摘要：简述HXD3型电力机车低压电源柜直流接触器的触头粘连故障情况的简单分析和讨论，对于直流接触器触头的连续切换
关键词：直流接触器触头；铁路电力机车
1环境描述
随着社会的发展和人类文明的进步，交通运输在社会中的重要性日益增强，各式各样的交通工具应运而生，在现代社会中扮演这越来越重要的角色。进入二十一世纪以来，我国的交通基础建设及运输装置发展迅猛，铁路在其中扮演着极为重要的角色，无论客运还是货运，无论是内燃机车还是电力机车，电力系统都是机车重要的组成部分。
在电路系统中，接触器是一个极为常见的部件，它在电路系统中也扮演着非常重要的角色，作为开关的一种，它的开闭状态直接影响着电路中各系统、部件的接入和切除情况，在运行过程中，一旦它出现问题造成的后果可能是非常大的。
在电力机车某些检修及各类大修修程过程中，HXD3电源柜直流接触器为非必换件，需要进行检修，但在检修后，直流接触器还可能会发生一些问题，这就需要引起我们的反思，来分析和解决这个情况，以提高整个接触器的质量稳定性。
对于HXD3型电力机车充电柜直流接触器来说，如果接触器两触头均发生黏连，如在调试、试验过程中则会出现接地报警情况；如果在机车实际运用中发生该问题，则会导致机破事故的发生，下面我们对该问题进行具体分析。
2 问题发生
首先，关于接触器黏连问题的发生可能是在车下检修阶段，这个问题相对好发现，也好处理。在检修完毕进行的部件试验时，如接触器吸合后无法断开，则可对直流接触器进行拆解，查找问题。如在机车调试及试验过程中，则该部件问题会出现在电力机车在进行高压电气动作的过程中。在做APU转换单机供电步骤时，如果发生APU接地报警，则可能为直流接触器故障(接线错误等其他类型错误等问题在车下进行电源柜整体试验时已可以发现并处理，上车后为加载状态，车下模拟无法完全做到这一状态），这时我们就需要停止试验进行排查。
3 问题调查
针对该故障发生的实际位置及实际情况，制定车上故障调查方式如下：
在发生接地报警后，可先将APU2进行隔离，APU1运行试验，观察APU1CTR控制单元整流侧GDI接地电流信号。机车主断路器闭合后APU1运行一会，机车跳主断。APU1CTR控制单元整流侧GDI未检测到接地电流信号。检查APU2CTR控制单元整流侧GDI有接地信号，同时整流侧封锁。人为解锁后重新闭合主断路器观察隔离后的APU2中间直流FDCV电压和APU1中间直流电压同步上升750V。判断APU1中间直流和APU2中间直流有通路。根据机车原理APU1和APU2中间直流同时给PSU电源柜供电，如果发生此类情况，基本可以认为PSU充电柜内CTT-1和CTT-2接触器可能存在黏连。现场可以拆下疑似黏连接触器并更换新接触器，进行二次试验。试验几次后，如果故障警报解除，则可认为拆下接触器本身存在问题，可将疑似烧损接触器进行拆解寻找故障成因，并进行后续分析。
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4 问题分析
4.1对车上更换的新品接触器进行多次更换，在其进行多次APU转换试验后，对试验后的新品接触器进行拆解分析，分析后发现更换后的新接触器主触点良好，说明新接触器的完全符合设计要求，其结构特性和性能特性完全符合工作状态的需要。多次对比发现问题应该出现在检修后的接触器本身。
4.2对发生接地问题的直流接触器进行拆解，根据现场存在的实际情况发现，疑似问题接触器的确存在接触器触头黏连情况，黏连状态为主触点融化黏连。对此问题进行具体分析：
4.2.1根据直流接触器内部结构分析，其主触头的动触点为弹簧装置，其弹簧在主触头吸合时为拉伸状态，复原后为正常状态，查该接触器黏连触点的弹簧在主触头断开时（即正常状态下）的长度与新品长度一致，并未存在因弹簧正常状态长度无法复原（即弹簧失效）导致的主触点无法断开的情况，且根据该接触器执行的标准（GB14048.4）弹簧的疲劳要求远远大于接触器实际使用状态中动作的次数，但该情况在实际应用中依然可能发生，比如检修过程中发生疏漏导致弹簧安装错误或将不合品安装导致触点无法断开，或断开距离过短存在拉弧隐患。
4.2.2触头黏连一般为拉弧或局部电流过大局部温度过高引起触点融化导致触点黏连。根据实际情况对连接器工作状态进行实际分析，实际连接器工作状态为：其中一端接触器先发生粘连导致无法达到断开效果，但因其正常工作状态即为闭合状态，黏连后也为闭合状态，所以无法在正常情况下判断该端是否为闭合状态，然后在进行APU转换的过程中另一端接触器闭合，相当于模组并联导致电流突然加大，温度升高剧烈造成另一端主触点同时烧毁黏连。两端直流接触器同时接地，两单元均过电流，导致故障检测系统直接报接地故障。
5 解决办法
首先，根据接触器的执行标准GB14048.4，接触器允许进行检修。
那么我们进一步对检修过程及其中实际存在的风险问题进行探讨：
接触器在下车到达检修现场时，主触头正常情况下会有一层明显的氧化层，这层氧化层会导致触电见接触电阻增大，触电面发热过高，正常检修过程需要对其进行去除。在实际操作中，为了保证接触面不在去除氧化层时受到损伤，应使用绝缘橡皮对氧化层进行去除，严禁使用粗糙工具进行打磨检修，如表面镀层有磨损，则应考虑重新电镀表面或者更新触头。
如果接触器触头在拆解过程中即发现有熔溜、裂损、开焊、严重电蚀等的情况，则应对出现问题的触头甚至整个接触器进行更换，同时在上车后重点进行试验，确保不会因前端APU等设备输出电压过大导致接触器熔溜、裂损、开焊等现象发生。
从调试和应用的角度考虑：
根据GB14048.4中接触器/起动器的时间——电流特性耐受能力中的相关内容，接触器如发生快速连续切换则会导致触头温度快速升高，对主触头造成较大损害，建议在调试过程中避免频繁的对直流接触器进行切换作业，延长切换时间以保证触头温度始终处于安全阶段。并且要求在进行APU转单机供电试验时，最后一次带电切换到APU1，然后断开主断路器，冷切换到APU2。以保证最后一次切换时直流接触器触头不会发生粘连情况。
切换时间具体问题需要具体分析，可参照GB14048.4进行具体实验。
参考文献：
【1】GB14048.4——2016《低压开关设备和控制设备》
论文作者:张骏宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：接触器论文; 触头论文; 发生论文; 触点论文; 状态论文; 电力机车论文; 过程中论文; 《电力设备》2019年第6期论文;