SS4型机车牵引绕阻过电压吸收

1、SS4型机车牵引绕阻过电压吸收电阻烧损原因分析及改进措施新乡机务段 岳玉新 摘要：通过对SS4型机车牵引绕阻电路原理进行分析，指出过电压吸收电阻烧损的原因，并提出了相应的改进措施。关键词：电力机车，过压吸收装置，故障原因，改进措施1概述新-侯间晋煤外运通道主要由配属于新乡机务段的SS4型重联机车担当,但是由于新-侯间巨大的运输任务以及连续的长大坡道,使机车在运用过程中经常处于满负荷甚至超负荷状态,这种状况极大的考验了机车整体质量以及保护设备的工作性能,自该型机车在新-侯间投入运用以来,共发生了多起牵引绕阻电压吸收电阻烧损的故障，造成了较大的经济损失，严重影响了机车的正常运用。因此有必要对SS4

2、型机车牵引绕阻过电压吸收电阻烧损的原因进行分析，并提出相应的改进措施。机车上的过电压主要包括雷击过电压、电网变化过电压、操作过电压、主电路有节点电路及无接点电路过电压等。产生过电压的原因很多，但有一点是相同的，就是回路中电量参数的突变。雷击过电压是由于雷击时产生的雷电波沿接触网传入机车引起的，是一种高频过电压，其最大峰值电压为175KV，一般为100150KV。电网变化过电压是由于供电网负荷突变、供电网谐振、过分相区供电相变换等引起的。主电路中有节点电路过电压主要是由于接主电路中二极管和晶闸管在从导通状态转为截止状态时，在很短的时间内会流过一个较大的反向电流，从而在回路中产生很高的过电压，这些

3、过电压是造成PFC开关柜牵引绕阻过压吸收电阻频繁烧损的主要原因。由于PFC开关柜布置空间有限，在段检修时故障电阻难以更换。同时机运行过程中当过电压吸收电阻持续发热时，不断对PFC开关柜内的线簇烘烤。长时间的烘烤后，线簇外的塑料蛇形管首先被烤熔化，然后线簇里的电缆绝缘层也随之烤熔并粘连，引起短路等故障。机车运行过程中，过电压吸收电阻烧损严重时，伴有熔化现象，电阻熔渣滴落在同步变压器原边或次边接线端子，极易造成同步变压器短路，从而引起一架无流、整车无流、主接地及窜车等故障。2过电压吸收电阻原理与作用过电压吸收电阻与吸收电容串联后组成阻容保护电路分别并联在主变压器四个牵引绕组上，用以限制或吸收大气过

4、电压、电网变化过电压、操作过电压、整流器换向过电压等。它是利用电容能吸收能量、电容两端电压不能突变以及电阻能消耗能量的特性进行工作的。其原理图如图一：SS4型机车主变压器四个牵引绕组过电压吸收电阻（73R、74R、83R、84R）采用RXG800A，800W两根电阻并联的形式，分别安装于开关柜后其布置如图二：3过电压吸收电阻故障原因分析3.1从阻容保护电路原理我们知道，机车运行过程中，流过过电压吸收电阻的电流I为：式中：U为加在RC电路两端的电压R为过电压吸收电阻（两并为：3.1欧姆）C过电压吸收电容（18f）为角频率，其值：=2f=314rad/s从上式得知，在机车运行过程中，如果电压吸收电

5、容被击穿，那么通过过电压吸收电阻的电流将会急剧增加。正常情况下，电容C为18微法，将各参数带入式（1），经计算电流I=U/177，在过电压吸收电容击穿后，流过过电压吸收电阻的电流I=U/3.1，即过电压吸收电容击穿后，电流为原来的57倍，根据电阻发热量的计算公式Q=I2RT可以计算出在相同的时间内，过电压吸收电容被击穿后，过电压吸收电阻发热量为其击穿前的3249倍。这样，过电压吸收电阻就会在短时间内烧损。3.2从过电压吸收电阻的安装来分析，八根过电压吸收电阻，四根功补放电电阻均安装于PFC开关柜后，面在柜顶还安装了八根次边整流器负载电阻。空间狭小，再加上SS4改机车均为非独立通风，机车大部分时

6、间运行于山区，长大遂道较多，气候环境恶劣，煤尘大，滤尘网极易发生堵塞，造成机车通风不良。综合上述因素，过电压吸收电阻及次边整流器负载电阻在运行过程中产生的热量无法充分散发，长期处于高温下，加剧了过电压吸收电阻的温度升高。这也是过电压吸收电阻烧损的原因之一。3.3过电压吸收电阻安装时用螺栓紧固地两铜排之间。铜排的导电性能很好，但是铜具有较大的塑性，安装电阻时，即使已经把电阻紧固到位，但是由于机车的震动、铜较大的塑性以及机车运行中铜排发热变形，螺栓容易发生松动，使电阻和铜排连接产生间隙，放电拉弧，易对电阻造成损坏。机车运行中，当其中一个电阻连接发生松动时，流过另一个电阻的电流增大，致使电阻烧损。一

7、个电阻烧损后，与之并联的电阻也会由于同样的原因而烧损，这一点可以通过在段每次更换故障电阻时，两个并联的一对电阻一般都是同时烧损得到验证。3.4电阻安装母排连接导线采用M5的线接头，M5螺栓易松动，机车运行过程中产生局部过热，易造成导线烧损。而且其产生的热量通过铜母排直接传递给电阻，使电阻温度升高。4改进措施从以上分析得出，过电压吸收电阻烧损不仅影响机车各主要电器设备的性能，同时会造成较大的经济损失。下面就过电压吸收电阻的改进及运用保养做出如下改进：5.1将电阻接线紧固螺栓由M5改为M8，同时电阻与铜母排紧固时，先用导电性能满足技术要求的螺母将铜母排拧紧，再跟电阻连接紧固。5.2在过电压吸收电阻、功补放电电阻和同步变压器之间加绝缘隔离板，防止因过电压吸收电阻烧损熔渣滴落于同步变压器上而造成一架无流、整车无流、主接地及窜车等故障。5.3定期清洗滤尘网，以改善机车的通风状况，从而改善过电压吸收电阻的散热条件。5.4定期检查过电压吸收电容，及时更换漏液或鼓包变形的电容。5.5定期检查电阻连接导线是否有断股、电阻是否过热变色，螺栓是否松动现象；。定期清扫电阻表面灰尘，防止