浅谈机车牵引电机惯性烧损故障处理的措施

摘要：本文针对现场牵引电机惯性烧损的故障，结合现场出现的故障和教学实际，分析烧损的原因以及处理措施，希望能对现场有所借鉴。

关键词：惯性烧损  绝缘修复  电机滑环

二十多年以来，对铁路局职工培训中搜集很多现场实际故障处理问题，同时到现场调研发现的问题结合教学实际探索相关故障的处理措施。内燃机车惯性质量故障是影响内燃机车基本质量主要因素，是危害行车安全的罪魁祸首。针对这些惯性质量问题路局和各机务段、部件大修厂、机车整机大修厂等都采取了相应的技术措施来控制这些故障的发生。下面就其中的针对这些主要故障及采取的相应措施作以简要论述。

一、牵引发电机惯性烧损故障的处理措施

（一）机车大修时更换绝缘部件

主发电机定子绕组烧损故障，是其经过长期的工作，绕组导线的绝缘逐渐老化，绕组间和导线间绝缘逐渐降低，最终发生的一个故障现象。机车长时间、满负荷、低速运用，使得主发电机长时间工作在大电流工况下，加速电枢绕组绝缘老化，相互交叠的相间绕组发热→绝缘降低→绝缘击穿→相间短路→烧损。而且目前出于成本的考虑，大修机车与段修电机的修理处于相同的修理水平，大修时不更换绕组绝缘。根据大修厂提供的信息，大修机车的主发电机绝缘修复过程，基本上是检测→浸漆→试验→装车。没有从根本上改变解决绕组和绕组之间的绝缘状态，大修时不更换绕组绝缘。使得电机绝缘性能无法恢复，加剧了电机绕组短路烧损故障的发生。因此各机车使用单位纷纷要求机车大修厂、电机大修厂在牵引发电机大修时必须更换绕组绝缘，此项措施虽然增加一定的检修成本，但却能从根本上恢复牵引发电机的绝缘性能。而且电机质量的提高也给大修厂带来了良好的质量信誉。

（二）采取点焊固定的措施，防止绕组接地短路烧损

由于牵引发电机定子铁芯多片扇形定硅钢片叠压而成，在电机使用中经常出现定子铁芯变形跳片，破坏绝缘；各电机大修厂为解决这一问题普遍采取对易跳片部位的硅钢片多片点焊固定的措施，防止其串出。

这种办法虽然有效解决了铁芯变形跳片引起的绝缘破损接地短路，但也随之带来了另外一个质量问题：在跳片处理过程中，将硅钢片多片焊接到一起，由于焊接工艺水平的差异，和焊料的使用不同，一些焊后的电机工作时在焊点位置产生涡流，局部发热，破坏绕组绝缘，导致定子烧损。通过我们对段修电机解体检查，发现利用点焊固定的铁芯有三分之一焊点处出现局部涡流现象。因此利用点焊固定铁芯，防止其跳串片的措施利弊各半，不建议推广。如确需焊接，在焊修时采用非磁性焊条进行焊接，焊接时连片不允许超过三片，防止局部过热

（三）利用先进的检测手段提高电机大修、段修时的故障检出率

受部件大修时采用项修的影响，转子阻尼绕组长年失修，且工作过程中同时承受冲击电流机械振动两项载荷，连接板发热，连接板发生疲劳断裂。主发电机的相间绝缘状态在段修中无法检测。由于绕组间采用了有中性线的Y形连接方式，无法进行绕组间状态检测。应用微欧仪检测绕组阻值，也不能反映出相间状态。汇流环上焊点质量问题，是汇流环连线断故障的主要原因。由于绕组全部端部与汇流环不能有效接触，每3根绕组端头只有一个与汇流环相焊接，还有工作中的振动等等原因，通过一段时间的负荷电流，在绕组与汇流环联接的薄弱处，将绕组端部或汇流环烧断。磁极引线与滑环连接处，螺栓未紧固或接触面存在缺陷，造成接触电阻过大，通电后，该处发生打火或过热，逐渐烧断引出线。这是转子励磁连线断故障的另一种类型。以上可以看出绕组的故障主要集中在绕组中的各个关键节点上，这些故障隐患在过去检修过程中，只能通过目视外观检查，发现一些蛛丝马迹。或者利用微欧仪对绕组的阻值进行测量后做出评价。随着电机大电流故障诊断仪及红外线热像仪在电机检修中的应用，有效解决了对牵引发电机绕组内部隐性故障的检测。

