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DF4D型内燃机车电器可靠性提升改造
——风泵接触器(YC)的改造

2018-02-21

现代工业经济和信息化 2018年13期
关键词:灭弧凸轮接触器

李 强

(西山煤电(集团)有限责任公司铁路公司, 山西 太原 030002)

引言

接触器是用来控制电路的自动切换电器,其特点是能开闭较大电流,可频繁操作,并能远程控制。电磁接触器的工作原理是:当电磁接触器的线圈得电后,产生电磁力吸引衔铁动作,同时通过传动装置使主触头闭合,辅助触头中的常闭触头断开,常开触头闭合;如果线圈失电,在弹簧的作用下,使衔铁和各触头回到原来位置。

1 现有设备的概况及触头烧损的原因分析

DF4D机车采用的风泵接触器是由西安沙尔特宝生产的电器,型号为S156g,主要技术规格为:主触头额定电流250 A,主触头额定电压直流110 V,控制线圈电源电压直流110 V,功率≦22 kW,共有三组主触头。该接触器用于控制机车空气压缩机(或称风泵)的启动、断开。

在使用中我们经常遇到主触头烧损、粘连,增加了机车维护成本;并且造成风泵不能正常工作,极大地影响行车安全。为了减少此类故障的发生,我们对接触器主触头烧损的原因进行了分析,经过反复试验、对比,找到了原因,现简要论述如下:

1)主触头极性装反,造成触头烧损。该接触器采用磁吹式灭弧方式,正常状态下,灭弧能力较好,如果极性装反,就会造成主触头在动作过程中电弧增大,容易烧损主触头。

2)长时间动作磨损,主触头动作行程不一致,容易烧损某一触头。接触器动作过程中,执行机构中触头凸轮与触头滚轮接触,长时间使用,凸轮磨损,造成三组主触头动作行程不一致,造成某一触头烧损。

3)接触器吸附灰尘,造成触头烧损。接触器长时间暴露在空气中,本身会吸附铁性粉末。尤其是在铁芯和衔铁间聚集,衔铁吸合不到位,动静触头接触压力不够,触头过热烧损。

2 解决问题的措施

针对上述情况我们采取如下措施:

1)加强维修人员素质,按标作业,避免主触头极性装反的事情发生。

2)更换磨损的主触头凸轮,尽量保证主触头动作行程一致。

3)安排人员经常吹扫电气柜,保持各接触器清洁。

采取上述措施后,效果有所改善,但不明显。其中在更换主触头凸轮,由于是人工更换,经常会造成凸轮损坏,效果不佳。对此我们不断摸索,反复探讨,提出使用单组触头的接触器替换原来的三组触头串联的接触器。

建议1:使用DF4型内燃机车风泵接触器。这种接触器属于老式产品,依然还是电控形式,体积大、质量重,且含有压力空气控制部分,结构复杂,在原有基础上改造难度大。该方案一提出,大多数认为此方法不合适。

建议2:重新调研市场,寻找合适的接触器,基本需求仍然是电磁接触器,主要改动是三组联动改为一组动作。

3 问题的实质解决

我们找到风泵接触器控制的电机,电机其主要技术数据为额定功率22 kW,额定电压110 V,额定电流240A,结合原接触器(S156g)、风泵电机两者的技术数据,大家网上搜索、资料查询、国铁机车电器使用状况的了解。经过比较我们试用了西安开天的QCC2-400型电磁接触器,现将该接触器结构及使用等情况描述如下:

结构描述:该接触器主触头采用双段点桥式结构,触头形式为指状,并且在接通、分断过程中伴随有研磨,分断(接触)线和工作线分开,有效地保护工作线。灭弧系统采用电磁吹弧和灭弧栅片两部分组成,具有灭弧性能好、分段能力强、可靠性高和电寿命长等特点。磁路线圈部分装有过电压抑制器,可吸收线圈的自感应电动势,对控制电路的相关电器有一定的保护作用,并带有工作指示灯,显示接触器的工作状态;

经查该接触器满足下列标准:铁路应用机车车辆电气设备、机车车辆用直流接触器、轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验。

该接触器的工作原理:当控制线圈通电后,线圈中因有电流通过而产生磁场,衔铁在磁场的作用下,克服返回弹簧的反作用力及其他外力,向档铁运动,从而通过联动块带动动触头运动,与静触头接触,使电路接通;而当控制线圈断电时,线圈中的电流消失,磁场消失,联动块在返回弹簧的反作用力下复位,带动动触头与静触头分离,使电路切断。

该接触器的特点为:接触器线圈的两端并接有过电压抑制器,接线时应按标识极性接线,否则将损坏过电压抑制器引起接触器功能实效,主触头接线时没有极性之分。

改造后的接触器有应急操作的功能,能够在紧急情况下快速处理,并维持运行到段。机车在运行中,如果牵引发电机励磁接触器(LC)无法正常吸合时故障应急操作的步骤为:第一,把司机控制器手柄回“零”位,断开机车控制开关,保证励磁机励磁接触器(LLC)断开,确认机车励磁电路无电;第二,从灭弧罩上取下应急钥匙,插入应急孔中,用力将应急钥匙向里插入,顶死衔铁,同时将应急钥匙旋转90°即可;第三,分断时,也要把司机控制器手柄回“零”位,断开机车控制开关,保证励磁机励磁接触器(LLC)断开,确认机车励磁电路无电,用力将应急钥匙向里压入0.5mm,同时将应急钥匙旋转90°,放松使应急钥匙弹出,维持运行。机车到达目的地后,及时维修。另外,我们将该接触器的辅助联锁同时更换为防护等级为IP60的QKW5型速动开关,具有速动、自净和密封的特点,在较恶劣环境中接点可靠性高。

4 改造的程序

选定机车电气柜安装位置,一般我们在原有YC的位置即可;记录各接触器安装接线并确认线号;拆除机车配件,并妥善保管;清理电气柜杂物,保证接触器环境良好;安装接触器并按照线号接线,要求布线规范,线号明确,并牢固绑扎;通电试验,检查接触器安装状态及接线状态。启动柴油机,做空压机泵风试验;停机,检查接触器状态,尤其是主触头。

5 结语

通过一段时间的使用,新的改造措施效果明显。原车的YC接触器每次辅修期(3个月)至少更换一次主触头,整体配件更换时间为6—9个月。新式的接触器更换时间为2017年的3月份,至今仍在使用,目测状态良好,预计还能使用较长的时间。这样的改造不仅节约了设备的维修的成本,无形之中也减少了机故时间,保证了运输效率,同时也提高了安全环境,取得了非常好的效果。

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