神华号交流机车故障停车原因分析及改进措施

沈红海

摘  要：文章对朔黄铁路神华号交流机车运行中故障停车的原因进行归纳、分析，并有针对性的提出了技术改进措施，大大减少了机车故障对运输生产的干扰，确保了运输生产任务的顺利完成。

关键词：神华号交流机车;LTE脱网;牵引电机;分配阀;故障停车

中图分类号：U269         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）08-0126-02

Abstract： In this paper， the causes of fault shutdown of Shenhua AC locomotive on Shuohuang Railway are summarized and analyzed， and the technical improvement measures are put forward， which greatly reduces the interference of locomotive fault to transportation production， thus ensuring the smooth completion of the transportation production task.

Keywords： Shenhua AC locomotive; LTE off-grid; traction motor; distribution valve; fault stop

1 概述

隨着朔黄铁路运量的逐年攀升，2018年计划运量已经达到3亿吨，为了确保运输生产任务的顺利完成，朔黄铁路运输处自2014年开始利用神华号交流机车进行单牵万吨重载列车、组合牵引两万吨重载列车，在重载列车开行的三年多时间内，机车故障区间停车问题一直较为突出，已经严重影响了列车运行安全，干扰了正常的运输秩序，因此，必须采取有效措施减少神华号交流机车惯性故障的发生。

2 神华号交流机车故障停车情况统计

对朔黄铁路运输处神华号交流机车上线运行以来故障停车情况进行统计，共发生了各类故障停车16件，对停车原因进行归纳、分析，并制定了如下分析表：

3 故障停车原因分析

3.1 LTE通讯中断

3.1.1 原因分析

对神华号交流机车LTE网通讯情况进行调查发现，LTE通讯模块安装在GDTE单元中，通过GDTE背板总线与GDTE交换数据，然后通过GDTE将LTE数据与OCE单元进行数据交换，在LTE通讯数据传输过程中，需要进行两次数据转换，大大增加了数据的校验次数和数据包误码概率，同时也增加了数据通信延时性，并且数据传输的准确性还受制于GDTE性能的稳定，最终导致LTE通讯不稳定，很容易造成通讯中断。

3.1.2 解决措施

针对LTE通讯数据传递中间环节多，容易造成通讯中断的问题，在保持硬件设备不变的前提下，对神华号交流机车无线传输系统各控制单元的连接和安装进行调整和优化，精简LTE数据传输的中间环节，从根本上提高LTE通信的可靠性，降低通讯延时。

将LTE通信板卡从GDTE单元中剥离出来，独立进行机箱安装，独立供电工作;采用与800M电台相同的RS422方式与同步控制单元OCE直接进行数据交换;原来无线传输系统中的OCE单元与GDTE单元的MVB通信仍然保留，两节车之间的LTE数据传输与以太网数据同步。改进后的LTE通讯数据传递关系图如图1。

3.1.3 实施效果

改进后的LTE数据通讯系统通过RS422通信方式使LTE通讯板与OCE单元直接进行数据交换，大大提高了通讯效率。对朔黄铁路运输处的5台神华号交流机车的无线传输系统进行了升级改造，运行半年多，再未发生LTE脱网故障，改进效果显著。

3.2 牵引电机三项不平衡

3.2.1 原因分析

神华号交流机车采用的牵引电机型号为JD160A，额定功率为1200kW，发生的5件因主断不闭合而停车故障，查询故障信息均为牵引电机被隔离，机车入库后，对隔离牵引电机进行测量发现，均为三相不平衡故障。对故障牵引电机下车进行解体检查发现，问题主要集中在电机定子的并头端，其引出线拐弯处出现断裂现象，且断口平整，无明显塑变痕迹。

