HXD2B型机车主断路器故障分析及预防措施

HXD2B型机车主断路器故障分析及预防措施

天津机务段梁信栋

摘要：采用真空断路器可以彻底避免以往空气断路器灭弧室瓷瓶爆炸,非电性电阻瓷瓶爆炸,隔离开关轴折断、主阀卡位、漏风、控制线圈烧损等惯性故障,减少机车事故,保证铁路运输安全。同时可延长主断路器的检修周期,减少维修工作量,降低检修成本。

关键词：HXD2B型电力机车主断路器故障分析预防措施

1、前言

主断路器是电力机车上最重要构控制和保护设备。它位于机车中部变压器室顶盖上，用来闭合和断开机车的交流高压电源电路。主断路器在电力机车上起两种作用：其一是控制作用，根据机车运行的需要,将交流高压电源引入或退出运行；其二是保护作用，当机车上的电力设备或线路发生故障时快速切除交流高压电源，保证故障范围尽量小。HX D2B型电力机车采用22CB型真空断路器，该断路器可与35KS 或36KS型号的接地开关及相应的避雷器、电抗器直接装配。

22CB型真空断路器是以真空作为绝缘介质和灭弧介质，利用真空状态下的高绝缘强度和电弧扩散能力形成的去游离作用进行灭弧，其结构特点为：单断口直立式，直动式气缸传动，电空控制，是一种新型的电力机车主断路器，适用于干线交流25kV各类型电力机车。与空气断路器相比,具有结构简单、工作可靠、动作速度快、绝缘强度高、维修方便等优点。

2、22CB型真空断路器工作原理

⑴压缩空气经空气过滤器过滤后到调压阀，调压阀将压力调整为483kPa后送入储气缸。

⑵闭合主断路器时，电磁阀线圈得电，打开电磁阀，储气缸中的压缩空气一路经电磁阀进入中继阀的控制腔，打开中继阀；另一路通过中继阀送入风缸，驱动活塞、绝缘推动杆和主断路器的动触头上移，使真空断路器闭合。

⑶断开主断路器时，电磁阀线圈失电，电磁阀和中继阀均在弹簧的作用下复位，将风缸内的压缩空气释放掉，绝缘推动杆和主断路器的动触点在机械装置弹力作用下，向下移动，在小于40ms的时间内将真空断路器的主触头断开。

⑷压力开关与电磁阀在电路上串联，当压缩空气压力降到345 kPa～358 kPa 时，压力开关打开，电磁阀线圈失电，主断路器自动断开。要想重新闭合主断路器，压缩空气压力必须超过370 kPa ～395 kPa 。

3、故障现象及处理

3.1合闸过程出现的故障现象及处理

⑴故障现象

合闸后无法实现分闸操作；储能电机运转不停止，甚至导致电机线圈过热损坏。

⑵原因分析

行程开关安装位置偏下，致使合闸弹簧尚未储能完毕，行程开关

触点已经转换完毕，切断了电机电源，弹簧储存的能量不够分闸操作。

行程开关安装位置偏上，致使合闸弹簧储能完毕后，行程开关触点还没有得到转换，储能电机仍处于工作状态。

行程开关损坏，储能电机不能停止运转。

⑶故障处理

调整行程开关位置，实现电机准确断电。

如行程开关损坏，应及时更换。

⑷预防措施

机车乘务员或检查司机在倒闸操作时，应注意观察合闸储能指示灯，以判断合闸储能情况。

检修人员在检修工作结束后，应就地进行2次分合闸操作，以确定断路器处于良好状态。

3.2分闸过程出现的故障现象及处理

⑴故障现象

断路器远方遥控分闸分不下来。

就地手动分闸分不下来。

事故时继电保护动作，但断路器分不下来。

⑵原因分析

分闸操作回路断线。

分闸线圈断线。

操作电源电压降低。

分闸线圈电阻增加，分闸力降低。

分闸顶杆变形，分闸时存在卡涩现象，分闸力降低。

分闸顶杆变形严重，分闸时卡死。

⑶故障处理

检查分闸回路是否断线。

检查分闸线圈是否断线。

测量分闸线圈电阻值是否合格。

检查分闸顶杆是否变形。

检查操作电压是否正常。

改铜质分闸顶杆为钢质，以避免变形。

⑷预防措施

运行人员若发现分合闸指示灯不亮，应及时检查分合闸回路是否断线。

检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻，检查分闸顶杆是否变形。

如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质。

必须进行低电压分合闸试验，以保证断路器性能可靠。

3.3真空泡真空度降低造成的故障现象及处理

⑴故障现象

真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧，而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。

⑵原因分析

真空泡的材质或制作工艺存在问题，真空泡本身存在微小漏点。

真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题，多次操作后出现漏点。

分体式真空断路器，如使用电磁式操作机构的真空断路器，在操作时，由于操作连杆的距离比较大，直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。

⑶故障处理

在进行断路器定期停电检修时，必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试，确保真空泡具有一定的真空度。

当真空度降低时，必须更换真空泡，并做好行程、同期、弹跳等特性试验。

⑷预防措施

当更换时尽量选用本体与操作机构一体的真空断路器。

机车乘务员在运行过程中或检查司机在机车的整备过程中，应注意断路器真空泡外部是否有放电现象，如存在放电现象，则真空泡的真空度测试结果基本上为不合格，应及时联系检修人员进行检查处理。

检修人员进行停电检修工作时，必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性测试，以确保断路器处于良好的工作状态。

4、结论

为了保证主断路器处于良好的工作状态，应加强日常的检查与维护，同时由于其属于车顶高压电器设备，必须对其使用与维护的安全