韶山型电力机车变流装置均流系数波动大原因分析及改进措施

张国香

摘要：本文通过对韶山型电力机车均流试验均流系数波动较大的分析与现场处理，从变流装置均流试验的设备、检测仪器、检测方法出发，找到了均流系数波动大的原因，并提出相应的改进措施，取得了很好的效果。

关键词：均流试验;均流系数;检测

引言

机车运用过程中，由于硅变流装置并联元件电流分配不均匀，分担最大电流的元件就有可能过流而损坏，或者由于它而限制了整个回路电流的增加，使元件利用率降低。

为保证变流装置均流试验合格，在组装前应对元件进行分组，选配正向压降相同的元件来并联或使各并联支路元件正向压降之和相等。为了验证变流装置均流的好坏，我们通常采用均流试验来检查各桥臂并联支路电流分配情况。

1 、变流装置均流试验案例事故概述

公司在进行SS7E机车及SS4机车变流装置在均流试验时，突发桥臂并联支路均流系数波动大的情况。

SS7E机车Ⅰ#柜1V1桥臂的均流系数从0.97变为0.79（变化0.18），1V7均流系数变成0.81，均流系数都变成小于0.9（SS7E机车均流系数≥0.9）。

SS4机车一变流装置T3桥臂均流系数上下波动，对T3、T4桥臂4个元件进行更换，均流试验合格;保险起见，我们对该变流装置进行均流试验验证试验，试验至11分半时，均流系数由0.94突降至0.69（SS4机车均流系数≥0.85）。

2 、故障分析与排查

2.1 初步原因分析

我们对变流装置均流试验情况进行分析，初步确定导致均流系数发生变化的原因如下：

1.硅元件试验设备有故障，元件UTM—晶闸管通态峰值压降、UFM—整流管正向峰值压降采集不准确，导致元件配组不准确，影响均流系数;

2.元件本身性能差异影响每个桥臂并联元件均流系数。

3.元件的选配会影响到均流系数的变化。

4.晶闸管触发脉冲盒有问题，会造成同一桥臂的两个元件的开通时间有差异，元件分配电流不均，影响均流系数发生变化。

5.试验过程中，同一桥臂各支路钳形电流表的测量误差不同，会影响到均流系数发生变化。

6.硅机微机试验台如存在问题，采集数据不准确，会导致均流系数发生变化。

2.2 制定故障排查方案

根据初步分析结果，为查找存在的问题，确定排查方案：

1.对硅机微机试验台、钳形电流表等检测设备、器具进行排查;

2.对触发脉冲盒的工作性能进行排查;

3.对元件试验设备、元件配组情况、元件检测情况进行排查;

4.将SS7EⅠ#柜进行拆解，将SS4机车变流装置均流系数波动的桥臂4个元件拆下，对上述元件重新进行检测。

2.3 故障排查情况

1.元件通态峰值压降测量时，分别将数据采集端卡在元件两散热器最远端（原始测量位置）、两散热器最近端、一端接管芯阴极线另一端接阳极散热器，通过试验发现最后一种方法测量结果更稳定一些，因此决定在测量过程中一律采用最后一种方法进行测试。

2.将SS7E机车硅元件全数在硅元件测试的规定的条件下重新进行了检测，检测结果稳定，虽然与原测试参数有差异但均符合规定要求。

3.将出问题的SS4机车更换下来的4个元件在硅元件测试的规定的条件下重新进行了检测，在同等测试条件下，连续测试5次每一次的元件UTM值变化都不相同，与原始记录差异较大。

将其中变化最大的2个元件进行了解体，判定元件的组装及压装不存在问题，将解体后的两个元件的管芯进行了热稳态测试，参数符合要求，见下表。

现场随机抽取SS4机车元件测试发现UTM值波动较大，查看测试通态峰值压降的测试线为3×0.5mm2的屏蔽线，门极脉冲线与测量线共用一根屏蔽线;为了减少干扰，将测试线更换为2×1.5mm2的屏蔽线，门极脉冲线单独使用一根屏蔽线，通过试验对比，这一措施对测试结果的稳定性有一定的效果。

将装在SS4机车（铝散热器）上不稳定的元件管芯装在SS8（铜散热器）上测试，在同等条件下测试参数稳定，因此认为铜和铝散热器对元件自身的稳定性有影响。随后用接触电阻测试仪对测试端的接触电阻进行检测，发现铝散热器的接触电阻较铜散热器略大，因此对SS4元件的测试采用增加测试次数再取平均值的方法。

4.将使用的12块钳形电流表比对试验：在变流装置输出510A左右的情况下，将12块表同时卡在输出端，发现有两块表数据偏大，已经超过560A。其余钳形电流表在510A—520A之间变化，属于正常范围。将所有钳形电流表全部重新进行校检，将数据偏大的两块表进行报废处理。并根据检测中心出具的检测报告，将检测数据接近的表进行分配进行固定化，將数据接近的两个钳形电流表做好标记，用来测量同一桥臂两并支路桥臂电流。

5.对试验设备进行了验证，设备运转正常、稳定。对试验台外部线路进行了检查，并将部分线路重新进行了维护;查看机车变流装置元件配组表，桥臂元件UTM—晶闸管通态峰值压降、UFM—整流管正向峰值压降均≤0.02V，符合配组要求;试验SS4机车变流装置验证脉冲信号，使用数字示波器检测脉冲波形，波形稳定，由此判定触发脉冲盒工作正常。

3、措施实施及效果

为避免变流装置均流试验过程出现桥臂均流系数波动大的现象，我们制定了改进措施：1）元件试验时，将数据采集端一端接管芯阴极线另一端接阳极散热器;2）将测试通态峰值压降测量线更换为2×1.5mm2的屏蔽线，门极脉冲线单独使用一根屏蔽线;3）对SS4元件的测试采用增加测试次数再取平均值的方法使测试结果更接近真实数据;4）每三个月对钳形电流表进行一次比对试验，根据检测数据对钳形表重新进行配组。

通过上述改进措施的制定，公司变流装置均流试验桥臂均流系数波动大的现象得到很大的改善，目前再未出现此类现象。