械，2014（21）：129-130.

[8]江昌世，江崇臻.內燃機車柴油機轉速失控的電氣故障判斷處理[J].機車電傳動，2002（3）：62.

[9]郭宣召，范慧卿，王繼強.關于內燃機車電氣線路故障快速排查的探討[J].內燃機車，2008（3）：44，46.