牵引电机环火故障预防措施

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引言：随着我国现代化建设的不断推进，社会对于铁路运输的需求不断提升，而牵引电机是机车动力传递的重要组成部分，其工作运行的质量直接关系着机车的运行效率。

众所周知，牵引电机的运行环境一般较为恶劣，在机车行驶的过程中，牵引机不仅会因为机车行驶过程中产生的振动而振动，而且需要承受机车行驶过程中的大电流变化，所以，牵引电机最容易产生电机环火问题，一旦牵引机出现电机环火故障则电机会产生异常噪声与飞弧，环火故障较轻时机车换向器的刷握会被烧坏，进而造成电枢绕组匝间短路，若环火故障较大时则机车整个的电枢绕组会被烧断，牵引机环火故障对机车的安全行驶造成极大的威胁。

尤其是近几年来，铁路运输以及城市地铁工程建设不断推进，对机车行驶的安全稳定性能要求越来越高，而机车速度的提升使得电机的振动现象逐渐增加，出现电机环火故障也愈发频繁。

因此，本文以牵引电机环火故障预防措施为研究主题具有重要的现实意义。

笔者在文中以SS8型电动机车为研究对象，首先阐述了环火的形成，之后重点探讨牵引电机环火故障原因与处理分析，最后结合实际经验提出几点牵引电机环火故障预防措施，以期为机车的正常行驶提供基础经验保障。

1.环火的形成
本文所分析的是SS8电力机车，ZD115型牵引电机（图1所示），该型号机车的电力脉动系数值在0.28-0.33之间，因此，该型号机车对于牵引电机温升发热控制极为严格，且机车换向更加难以控制。

一旦电机受到外在的物理冲击或者机车的电枢绕组出现短路，则会造成机车整个电枢电流值的急剧增大，这时电流值的增加会造成换向绕组内的电抗电势值变大，而机车长时间运行让整个机组的电抗电势大于旋转电势，导致机车换向出现延迟产生电弧。

此外，因为机车电枢电流急剧增加，因此该区域磁场出现畸变情况，而机组换向器某些部分的片间电压会随之增大，并出现电位差火花，当电磁性花火与电位差火花结合时则会变成一道电弧，使得机车换向器周围充满一圈的火环，即我们常说的电机环火。

电机环火故障的出现对机车电机的损坏极大，严重影响到机车的安全稳定运行。

牵引电机环火故障预防措施
中车永济电机有限公司 常永
华
图1 ZD115型牵引电机
2.牵引电机环火故障原因与处理分析
根据实际经验来看引起牵引电机环火故障的原因较多，主要包括电刷以及换向器引起的电机环火故障。

2.1 电刷动作不灵活
在该型号的牵引电机运行时，电刷和换向器是一种动态的随动接触方式，因此，电刷的运行工作质量直接决定了电机换向火花的大小。

在实际应用中，若刷盒内壁平整度不够或者电机电刷与刷盒间孔隙较小，则同样会造成电刷动作不灵活。

此外，电刷盒整体的垂直度不合格等问题的出现都会造成电刷卡顿，进而引起环火故障。

电刷动作的不灵活会造成电机运行时出现跳动火花，对换向器表面的粗糙度造成不良影响，而换向器表面粗糙度被磨至一定程度时电刷和电
机会产生环火。

2.2 电刷压力不一致
在实际应用中通过对电机环火故障的统计发现，一些电刷自身是存在质量问题的，而且相同型号的电刷硬度存在差别，因此在并联使用这些电刷时电刷长度会出现较大差别。

此外，如果技术维修人员在对电机进行维护的过程中尤其是在更换牵引机电刷时没有注意到需更换电刷的型号，则极易将不同厂家生产的不同型号的电刷应用到并联线路中，那么在实际应用中，不同厂家或型号的电刷磨损度会在电机长期运行后出现不同程度的磨损，进而使得并联的电刷存在较大压力差，最终造成电机环火。

2.3 电刷与换向器表面接触不良
如前文所述，电刷与换向器是一种动态的随动接触方式，因此换向器的加工质量也会造成电机环火。

换向器表面的平整度不够以及倒角加工质量较差都会造成电刷和换向器的接触不良，引起两者间接触电阻过大，火花加剧，最终造成环火出现。

一般来说，换向器引发的电机环火故障发生在中修电机或电机长时间运行造成换向器表明磨损过大的情况下。

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2.4 轮对空转
在雨天或雪天情况下，机车启动或重载上坡时轮对粘着力会下降，产生空转现象，这种情况下机组电机的转速会急剧增加，而机组电枢电流急剧降低，进而造成电枢片间的电压过大，一旦电压值超过一定限值片间放电会引发环火。

2.5 换向器表面变形或凸片
一般而言，机车出库或检修时相关单位需要对机车进行静态加流试验，极易造成与电刷连接的换向片因过热而变形凸出，当机车再次运行时凸出的换向片更加容易出现磨损，当机车电机冷却时，这些凸出的换向片则会变成凹形，即换向器出现了规则性变形。

