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论电力机车的故障检测及解决措施

来源:万方期刊网  时间:2017-10-24 09:28:22  点击:

作者:杨胜林

  摘要:电力机车主要部件为牵引电机,电机的运行情况对于机车运行的安全与稳定具有重要影响。电机常见故障为绕组局部烧损,造成绕组烧损的原因较多,如绝缘受损、轴承受损、转子绕组摩擦过大、短路等,在故障检修时应根据故障表现,采用相应的处理方法及时排除故障,确保电力机车的正常运行;同时为减少故障的产生,在安装电机时应做好各项安全保护措施。
  关键词:电力机车;故障检测;电机
  1电力机车电机部件的常见故障
  1.1电机绕组局部烧损
  电机绕组局部烧损的引起原因较多,若绕组仅为轻度烧损,不影响电机运行,但可降低电机运行的稳定性,增大能源损耗,若不及时采取对策,可能转变为重度烧损,导致被迫停机甚至引发安全事故。绕组局部烧损的影响因素主要有:
  1.11电机绕组绝缘受损
  电机自身质量存在一定问题,或电机由于使用年限过长造成密封性差,外界环境的水分渗透到电机内部,加上电机运行过程中可能产生具有一定腐蚀性化学成分或气体侵入到电机内部,造成电机绕组绝缘性能降低,若被侵蚀部位绝缘层破坏严重,可能引起短路从而产生烧损现象。
  1.12轴承损坏
  轴承是电机中的重要组成部件,若轴承出现故障,则可能造成电机转子负荷过大,影响其运转效率,从而导致电机绕组烧损。轴承发生故障的主要原因有以下几方面:
  首先,轴承装配方式为冷装配和热装配两种,其中冷装配是采用机械敲击的方式进行装配,若在装配过程中由于敲击力度不均,可能导致轴承的内圈过盈量减少,出现跑内圈的现象;另一方面,轴承外圈与电机端盖之间嵌套的过盈量应保持在一定范围,若过盈量过大可能导致轴承内滚柱游戏空隙变小,或受力不均匀,使轴承在运行过程中温度升高过快而烧毁轴承。
  其次,轴承与其他部件之间摩擦力增大,可能导致烧损。轴承缺油或润滑剂失效时,轴承滚珠与导轨之间润滑程度下降引起的过大摩擦、灰尘等异物进入轴承内外圈组成的腔体内引起的过大摩擦、润滑剂本身质量问题或型号问题,导致在运行期间产生硬状颗粒物引起的过大摩擦、电机长期不用,缺乏检修,内部组成部件生锈引起的过大摩擦等,均可导致电机部分烧损现象的发生。
  最后,电机安装过程中由于安装质量问题或长期使用,导致电机定子和转子铁芯轴向出现错位现象,转轴精度不高导致轴承在安装后内圈与外圈在轴向受到相反作用力,从而导致轴承损坏。
  1.13电机转子绕组及相关部件摩擦
  电机转子绕组端尺寸未达到相关标准,若在更换绕组或对电机进行检修时由于操作不当,可能造成绕组端部与其他部件之间产生碰撞,部件之间由于碰撞过多从而生成较多热量,导致绕组局部烧损的故障。
  1.1.4绕组绝缘老化引起短路
  电机经过长期的高负荷运行以及过载运行加快了绕组的绝缘老化,在老化程度最大处被碳化失去绝缘而引起多种短路情况,如相间短路、对地短路以及匝间短路等,从而导致绕组局部被烧损。
  1.2三相异步电动机一相或两相绕组烧毁
  对三相异步电机来说,一相或两相绕组烧毁或过热的最主要原因即是缺相导致的,一般来说在电机启动或运行时缺相带来的现象是有所不同的,如果是在启动中缺相,则在合闸后电机只会发出嗡嗡的响声而不运行,这主要是因为在缺相后定子铁心中产生的是单相脉动磁场,达不到使电机转子运转的转矩,此时绕组中通过的电流急剧增加,甚至达到额定电流的几倍,根据欧姆定律可知,在大电流的作用下电阻会放出大量的热,从而导致绕组烧毁;另外如果电机正处在运行状态则缺相后仍然可以保持运行,但由于缺相导致的磁场发生畸变而使有害电流瞬间增加,长时间运行的状态下就会导致绕组烧毁。
  2电力机车电机故障排除方法
  2.1电机绕组绝缘受损故障的排除
  当发现电机绕组局部烧损后,应立即断电,检查故障来源。通过对电机内部结构的检测,及时排除绕组绝缘受侵蚀的现象;第二,对故障电机进行拆解,对绕组绝缘受损部分进行刷漆保护,然后重新组装电机,并采用加装密封垫、涂装密封胶等方法,做好电机的密封保护工作;第三,若电机工作环境为潮湿环境,则应加装保护罩,为电机创设相对密封、干燥的工作环境;第四,合理定制电机检修周期,以便能及时发现问题,及时解决,避免重大事故的发生。
  2.2电机轴承故障排除方法
  首先,改变电机轴承装配方式,采用热装配方法。热装配法可有效避免由于外力作用,对电机部件产生损坏作用,从而引起部件的工作性能。热装配法装配时需要将轴承进行加热处理,一般装配前加热至80℃-100℃,利用轴承内圈受热膨胀,进行相关组件的安装工作,以保证轴承装配的施工质量。
  其次,做好各项处理措施,消除或减小摩擦力的产生。安装前,可对轴承及相关部件进行有效的清洗处理,检查内部组件内无异物或杂质后方可安装;选用性能优良的润滑剂,尽可能选用同一品牌、统一型号的润滑脂,定时添加润滑剂,确保电机轴承的润滑程度;制定合理的检修制度,定期对电机及相关部件进行性能检测,以便及时发现隐藏的故障。
  最后,加强电机管理。首先是安装时的质量管理,安装时要确保电机定子、转子铁芯之间的精确度,以保证轴承内外圈受力的一致性,提高安装人员的安装技术,加强施工技术管理;其次是做好电机日常养护管理,定期检测电机轴承的运转性能,做到及时发现,及时处理,将故障隐患及时排除,防止出现较大的安全事故。
  2.3电机转子绕组及相关部件摩擦故障的排除
  电机转子绕组与相关部件摩擦过大时,一般解决对策为:在更新电机的绕组时要严格按照原数据进行嵌线,对电机检修时要按规范操作,防止刚性物体碰触绕组,在对转子抽芯时必须将转子整个抬起,防止转子与定子之间发生碰触,回装前对各部件进行仔细地检查,并保证转子回装后的位置与拆卸之前完全一致,如果发生偏心现象要及时矫正,保证转子与定子之间的距离在各方向上保持均匀。
  2.4绕组绝缘老化引起短路故障排除
  绕组绝缘老化引起电路短路故障的解决对策:首先,应当使电机在额定负载的范围内运行,避免电动机过载运行;其次,避免电机频繁起动和制动,控制瞬间过大电流通过电机绕组,再次,要保证电机绕组表面的洁净并良好通风散热;最后,防止异物尤其是金属异物进入电机内部造成定子与转子之间短路。
  2.5三相异步电动机一相或两相绕组烧毁
  三相异步电机一相或两相绕组烧毁故障的解决对策:从原因分析可知,启动中的缺相比运行过程中的突然缺相危害更大,要避免缺相带来的危害,应当对电机经常进行维护和检修,对电机MCC功能单元要重点维护,对接入电机的线缆以及各静动触点要做可靠性检查,最大限度杜绝电机的缺相运行。

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