孙伟军

摘要：铁路运输是当前我国交通运输行业中最重要的运输方式之一，其发展水平与人民群众的利益息息相关。所以保证铁路运输行业稳健持续发展，不但可以充分满足人们的出行需要，还可以为我国社会经济的快速发展起到较大促进作用。DF4型内燃机车是我国客运、货运主型机车之一，其整流装置如果出现故障势必会对机车的正常运行产生极大不利的影响。因此，本文主要针对DF4型内燃机车整流装置出现故障的原因进行分析，并提出了科学合理的预防措施，以供参考。

Abstract： Railway transportation is one of the most important modes of transportation in the Chinese transportation industry， and its development level is closely related to the interests of the people. Therefore， ensuring the steady and sustainable development of the railway transportation industry can not only fully meet people 's travel needs， but also play a great role in promoting the rapid development of China' s society and economy. Type DF4 internal combustion locomotive is one of the main passenger and freight locomotives in China. Its rectifier device will inevitably have a great adverse impact on the normal operation of the locomotive. Therefore， this paper mainly analyzes the causes of rectification device of DF4 internal combustion locomotive and proposes scientific and reasonable preventive measures for reference.

关键词：DF4型内燃机车;整流装置;故障原因;预防措施

Key words：  DF4-type internal combustion locomotive;rectifier device;cause of fault;preventive measures

中图分类号：U262                                         文獻标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）15-0146-02

0  引言

DF4型内燃机车是交-直流电传动内燃机车，其通过柴油机驱动牵引发电机，发电机输出的三相交流电经过主整流柜进行整流之后，向6台并联直流牵引电动机供电，从而传递机车功率。主整流柜是机车电传动体系中不可或缺的部件，如果出现故障问题，那么机车很可能会发生机破故障。前几年，DF4-2645机车在运行过程中发生了主整流柜烧损事故，最终导致铁路一般D类事故，在同一年内，DF4B-7427、DF8-0116等机车中种类相同的主整流柜也出现了故障。因此，对DF4型内燃机车出现故障的原因进行分析十分必要。

1  DF4型内燃机车整流装置故障原因分析

在内燃机车正常运转时，导致其主整流柜出现故障的原因有很多，可能是该装置自身的问题，或者是因机车上零部件出现问题而导致的整流装置出现问题。通过多次研究发现，主要是因为以下几点，分别是：

1.1 整流元件参数变化

DF4型内燃机车GTF-4800/770型整流柜中电路属于三相桥式全波整流，在其留个整流桥上分别并联设置了六只整流元件，一旦某个元件出现短路等问题，那么将会导致整个桥臂都出现短路，从而致使正负极短接，出现接地、过流等问题。由于主整流柜各整流桥臂都包括六只整流元件，且它们之间的关系是并联的，因此每一个整流元件的伏安特性都要相互匹配[1]。在对DF4型内燃机车主整流柜进行大幅度修理时得知，整流元件在运行很长一段时间之后，其正向伏安特性就会出现一定改变，那么同一桥臂中6个整流元件正向峰值电压也会存在较大差异。在对其进行科学规范的维修之后，其正向峰值电压最大值与最小值相比差值不得超出0.1V，且在对其进行大型维修之后该差值会有所提高，超出标准范围。若是相同桥臂中6个整流元件均流系数在0.85以上，就会导致整流元件出现击穿、过载等问题。

1.2 整流元件绝缘套管的绝缘性能变弱

整流元件的绝缘套管主要材质为具备较强绝缘能力的环氧管，其环绕于装配螺栓外围，阻隔整流元件散热片与螺栓并联。倘若绝缘套管受到损害，那么就会造成整流元件散热片和螺栓短接，并且整流元件中的正负极散热片是由螺栓连接的，这势必会令整流元件的散热片正负两极发生短接，最终造成机车形成过流、接地等问题。

1.3 异物紧贴整流元件

DF4型内燃机车的整流柜包含4个面，一半是钢板全密封，另一半是网状铁丝门防护。整流柜顶端核心处与最下边风道都有钢板保护，其中最上端设置了一定防护措施，然而顶部两侧却有25%左右的区域是没有设置防护设施的，有较大间隙。

整流柜是强迫性通风，管道位于其下半部分，风向则是从上向下吸风从而散发整流柜的热度，在机车日常运转环节，极易出现垃圾、杂质被吸入柜内。若是杂质与整流元件密切接触，则很有可能导致整流元件的正负两极发生短路，并且当电流经过散热片的时候，其就会被烧损。

1.4 牵引电动机绕组环火、短路，出现高电流，整流元件被击穿

由于牵引电动机中结构复杂，且众零件经常存在老龄化、受损等问题，所以其发生不对称的两相直接短路现象非常常见。该环节的电压几乎是额定电压的3倍还多，由此出现大量电流，最后整流元件被击穿、烧毁[2]。倘若直流牵引电动机是因自己因素而出现环火或者更严重的故障，那么就会导致同步主发电机三相直接短路，当电流到达整流柜的时候，就会出现烧损现象。在该阶段，同步主发电机中每一个绕组都会产生大量冲击性电流，比额定电流要高13倍左右。而整流装置各元件在遇到如此高强电流的时候，就会发生其元件被烧损的问题。

1.5 事故整流柜故障原因分析

通过对多例真实整流柜故障因素予以研究探讨，发现故障整流元件某一侧散热片、绝缘套管出现高度烧损，但是对柜内部进行观察检测发现其十分整洁，并无垃圾杂物存在，且表面也无任何异常情况，因此可断定是整流元件自身的原因才造成的短路。通过对散热片、螺栓等部件进行全面检测，认为是绝缘套管自身问题的可能性偏大。之后在将整流元件予以拆卸分解之后，观察到管芯未曾被击穿，这又一次加大了绝缘套管出现故障的可能性。

