煤礦架線電機車常見問題及解決方法

賀志剛

摘要：伴隨著交流變速體系的發展，該產業產生了架線式變頻變速電機車。而本文就是以電機車為源頭，分析了礦用架線電機車直流牽引電機的特征，故障產生的因素，以及應采取的相應防范措施。

關鍵詞：架線電機車；煤礦

前言

直流電發動機被廣泛地應用到煤礦井上輸送的架線型與儲電池型的電機車里，因為其具備較好的機器把控特性。直流發動機與交流發動機相比較，其優點有：1、具有優良的驅動性能；2、在廣闊的范圍內，可平滑、經濟地轉速運行；3、在電磁制動上，投入的附件配置雖低，然而容易生效。但是，直流電動機構造繁雜，運營中維修比較困難。相對直流電機車來說，平常唯有對故障形成的原因做出明確地剖析判斷，方可以采用相應的措施，做好防備與故障處理。

一、故障產生的因素

當前煤礦井下應用的煤礦通電架線型電機車有很多，根據這些年的運用經驗整理，脫車直流電發動機修整率極高。作為直流電機，關鍵出現在變向器、電刷、主磁極和電樞繞組、軸承等部位，依據這些可以找到直流電動機運用在架線式電機車中常產生故障形成的因素。

（一）變向器。在牽引電動機運行進程中，變向器出現故障機率較為顯著。所以，處理變向器故障確實是一個關鍵的問題。大家從直流電動機運行的工作特質知道，直流電動機在運行中，其變向是一個相對繁雜的物理、化學等多樣式問題的整體表現。所以，變向器出現問題亦是直流電發動機一般會發生的故障。此問題的特點在于：灼熱留痕，其有兩大可能性：其一，假若由變向器的灼熱表面觀察情況還好，則選用紗布濕潤了汽油再擦拭，沒有出現顯眼的留痕就行了；其二灼熱比較嚴重時，選用濕潤汽油的紗布清潔后，仍有灼熱留下的跡象。

變向器在變向時會有出現火花，以至形成環火，其則是造成變向器灼傷的重要因素。 出現火花關鍵有機械與電磁兩種：①機械原因：變向器表層關鍵有灰塵、電刷磨損粉沒擦干凈現象；變向器表層還有變向片突出、變向片間云母絕緣突出、變向器表面不夠光潔現象；每種變向器的氣隙不勻稱；轉子不夠平衡，而且產生電刷在變向器上跳動。②電磁原因：推遲變向，使用后劇邊的電流密度擴大，當后刷邊離開變向片的時候，變向元件中還存有一些磁場熱能還沒釋放出來，因此后刷邊也許產生火花。超越變向，使前刷邊的電流密度擴大，而前刷邊剛觸碰到變向片，觸碰到面積較窄，也許接觸面上形成較高的電壓降和較大的熱量而在前刷邊下產生火花。

關于拖延變向，也許還會發生更重大的故障，才會產生環火。在電動機牽引進程中，受電弓發現忽然離開架線抑或是忽然觸碰到架線，使直流電動機遭到沖擊負載的影響。此時因為電機電樞電流急劇加大，變向元件的電抗電勢增強，遠大于變向電勢，導致造成過分耽誤變向，讓后刷邊產生猛烈的火花與電弧。由于在電樞的扭轉與發電力的作用下，火花與電弧勢必會伸張，讓后者往外拓張。進而，電流的快速上升，變向片壓強顯著上升，從而出現電位差火星。兩種火花綜合在一起，最后可能會變成超越兩級的電弧，甚而會造成變向器的崩潰。

（二）電刷。在直流電動機的電刷產生故障的機率也較高。壓力彈簧導致電刷壓力普遍在l4.7-24.5kPa之間，如果壓力大小不適當，則會產生故障；電刷在刷握內太松而產生跳動；電刷在刷握內太緊而被卡死；電刷磨損太深；形成和變向器接觸不好；各電刷桿之間的距離不相同，導致部分電刷所短路的元件不在幾何中心線上；電刷含銅占比高，降低了變向同路電阻，對變向導致制約；電刷沒有研磨好，讓電刷與變向器接觸面小。如此均是形成電刷故障的關鍵因素，都能夠促成變向器時產生火化，接著毀壞變向器和電刷。

