大型矿用卡车电阻栅风机环火原因分析

武杰东

（国家能源集团准能集团公司设备维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 017100）

对630E卡车设备老化、电阻栅消耗严重且数量较大、价格不菲等因素，为尽可能地减少电阻栅的损耗、降低维修成本，通过原理分析和大量维修经验的总结进行电阻栅损耗较小的论述和实验，取得了良好实际效果。

一、电动轮自卸车制动系统的组成和基本原理

（一）电动轮自卸车制动系统的组成。电动轮自卸车通常采用液压制动和电制动相结合的方式。对于普通的液压制动方式，由于车辆满载自重大，所需制动力大，对摩擦片的材料性能要求很高，目前摩擦片的生产水平很难满足使用要求，频繁更换摩擦片导致成本过高。仅采用轮边电机进行电制动，制动效能受车速的影响较大，低速状态下，电制动无法满足实际需要。因此，当车辆正常行驶时， 一般采用电力辅助制动，车速较低时(一般是低于5krrl／11)采用液压制动方式。

（二）电动轮辅助电制动基本原理。电动轮的辅助制动系统可分为标准电制动和加速电制动两种，区别在于前者发动机工作在固定转速下，而后者发动机工作在不定转速下。主发电机发出的交流电经整流后为整个动力线路供电，牵引工况电动轮行驶方向直接由接触器KM4、KM5和KM6、KM7成对接通和断开来实现。标准电制动期间，轮边电机以发电机方式工作，二极管关闭，接触器KM3接通，主发电机通过整流器给励磁绕组供电，同时车辆由于惯性向前行驶，轮边电机电枢绕组所产生的电流流过整流器以及位于走台板上的制动电阻，通过电阻产生热量将轮边电机所产生的电能消耗掉。

二、电阻栅的概念及其作用

电阻栅就是很多电阻片的并联，由于其形状像栅格，称之为电阻栅。每台630E卡车有12片电阻栅，阻值有2种，分别为0．324 Q和0．378 Q。电阻栅安装在卡车右侧甲板上，前后6片，中间是制动时散热的鼓风电机。当卡车减速，使用电制动时，控制系统接到制动踏板的指令，开始闭合电阻栅和鼓风机回路，将卡车的动能转变成电阻栅上的热能，并由鼓风机将热能散发到大气中去，此时电动轮产生与运行方向相反的力矩，使卡车减速实现动态制动。

三、电机组火灾原因分析

近年来国内发生了多起风机火灾事故，从绝大部分电机组烧毁事故来看，大多数是由于雷击引起电器、线路起火，或机组在运行过程中，由于旋转部件损坏而造成剧烈摩擦发热而产生火灾。根据对已知发生的风电机组火灾事故进行统计与总结，造成风电机组火灾的原因主要有多种，可将其分为非人为因素和人为因素来区别分析。

（一）非人为因素。1.发电机电缆与接线盒原因。发电机定转子出口电缆在相间或单相对地绝缘降低或短路的情况下会放电引燃电缆。此外，部分风机设计的机舱内加热器距离发电机出口电缆较近，机舱加热器保护失灵等使得加热器持续工作易引燃电缆。部分风机由于设计或出厂质量等原因，接线盒端子排间隙较小，方形螺丝垫片易发生尖端放电。2.发电机轴承过热。发电机轴承自动注油系统故障(如发电机加脂机损坏或油路堵塞)，润滑油脂劣化、轴承摩擦大，导致轴承过热，引燃附近易燃物，如油污、遗落布条等。另外，发电机轴承冷却风扇不工作也会导致轴承温度过高。

（二）人为因素。在进行日常维护、定期检修、卫生打扫等工作，如需用到汽油、酒精等易燃物品擦拭器件或除油污时，工作人员在此种环境内抽烟易引发火灾。因此要严禁在机舱内抽烟，重点检查设备卫生情况及机舱、轮毂、塔筒各平台是否有烟头，如有违反要追查责任人并给予处分。工器具使用不当：工作人员在使用电焊机、电动扳手等大功率电动工器具时，随意接入电源或者在防护措施不当，造成线路过热引发火灾，电焊机火花引燃周围易燃物等。需定期检查各保护开关动作情况及易燃物品，并严禁私搭乱接电源情况。变频器：在进行变频器测试时，如持续时间过长，将会烧损变频器内器件，引发火灾。设备厂家为保证机组可利用率而掩盖部分故障问题，如屏蔽安全链告警信息。设备保护定值设置不当也会导致事故。风机设备保护定值与电网设备(如机组变)保护定值由不同部门出具，风电场管理人员如没有认真审核，箱变低压侧断路器自动跳闸功能形同虚设也会导致火灾事故产生和蔓延。近年来因此类原因导致风机烧损的例子也有不少。

