电力机车牵引电机故障原因分析及处理措施

电力机车牵引电机故障原因分析及处理措施

牛葆泽

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头西机务段验收室，内蒙古自治区包头市 014010

摘要：牵引电机是电力机车的重要组成部分，是为电力机车提供动力的重要设备，由于机车运用时，电机不仅受到负荷、振动以及气候条件的影响，而且在电机内部还存在摩擦、铜和铁的损耗而使电机各部发热，使绝缘受到影响。其发生的故障复杂多样，它的故障会造成机车主接地、牵引无流，严重的可以引起火灾事故。

关键词：电力机车；牵引电机；常见故障；处理措施

一、前言

SS4G型机车的牵引电机采用ZD105型直流电机，在长期的运用过程中经常发生环火、接地和轴承过热等故障。本文针对SS4G型电力机车的常见故障和原因进行分析、提出切实可行的处理措施，为做好日常检修、维护保养和提高牵引电机工作的可靠性提供技术支持。

二、故障危害

1.危及行车安全，干扰正常的运输秩序。

2.给检修部门带来极大的人力和物力的浪费，并影响正常的机车供应。

三.原因分析及采取措施

1.电机环火原因分析及处理措施

1.1电机本身方面

（1）电机碳刷与换向器接触不良

处理措施：研磨碳刷使其与换向器圆弧面贴合，碳刷与换向器的接触面积≮80%，并在轻载情况下运行0.5～1小时。

（2）刷盒松动或装置不当

处理措施：检查并紧固刷盒固定螺丝，调整刷盒使刷盒底面与换向器表面距离3～4mm，刷盒底面与换向器的平行度偏差≯0.7mm。

（3）碳刷与刷盒配合不当

处理措施：碳刷与刷盒不能过松或过紧，应有适当的间隙，防止电刷接触面粘铜。用塞尺测量碳刷与刷盒孔的间隙应为：轴向0.10～0.45mm；圆周方向0.05～0.25mm，否则检查刷盒是否变形或碳刷牌号是否符合要求，更换不良者。

（4）碳刷压力不当或不匀

处理措施：压力过大将使电刷磨损加快；压力过小会使电刷跳动产生火花；压力不均使电流分配不均，电流较大的可能产生火花，低电密下滑动的电刷，对换向器磨损也有影响。检查刷盒压指压力值是否在30±3N，同一刷盒其碳刷压力差应在3N以内，否则检查刷盒压指弹簧是否变形或疲劳。

（5）刷架圈涨紧螺栓松动或定位块开焊脱落

处理措施：检查刷架圈涨紧螺栓应紧固，定位块与机座焊接牢固。

（6）碳刷位置不在中性位

处理措施：使用碳刷中性位测试仪重新校验碳刷中性位，使其相邻两碳刷的感应电势控制在5mV以下。

（7）碳刷磨损过短或型号、尺寸不符合要求

处理措施：检查所使用碳刷长度不小于30mm，同一刷盒使用的碳刷长度不应相差5mm， 同一碳刷的二分裂碳刷长度差小于0.5mm。同一台电机禁止使用不同型号、不同生产厂家的碳刷，否则，会由于接触电阻大小不同造成电刷间的负载分配不均，致使接触电阻小的电刷因电流较大而使换向恶化。

（8）换向器表面不光洁、不圆或有污垢等原因都可以引起电机换向不良而导致电机环火。

处理措施：检查换向器表面圆跳动量≯0.05mm，磨耗量≯0.15mm，否者重新光刀，然后检查云母槽下刻深度1.5±0.2mm及倒角(0.3～0.4mm)×45°，倒角过大会减少换向面积；倒角过小碳粉不易甩出。建议采用专用工具使倒角形成球面、端部喇叭口，以利于碳粉甩出，并增加放电距离，减少电机环火。否者重新下刻云母槽及倒角，同时对换向器表面及云母槽内进行擦拭保洁。

（9）转轴弯曲变形或转子动平衡不良

处理措施：电机由于受外力或异物等作用而产生转轴弯曲变形或动平衡不良。此时,电机在运行中,会造成电刷在换向器表面跳动量增大,引起电刷向换向器表面放电,象点焊一样,使换向器表面形成“麻面”，这种“麻面”如同砂布的作用一样，把电刷很快磨耗，产生大量碳粉，使换向器表面的氧化氩铜薄膜遭到严重破坏，电机的换向急剧恶化，以致形成环火。检查轴端锥面跳动量不大于0.12mm，否则说明转轴弯曲变形需更换。对电机振动过大的电枢，应在动平衡试验机上进行校验动平衡。