该情况下，随着机车的运行牵引机换向问题逐渐恶化，在运行中会因为电刷的跳动而出现环火。

3.牵引电机环火故障预防措施
（1）在进行机车维修时，技术人员应使用净化风对电机、换向器以及电刷部分进行清理，确保这些零部件内无碳粉或其它异物，保证整个电机机组的清洁。

技术人员在进行机组日常维护时应注重对电刷和刷盒运行状态的检查，确保盒体内壁光滑、无变形、无卡顿。

此外，在日常维护中若发现电刷和刷握的间隙不合适则应及时研磨电刷，确保电刷可在刷握内正常滑动。

（2）技术维修部门应针对牵引机电机电刷制定科学的管理办法，通过培训提高技术维护人员更换以及安装电刷的专业素养，同
时规定同一台电机电刷长度偏差控制在5mm 以内，当电刷磨损大于原长度一半时则要更换电刷，在更换过程中规定同一台牵引机所使用的电刷为同一工厂生产的相同型号的电刷。

（3）在进行电机维修工作时，技术人员同样需对刷架进行检查，确保刷盒孔和换向器切面相互垂直。

一般镟修换向器是在车床上进行的，为了确保车床同心度一般要使用宝石刀具进行加工。

（4）加强乘务员教育，如果出现雨天或雪天乘务员在操纵时避免出现空转，当机车防空转系统不正常时则通过人为方式减低手柄级位，进而降低电机电流。

在进行机车静态加流实验时规定司机控制手柄不能大于5位，其中加载时间要小于30s ，防止不开通风机而长时间地加载实验。

4.结语
牵引电机是机车动力传递的重要组成部分，其运行质量直接
关系着机车的运行效率。

环火故障会造成机车换向器的刷握被烧坏，进而造成电枢绕组匝间短路，造成机车整个的电枢绕组烧断，对机车的安全行驶造成极大的威胁。

对此，技术人员应根据实际经验制定预防牵引电机环火故障的措施，从而为机车的正常行驶提供技术保障。

作者简介：常永华（1971—），男，山西临汾人，专业技术职称高级技师。

（上接第204页）
到此，就完全得出任何班次的值班小组编号。

第二步：做好12幻灯片，计算出自定义放映顺序。

1.设计一个比较好的模板，里面包括值班主任、值班员每一个人的照片、姓名、职务、技术职称、政治面貌等信息。

然后按照值班小组的编号，更改为其对应人员的信息，完成12张幻灯片的制作。

2.确定幻灯片放映位置：每天24小时，6个班，但因为第1个班，第6个班次不是标准的3小时。

虚拟每天8个班，早上3-6点和6-9点设为同一个班，即同一个总小组编号。

第六个班次也同样的原理，运用公式就可以算出幻灯片的位置。

3.按照值班总小组编号顺序制作12张幻灯片。

自定义放映添加完整一个周期的幻灯片，这是全部幻灯片切换时间3小时。

到此，幻灯片操作已全部完成。

第三步：设计语音播报功能。

1.设计语音文字内容，并将其转化为音频文件统一保存在一起。

2.打开任务计划程序，逐一设置触发时间、触发程序。

安装一个语音播放器。

到此，语音播报设计完成。

4.遇到的问题及解决办法
问题一：软件连续播放同一张幻灯片电脑会暂停，长时间无动作电脑休眠。

解决办法：将12张幻灯片全部复制，粘贴到最后，让编号相差12的的幻灯片一模一样。

（3-6点班次幻灯片编号）=（6-9幻灯片编号）+12，
这样就可以成功避开电脑播放同一张幻灯片，最后再将将电脑显示设置改为永不休眠。

问题二：安装播放器后，触发一个程序（语音文件），会导致连续播放下一个语音文件，而且弹出播放器界面遮挡幻灯片，播放器显示在界面最前端导致幻灯片暂停切换。

解决办法：语音文件与幻灯片分别放在两台不同的电脑上，语音播放器设置单曲播放，并将语音播放器界面拖拽到一个角落（永不关闭）。

问题三：一个周期播放完成后播放顺序会乱。

解决办法：把office2010升级成为office2016，然后顺序播放。

到此，所有故障全部解决，带语音播报的自动值班显示牌设计全部完成。

5.小结
该自动排班系统长期运行以来，十分稳定，未出现任何故障。

该系统的实现，充分利用Windows 系统自带的“任务计划程序”功能和灵活运用Excel 公式、幻灯片的自定义放映功能，以巧妙的方式达到理想的效果。

该系统的设计，逻辑不复杂，技术要求不高，开发成本极低，灵活性好，完全能够满足广播电视无线发射台站的智能排班需求，对安全播出有一定的促进作用，有一定的推广价值和社会意义。

作者简介：朱忠宝（1993—），男，汉，贵州湄潭人，大学本科，现供职于贵州省新闻出版广电局七九四台，助理工程师。