二、控制主发电机滑环非正常磨耗措施

多年以来哈尔滨铁路局内连续发生的牵引发电机滑环非正常磨耗问题通过跟踪分析，开展作业过程写实和故障实际情况调查，认为机车牵引发电机滑环非正常磨耗的主要原因有：引发电机高负荷工作条件下，温度升高，通风量不足，滑环散热不良，机械磨耗加快，造成滑环凹陷。滑环材质存在缺陷，内有气孔，同时滑环表面削旋加工后，表面粗糙度达不到要求，造成滑环工作初期机械磨耗加快；同时由于滑环表面不能及时形成氧化膜便装车使用，电磨耗也加快；加工后螺旋槽深度不足，散热不好，磨耗过快。励磁电流方向调换周期长，不适应当前工况要求，是造成单环磨耗严重的主要因素。高温工作条件下，碳刷材料不纯、材质硬化、滑环材质软化，造成牵引发电机滑环磨耗加快。因牵引发电机碳刷压指压力调整不符合要求（过大或过小），造成牵引发电机滑环磨耗过快。牵引发电机滑环非正常磨耗表现为单环磨耗、磨耗状态为凹陷。

根据分析结论，为了进一步控制牵引发电机滑环磨耗速度，减少非正常磨耗，制定以下措施：

牵引发电机统一使用指示杆长度为50毫米长的刷握。牵引发电机刷握指示杆根据压力做好压力指示标记，小、辅修机车检查指示杆伸出长度为8—12毫米（有指示标记的按标记检查）。牵引发电机碳刷压指压力的调整只能由检修专业人员进行，非检修专业人员只能目视检查指示杆伸出长度，发现问题由检修专业人员处理。牵引发电机碳刷统一使用摩根公司生产的D172型碳刷。更换碳刷时，要在标准滑环架或待用滑环上研磨，不经研磨的碳刷不得装车使用。机车每次小修、第一次辅修及更换牵引发电机后的第一次修程时，调换励磁引入线，同时要求将正线做好红色标记，避免下次调换错乱。每次小、辅修对牵引发电机通风网进行清扫，确保通风网清洁。机车水阻试验时，在满足机车整定功率范围的前提下，按规定值的下限调整牵引发电机励磁电流。牵引发电机与侧壁防护罩支架间密封毡条应完好，保证良好密封状态。机车运用中，牵引发电机观察孔盖必须关闭严密、锁闭良好。牵引发电机滑环削旋后表面粗糙度不大于3.2um，螺旋槽必须达到宽度2mm、深度3mm、螺距为12mm的左旋螺旋槽，并倒角R1.5mm。研究并试验安装使用炭刷压力为自调节拉簧式刷盒，减少人为调整碳刷压力时导致的碳刷压力过大或不足问题。

三、 牵引电机引出线的软连线改造和电机引出线的使用寿命管理解决牵引电机连线断路烧损的措施

作为内燃机车惯性的质量故障：内燃机车牵引电动机定子引出线断线烧损故障一直困扰机车质量的一大难题，每年全局因电机断线落修达上百台。尤其是进入冬季，由于路基弹性变差，电机运行中震动加大，更是牵引电机绕组断线的高发期，电机断线后轻者造成大部件破损，重者引起火灾机破事故的发生，威胁行车安全。由于电机绕组断线导致电机非正常落修，使得检修成本增加，同时影响机车的运用，造成巨大的人力物力浪费。

由于过去牵引电机引出线采用硬连接或者是分段焊接软连接式，其抗震性差，使用中极易发生断裂烧损。后经改进采用橡胶电缆线为基材制作的软连线，由于其出色的抗震性，使用效果良好，而且由于采用阻燃橡胶抗电弧性能优良。通过我们对其使用寿命进行跟踪完全可以保证使用30万公里。近三年来我们对改造后的牵引电机未出现引出线断线现象。