1.2操作不当

（1）电机长时间过载运行

处理措施：保证电机在允许的工况下运行，尤其在长大坡道上，应采用“先闯后爬，闯爬结合”的操纵方法，进入坡道前应提前增大机车牵引力，储备动能，进入坡道后应进行预防性撒砂，防止空转。

（2）电机长时间高速空转

处理措施：运行时应注意不要发生空转，若一旦发生空转应及时退手柄或撒砂进行控制。

（3）机车运行中换向操纵（打逆电）。

处理措施：机车在运行中或未停稳前，禁止换向操纵（打逆电）。

2.电机接地原因及采取措施

（1）电机严重环火容易导致电机本身绝缘下降从而引发电机接地。

处理措施：按照电机环火的措施进行处理，并利用1000V兆欧表对电机进行绝缘测试，主极、换向极绕组对地及相互间绝缘电阻不小于50兆欧，电枢绕组对地绝缘电阻不小于20兆欧。运用机车牵引电机各绕组对地及相互间绝缘电阻不小于10兆欧，电枢绕组对地绝缘电阻不小于5兆欧。

（2）接线板、电机各绕组及连线外包绝缘老化或损坏，污垢太多，绕组受潮。

处理措施：定期用干燥的压缩空气吹扫电机内部和接线盒，用干净布擦拭绝缘刷杆、接线板、引出线、连线等外表面的油污、灰尘等；查找老化或损坏部位，进行修复或更换，并作绝缘处理。测试绝缘电阻，若绝缘电阻太小或漏电流太大应进行干燥处理。对主极、换向极绕组进行耐电压试验：交流4500V，1min,无击穿闪络；直流8kV，1min,漏电电流≯80μA。对电枢绕组进行耐电压试验：交流4000V，1min,无击穿闪络；直流6kV，1min,漏电电流≯80μA。

（3）电机各绕组或连线绝缘破损接地等原因都会引发电机接地。

处理措施：查找接地处所，对绝缘破损部位进行绝缘包扎并进行涂漆或浸漆、烘干处理，然后进行绝缘测试。

3.电机轴承故障原因及采取措施

（1）轴承异音的原因及判断处理方法

严格区分轴承噪音与轻微有害异音是比较困难的，只有不断地在实践中积累经验，才能较准确地分清各种异音。异音的主要原因有：缺少润滑油脂、轴承内部有伤或损坏、轴承中侵入杂质。

判断及处理方法：若轴承发出干磨声，而且声音中含有与转数无关的不规则金属声，表明轴承润滑油脂过少，需补充润滑脂，补充后干磨基本消失；若轴承发出“咕噜、咕噜”声，其周期与转数成正比，表明轴承内套表面或滚柱表面有伤痕，应及时更换；若轴承发出声音小而不规则，与转数无关，但也会产生“咕噜”声，表明轴承中侵入了杂质，应拆下轴承进行清洗并更换润滑油脂。

（2）轴承过热的原因及判断处理方法

轴承过热的主要原因：润滑油脂过多或过少；轴承破裂或内部有缺陷；轴承中侵入杂质或锈蚀；电机或负载转动部分不平衡量太大；定、转子相摩擦；两端轴承装配不平行。

判断及处理方法：轴承润油脂应装满轴承室的1/2～2/3，油脂太多，轴承运行阻力加大，同时也不利于散热，温度升高；润油脂太少，轴承干磨，温度也会升高；若轴承及电机表面均严重发热，震动大，运行中能听到“擦、擦“声，表明电机定、转子相摩擦，该电机需分解修理；若电机两端同时出现发热，振动大、噪音大，停机后，用手扳动转动部分比较吃力，检查端盖螺栓是否有松动。拧紧后，仍出现轴承严重发热，则需检测转子不平衡量、测量转子跳动量或重新装配电机。

四、结束语

自从我局配属电力机车以来，在实际运用和检修过程中我们不断地进行实践和探索。通过对电力机车牵引电机故障现象来判断电机的故障隐患，及时发现故障并作出初步应急处理，避免故障扩大，为电机的快速修复赢得了时间，在一定程度上降低了修理难度，节约了修理成本。