（三）主磁極與電樞繞組。繞電阻短路、斷掉、連地線等各種形式均是主磁極、電線繞組的問題。由于發電機主磁極電線繞組而發生的問題中，繞電阻連地線出問題的占比相對高。所以，應注重剖析導致繞組接地的原因。

1、繞電阻隔絕氣體縫隙。電機車在日常電壓運作時，引導發動機繞組絕緣在電力的作用下會發生摩擦損壞的情況。因為長時間的摩擦損壞會讓絕緣層內形成空氣氣隙，在空氣隙內形成少數電子。當電壓達到相應程度時，這些電子與原子互相沖擊讓絕緣中帶電的電子加多，累積到相應數量時，出現氣隙放電侵入絕緣層，讓絕緣層變漸漸變薄，最后引致絕緣損壞。

2、絕緣老化。在電動機表層積累的灰塵太厚，而機身里面灰塵也太多，方會使繞組散熱不好；通常過負載運轉，讓電動機長期在溫度太高的現象下工作。這樣一來都會讓發動機絕緣層在化學作用下老化，造成隔絕成效很低，絕緣性能削減。由于引導發動機應用懸掛式裝配，電機車輪對于軌道接頭處、帶動車輪的縫隙、發動機承載中的負擔均會出現各種機器振動和電磁振動。其振動和發動機內部的電磁力作用于電樞與兩極上，從而帶動發動機振動，導致絕緣架構發生摩擦損壞情況。

3、工作條件。電機車牽引發動機長時間在較差工作條件下運轉，通常有濕氣侵入電動機內，使主磁極繞組與電樞繞組絕緣潮濕，絕緣阻值下降；電動機密閉得不夠嚴實，灰塵侵入電動機里面，電刷與變向器摩擦產生的碳粉與可導電的銅粉也殘存在發動機內部，其組合物擁有防潮的特效，會造成隔絕電阻數額的再一次削減，最后是出現繞組連地線出現問題。

4、軸承故障。作為牽引發動機的關鍵部件——軸承，也經常出現故障。軸承自身存有缺陷；軸承在裝配時受到損傷；軸承缺潤滑油；采用了不合格的潤滑油抑或是潤滑油的牌子不適合等，均是故障形成的主要因素。

二、防范措施

普遍運用的牽引發動機，它壽命相當長的。準確運用與合理維護發動機，可以減輕故障的產生。依據上段牽引發動機故障剖析成效，盡可能規避與減少發動機故障的發生，應采用相關的防范措施。

（一）應用前的故障排查。對于全新的、長時間未有使用的電機做好故障的排查工作：人力轉動發動機轉輪觀察其運動有否靈便；觀察發動機的隔絕電阻；繞組的直通電流電阻；檢驗電刷摩擦損毀情況，壓強的多少，和變向器的觸碰大致情形。

（二）適當操作。在電動機運行的過程中，電機車司機應適當操作，盡可能規避超載運行、承擔沖擊壓力與操控過電壓等情況。

（三）按標準檢修。依據直流發動機的檢修完善標準規定進行檢修，其修理工藝應符合需求；更換元件要和原來的元件的型號同樣，而且質量不差于原來的元件；變向器表層有一層氧化膜，修理時把變向器擦干凈，處理灼傷即可，不可以用紗布打磨，避免導致變向器表層不平滑與損壞表面氧化膜；電刷應盡可能研磨，安裝時還應關注刷把里面的張弛度與壓強的合理范圍；電刷裝配后需和變向器進行研磨；軸承要求必定要溫度高時再裝配，而且涂上相應的潤滑油；發動機維修完后，要轉動輪齒，觀察其運轉靈活與否，未有卡死等情形出現方可。

（四）按期維持保護。按期清理發動機表面的灰塵，改善電動機的散熱情況；檢查發動機的接線端子，確保接線不松脫、接實了；如期檢驗、清潔發動機的軸承，換上新的潤滑機油；如期檢測隔絕電阻；如期清潔電刷和發動機變向器的表層，觀察電刷和變向器的接觸情形，其壓強有否適中，電刷在刷把里有否松落抑或者卡死等現象。

三、結束語

對于架線式牽引電機車的發動機，一定要搞清楚故障出現的原因。剖析明確后，相應的采取防范措施，則效果較好。在裝配、應用、維護、檢查、修整等各程序中，均要嚴格細致，早發現早排查，方不會讓問題繼續惡化。

參考文獻：

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