四、电阻栅损坏的原因分析

（一）串接电阻栅的RPl接触器故障。电阻栅与鼓风机并联然后又串联RPl接触器，卡车制动时电阻栅消耗能量同时鼓风机给电阻栅散热。当卡车下坡运行在电制动状态时，此时的RPl、RP2接触器闭合，P1牵引接触器断开，正常情况下此时的电动轮进行在发电状态，电机产生的电能消耗在电阻栅上，鼓风电机正常吹风此时电阻栅不会烧坏。当RPl接触器故障时，而当RPl接触器动触头上的弹簧掉了使得RPl接触器接触不良，此回路相当于开路，鼓风机不给电阻栅散热，造成右轮电动轮产生的电能不能够及时以热能的形式散发到大气中，此时发热、变形、短路烧坏右轮电动轮的电阻栅，也就是位于甲板后面的电阻栅被烧坏，一般情况是四片烧坏，严重时全部烧坏。

（二）630E卡车制动时通过的制动电流极大，若电阻栅固定螺栓不到位将导致电阻栅固定不牢靠，螺孔接触面减小从而使接触面的接触电阻变大，当接触面通过的电流极大时便会造成此处热量过大烧坏电接线端子。

（三）由于电阻栅使用年限过长，由于本身发热变形造成电阻栅间的彼此短路，导致烧毁。

（四）电动轮发生故障。2015年6月一卡车出现过更换左侧电动轮后，连续烧坏若干电阻栅的现象。通过多方面检查，分析原因发现故障点在刚换的左轮上。由于电动轮的励磁线短接，造成电动轮在牵引时不能输出动力，制动时不发电，造成电阻栅鼓风机不转烧毁右电动轮的电阻栅。

五、减少电阻栅烧毁的具体措施

通过以上电阻栅损坏的分析，为了尽可能减少电阻栅的损耗，结合现场维修经验，需要做好以下几方面的工作：

（一）在每天的日常点检中要询问司机卡车是否电制动时有跑偏的现象。上车打开电器柜查看RPl，RP2接触器动触头上的弹簧是否完好无损，如果有问题及时处理。

（二）卡车在保养过程中，及时检查电阻栅。保养时要打开电阻栅柜，把电阻栅拿出来检查是否有杂物，是否有发热变形的现象，如果变形严重，在卡车运行中颠簸造成彼此接触的要及时更换，否则如果在电制动时彼此接触，就会造成电阻栅由于短路烧毁。然后检查电阻栅鼓风机的碳刷，换向器表面是否清洁、光滑，刷握、刷架是否正常。对地绝缘电阻是否符合标准，此目的是防止电阻栅鼓风电机损坏，造成电阻栅烧毁。

（三）加强个人工作责任心。在拆装电阻栅时，要把2种电阻栅的排列位置放对，接线板要接对，固定螺母一定要拧紧。工作完毕后要进行检查清点工具，防止工具、杂物遗留在电阻栅柜中。对工作的责任心，对设备的熟悉程度，个人技术素质的提高，预防措施的到位都是减少卡车故障的重要因素。

（四）技术改造。针对接触器RPl故障引起的电阻，栅烧毁问题，经过认真研究，对主回路进行了部分改造如图。

图改造后的电阻栅工作原理图

改造前：当RPl回路故障，此回路不闭合时，一旦不闭合现象出现，此时回路中没有电流经过，电阻栅和风机SM不工作，后制动电阻栅R2上流过电流很大，巨大的能量消耗在没有风机散热的电阻栅上，这种情况下电阻栅R2就会很快损坏。改造后：对制动回路做出了部分修改，将RPl接触器的位置进行了改变，改造后只要RP2闭合电阻栅散热风机sM就会工作，此时风机还会继续给电阻栅散热，从而有效避免了制动时RPl接触器故障而导致电阻栅烧毁的现象。具体实施步骤：(1)将RPl接触器动触点侧到RP2接触器动触点侧的7J1号(u型线)连接硬线拆下；（2）将RPl接触器静触点侧到RP2接触器动触点侧安装上经过改造后的u型连接硬线；（3）将RPl接触器动触点侧拆下7J1细线，此线是去电压检测模块Vmax2提供右轮电压，把它改接到RPl动触点侧同样位置上；（4）再把RP2接触器的动触点侧7儿红线拆下移动到RPl相同位置上，此线用来监测接地故障。

六、结束语

总之，通过在日常点检及维修过程中实施这些针对性措施和相对应的技术改造，从而控制了电阻栅烧毁的数量，降低了此项工作的成本，保证了设备稳定性和工作效率，为企业节省了维修成本、创造了经济价值。