在拆卸完成之后，得知故障是因绝缘套管在整流元件压装阶段受到了破坏，灰尘累积较多，且因环境问题也有些潮湿，一旦散热片或者紧压螺栓通电，那么整流元件正负极散热片势必会发生短路问题，最后出现烧损。

再展开深层次调查之后，发现该整流元件的管芯和散热器并非同一个生产商，之前的管芯和新管芯外部轮廓有很大区别。对此，检修厂家特意对散热器进行了加工改造，以便令崭新管芯和之前散热器予以组拼安装。通过故障现场可得知，绝缘套管受损和散热片被改造过有一定关系。

如果正负散热器和管芯接触的两个平面的平行度存在很大差异时，那么在具体压装条件下可借鑒管芯平面基本情况，从而针对正负散热器进行大力维修调整，装配螺栓位置错误，与标准不符，直接令绝缘套管、散热器遭到挤压与摩擦。当整流元件压装压力是16kN时，散热片就会不断压迫绝缘套管，最终导致其被破坏、出现裂纹，同时出现短路。

2  DF4型内燃机车整流装置故障预防措施

2.1 注重整流元件和整流柜均流试验

整流元件本身发热水平与其正向电流、压降息息相关，而正向电流和负载电流又有着密切关系。基于此，在负载不变的情况下，整流元件的正向压降直接影响其发热量。如果整流元件的正向压降超出标准范围，就会导致整流元件由于结温偏高从而在短时间内受损。所以，不仅要在每一个修理阶段对其整流元件的正向压降进行严格仔细检验，同时也不要忘记在机务环节对机车进行辅小修时，检测其整流元件的正向压降[3]。

在具体检修过程中，一定要对反向峰值漏电流予以全面检测。反向峰值漏电流的强弱直接决定了整流元件单向导电水平的高低，两者之间的关系为反比例，也就是说，该数值越大，它的单向导电能力就越弱，如果温度增高，则反方向击穿电压就会得到骤然下降。这直接造成整流元件顺利运行受阻。所以，必须要把整流元件反向峰值漏电流检验放在DF4型内燃机车辅小修任务中。此外，在对DF4型内燃机车进行中修、轻大修、大修的时候，一定要完全遵守相关规章制度和标准流程，对主整流柜各方面的功能进行精细严谨的均流试验，从而令整流装置内各个桥臂中的所有整流元件均流系数都与标准规定完全相符。

不仅如此，通过对多年的检修故障进行整合统筹发现，对DF4型内燃机车进行两次大修之后，其整流元件就会更容易发生峰值电压差的问题。为了确保整流柜运行的安全性和稳定性，应当将其放进寿命管理中。并在实际大修环节，将已经有8年左右使用年龄的DF4型内燃机车整流元件进行替换，确保其自身性能满足相关标准要求。

2.2 提升整流元件绝缘套管检测水平

通过调查之前DF4型内燃机车整流装置出现的故障可知，主要原因为整流元件的绝缘套管，对此，首先要保证管芯与散热器两个零件都是出自一个生产商家，不可单独购买，更不能私自对散热片予以改造加工。当对DF4型内燃机车进行大修的过程中，整流元件的绝缘套管一定要进行彻底更换，待压装完毕整流元件之后，即可开始安装整流柜，但是需要格外注意的是，在正式安装之前，相关工作人员需要用手将绝缘套管轻轻拧动，确保其能够灵活转动，和散热片并没有接触摩擦的现象。

并且，为了有效确保绝缘套管产品的品质，检修企业一定要每间隔一段时间就抽查样品送至质量检测单位予以检验，保证每个批次的绝缘套管都能够充分满足相关标准要求。在具体应用环节，相关部门也要极大巡查检测的力度，一旦察觉套管发生变色问题，就要及时对其进行替换。

2.3 加强机车运行之前的检查工作

在DF4型内燃机车正式运行之前，务必要对其整流柜、电气室中的每个部品进行全面检测，保证其都与标准一致。比如整流柜顶端和四周没有垃圾杂物，电气室中每个部件的安装状态都十分稳固安全，没有松脱问题，防止垃圾杂物被风卷入整流柜中，并粘贴在整流元件表面[4]。同时，也要确保整流元件表面整洁干燥，对DF4型内燃机车进行定期辅修时都要对其表层存在的灰尘和油污予以清理，确保整流元件优良的散热性。

2.4 严格落实牵引电动机检修技术，注重维护和清洁

注重牵引电机的日常维护清理以及保护工作。在检修牵引电机的过程中，严格遵守相关规范条例，保证每个绝缘部件都不会出现老化、烧损等问题，各个绕组、电刷以及换向器等零件都要合格。

3  结束语

综上所述，导致DF4型内燃机车整流装置出现故障的原因有很多种，所以一定要加强检修，遵守相关制度，做好牵引电动机的清洁工作，做好机车运行之前的检查工作，加强整流元件和整流柜均流试验等，降低DF4型内燃机车整流装置出现故障的几率。

参考文献：

[1]张帅，付恩莉.浅析DF4型内燃机车整流装置故障原因及预防措施[J].电子世界，2019（03）：157-158.

[2]李强.东风DF_（4D）型内燃机车整流柜故障的成因与预防[J].现代商贸工业，2011，23（17）：319.

[3]祝维磊.DF4DD内燃机车电气故障及诊断策略分析[J].内燃机与配件，2021（07）：162-163.

[4]余志猛.DF4B型内燃机车柴油机机油压力低的原因分析与处理措施[J].内燃机与配件，2021（04）：151-152.