东风DF4D型内燃机车整流柜故障的成因与预防

东风DF4D型内燃机车整流柜故障的成因与预防（西山煤电古交铁路运营公司，山西古交030200）
东风4系列机车是中国铁路机车的一个里程碑，东风DF4D型调车内燃机车很好的满足了牵引大型货运列车的需求，在国内得到了较好的运用，但在使用过程中也不可避免的出现这样那样的问题，结合多年的机车运用工作经验，主要针对DF4D型机车的整流柜故障做了简要的探讨。

标签：DF4D；机车；整流柜；故障
1 DF4D型内燃机车的整流柜故障及原因分析
DF4D型内燃机车的整流柜是电传动装置中的一个非常重要的部件，它一旦发生故障，必将导致机车无法运行，若处理不当甚至造成同步牵引发电机烧损，直接影响铁路运输的安全正点。

有数据统计表明，国内因DF4D型机车整流柜故障造成机破件数，占总机破件数的将近五分之一，显而易见，DF4D型机车整流柜故障问题已十分突出，要对该型号内燃机整流柜故障的进行深刻的数据调查和研究分析，挖掘深层原因，找出根源，结合实践提出改进措施，切实保证整流柜的质量，保证机车的运行安全。

1.1 阻容保护电路故障
DF4D型机车在启动、加载和卸载的情况下，都采用控制同步牵引发电机励磁的方式，不会有很高的操作过电压危及整流元件。

但是整流柜工作时，整流元件不断地由正向导通状态到反向阻断状态，其在换相过程中，因蓄存效应而产生一个超过正常反向电压的过电压（此电压称为换相过电压），危及整流元件寿命。

机车制造厂在设计时，采用在每条整流桥臂上并联一组阻容（RC）保护电路，吸收整流元件换相过程中产生的换相过电压。

笔者在进行整流柜故障检查时，发现被击穿二极管的保护电容全部爆裂，其他的保护电容状态也不好。

随后对我处内燃机车整流柜的阻容保护元件进行了一次全面的检测，结果显示，DF4D型机车阻容保护元件的电容达不到技术要求的比较多，而这种现象在其他车型上则比较少见。

显然，整流桥臂阻容保护电路的电容损坏后，其自身失去了过压吸收作用，整流管长时间处于较高的换相过电压的冲击环境中而击穿，电容元件的损坏主要与其本身质量和其应用的环境有关。

1.2 整流柜散热不良
DF4D型机车负载稳定电流最大允许达到6200 A，整流电路为三相全波整流。

整流柜每个桥臂采用2个整流元件并联，每个整流元件通过的电流为负载电流的1/6，其最大稳定电流可达1033 A。

那么脉动大电流通过整流元件时，势必产生很大的热损耗，使整流柜温度升高，温度越高那么整流二极管的反向击穿电
压就越低，其可靠性则会大打折扣。

必须对整流柜进行足够的冷却，尽量减少整流元件击穿或烧损的可能性。

实际运用中，DF4D型机车整流柜采用离心式风机吸风时附带冷却的散热方法。

风机由柴油机经前变速箱带动开始吸风，冷却空气首先经过整流柜的两侧冷却硅整流元件，然后进入牵引电动机冷却风道冷却牵引电动机。

这种冷却方式的风源为电器室的空气，风速受柴油机转速控制。

这种散热方式是DF4B型机车的完全传承，但DF4B型机车实际运用功率较低，每个整流元件通过的稳定电流不高，不会产生很大的热量，但这种散热方式无法满足DF4D型机车的散热要求。

另外，整流柜温度升高势必影响保护电容的使用寿命，也会大大增加整流元件故障的故障频率。

2 预防措施
首先，要对阻容保护元件进行检测。

保护电容出现故障后尽管不会立即影响整流柜的使用，但它却是整流元件故障的重要安全隐患。

必须将阻容保护元件的定量检测纳入检修范围，做好检测工作，及时更换不合格的电容，确保保护元件作用良好，以提高整流柜整流元件的可靠性。

其次，保持整流柜良好散热环境。

整流元件表面的散热量与表面空气的温度差之间有正比例的函数关系，散热空气的温度越高，那么整流元件散热表面对空气的温度差就越小，也就越不利于整流柜的散热。

DF4D型机车整流柜的冷却空气是电器室的空气，正常情况下，电器室的空气应该是由车体外部经安装在车体侧壁上的手动百页窗进入电器室的，如果侧壁百页窗作用不良，鼓风机将电器室的空气吸走后，电器室的补充空气就会从动力室吸风过来，因动力室的空气温度较高，导致整流柜环境温度较高，也就是说整流元件散热表面对空气的温度差较小，直接影响整流柜的散热。

机车自带的手动开启侧百页窗，在开启后经常会由于机车振动而自动关闭，针对这种现象，可在手动拉杆上加装锁闭销，防止侧百页窗的自动关闭，从而增加整流柜的散热量，改善整流柜的工作环境条件，提高其可靠性。

另外，要科学合理的改进整流柜的检修工艺流程。

传统的整流元件及阻容保护装置的检测内容不完善，检测技术也不尽合理，只能粗略的检测整流元件及阻容保护装置性能的好坏，但不能定量判断其参数是否符合要求，不能保证检修完毕的整流柜真正达到技术要求，在今后的工作中要不断的学习新技术、探索新工艺，完善机车标准管理，努力提升机车检测和运行质量。

参考文献
［1］韩嘉伟.DF_4型内燃机车主电路接地的判断及改进措施［J］.中小企业管理与科技，2010，（05）.
［2］谭小磊，路晓光.内燃机车柴油机冒黑烟现象原因分析［J］.科技创新导报，2009，（35）.。