通过分析，造成电机定子引出线头发生断裂，主要有以下几个方面原因：

（1）焊接次数不符合技术标准，连续焊接两次和不连续焊接三次时的导线均出现异常断裂，并且远端的电磁线晶粒组织也明显较其他焊接工况下的粗大。

（2）引出线冷作硬化工艺不规范，反复、过度对导线进行弯曲，会使延伸率和抗拉强度明显下降，严重影响了导线的机械性能。

（3）引出线材质不良，对引出线断口检查发现，在引出线内部有少量气孔、杂质，长时间使用可能会使材料产生疲劳，降低材料的塑性，对导线的机械性能也有一定的影响。

（4）轮对失圆严重，运行中走行部震动过大，导致电机引出线焊接部分发生疲劳断裂。

3.2.2 解决措施

针对牵引电机定子引出线发生断裂导致的三相不平衡问题，从工艺、材料、技术管理方面采取了改进措施：

（1）规范补焊工艺，需要补焊时，必须待焊点完全冷却后进行，且焊接的总次数不得超过两次。

（2）规范定子并头时对线圈引线的弯折，主要包括弯折次数、弯折形状、弯折角度等，防止冷作硬化引起的导线机械性能下降。

（3）加强引出线的质量控制，在结构上进行微观金相观察，要求晶体组织均匀，无气孔、夹杂等缺陷;在性能上要求引出线的电阻率、抗拉强度、延伸率等符合技术标准。

（4）加强机车轮对技术管理，神华号交流机车轮对镟修里程不得超过9万公里，当JK430走行部发生踏面报警时，及时对轮对状态进行检查，必要时安排镟修。

3.2.3 实施效果

在机车J3修程中，对神华号7137、7138机车的牵引电机全部下车，按照上述措施进行了技術改进，运行半年多，再未发生电机三相不平衡故障，改进措施效果显著。

3.3 分配阀漏风

3.3.1 原因分析

神华号交流机车采用109-H型分配阀，其由主阀部和均衡部组成，主阀部采用的是滑阀结构，这种结构采用的是金属密封，对加工的精度、空气清洁度要求特别高，并且润滑脂流失快。对上述的4个漏风分配阀进行解体检查、试验，发现均为主阀部滑阀结构不密封而导致分配阀漏风。

3.3.2 解决措施

神华号交流机车采用DK-2型制动机，正常电空位时，紧急增压由紧急旁路执行，因此可以取消分配阀的增压功能;在重载列车操纵中，机车制动系统中分配阀局减功能无实际意义，因此可以取消局减功能;这样就可以采用技术比较成熟的三通阀、作用阀替代109-H型分配阀，即三通阀替代分配阀的主阀部、作用阀替代分配阀的均衡部，制动机工作原理不变。

（1）改进的三通阀

三通阀相当于机车分配阀的主阀部，是在109-H型分配阀基础上，将主阀部由滑阀式结构改成密封可靠性更好的柱塞式结构，主要由阀体、阀盖、主活塞、主控套、滑动套、主活塞杆、稳定弹簧、稳定挡圈及各类密封圈等构成。

主活塞杆上套有滑动套，滑动套可压缩稳定簧相对于主控活塞移动，模拟节制阀动作。主控活塞可带动滑动套上下移动，模拟滑阀与滑阀座相对移动的相关通路。

（2）改进的作用阀

作用阀相当于分配阀的均衡部，安装面有预控口、总风输入口和输出口三条通路，当预控口压力变化时，输出口压力跟随变化。

3.4 实施效果

对2017年新购的三台神华号7178、7182、7183机车的分配阀进行了技术改造，由三通阀、作用阀代替了分配阀，运行了7个多月，该三台机车未发生分配阀漏风故障，改进措施效果显著。

4 结束语

自神华号交流机车在朔黄铁路运输处投入运营以来，发生的LTE通讯中断、牵引电机三相不平衡以及分配阀漏风等惯性故障，曾经严重的干扰了朔黄铁路的正常运输秩序，经过各级技术人员的不懈努力，上述惯性故障得到有效解决，为重载列车运行安全提供了质量保证，为朔黄铁路运输处在朔黄铁路赢得了良好的质量信誉。

参考文献：

[1]王伟军.大秦线GSM2R网络LOCOTROL中断原因分析[J].铁道通信信号，2009（5）.

[2]张毅力.机车重联控制系统的发展[J].机械管理开发，2009（1）.

[3]郭林.朔黄铁路机车无线重联系统故障及解决措施[J].朔黄铁路，2013（3）.