铁路机务段QC小组减少SS4机车网侧高压电器设备故障件数成果汇报

减少SS4机车网侧高压电器设备故障件数新动力QC小组一、课题简介SS4型电力机车网侧高压电器设备主要由受电弓、高压隔离开关、主断路器、高压电流互感器、主变压器、高压电压互感器及相关线路组成。主要实现将25Kv网压电源传输至机车内部，为机车牵引主电路、辅助电路、控制电路提供电源和控制信号。网侧高压电器设备分布逻辑简图25Kv网线牵引控制电路受电弓高压隔离开关主断路器高压电流互感器主变压器高压电压互感器牵引主、辅、控制电路二、小组概况小组名称新动力QC小组成立日期2011年1月1日小组课题课题类型攻关型注册日期2016年1月1日注册号计划开始时间2016年1月计划完成时间2016年12月现有成员12人受QC教育时间60小时序号姓名性别文化程度职称组内分工1男大本高级工程师组织攻关2男大专工程师技术顾问3男大本高级工程师技术顾问4男大专高级技师现场调查5女大专中级工现场调查6男大本助理工程师数据统计7男大本技师成果发布8女大本工程师数据汇总9女大本助理工程师数据汇总10女研究生工程师数据汇总减少SS4机车网侧高压电器设备故障件数三、选题理由路局要求质量现状选定课题2015年SS4机车火灾故障隐患调查表序号SS4机车火灾故障隐患故障数（件）累计数（件）累计百分比（%）A网侧高压电器设备故障272751.9B牵引主回路电器设备故障144178.8C机车辅助回路电器设备故障54688.5D机车控制回路电器设备故障34994.2E机车油润系统设备故障25198.1F其它152100减少SS4机车网侧高压电器设备故障件数把减少机车火灾故障隐患作为机车重点整治项目由图可见：网侧高压电器设备故障占机车火灾故障隐患的51.9%。551005142N=5227151.978.888.594.298计百分比（%）40353025151050205045频数（件）四、制定活动计划表2说明:计划进度：实际进度：制表人：XX时间:2016年1月25日时间

步骤2016年度负责人1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月选定课题P现状调查设定目标原因分析要因确认制定对策对策实施D效果检查C巩固措施A今后打算五、现状调查Textinhere释放阀喷油烧损部位

QC小组将2015年发生的27件网侧高压电器设备故障进行了梳理。放电点端头腐蚀一、高压电压互感器故障五、现状调查2015年发生的27件网侧高压电器设备故障。二、受电弓故障五、主变压器故障四、高压电流互感器故障三、高压隔离开关故障放电炸裂触头熔断漏油五、现状调查2015年SS4机车网侧高压设备故障调查表序号网侧高压电器设备故障故障数（件）累计件数（件）累计百分比（%）A高压电压互感器故障202074.1B受电弓故障42488.9C高压电流互感器故障12592.6D主变压器故障12696.3E其它故障127100制表人：XX制表时间：2016.2.8五、现状调查

可见，高压电压互感器故障占网侧高压电器设备故障的74.1%，是引发网侧高压电器设备故障的症结所在！网侧高压电器设备故障项目饼图

74.1%3.7%14.8%3.7%3.7%六、目标设定实施前2712目标值确定目标：网侧高压电器设备故障件数由实施前的27件减少到12件。设定依据：只要把高压电压互感器故障（症结）解决80%，网侧高压电器设备故障件数为27-20×80%=11件，因此我们把目标值设定为12件。七、原因分析料高压放电车顶无绝缘防护

不能及时发现绕组轻微短路、虚接故障油温、油压升高高压电压互感器故障箱体开焊漏油吸湿器罐密封圈破损瓷瓶爬电A瓷瓶绝缘防护差干燥剂失效不能及时释放线圈短路不能熔断A瓷瓶与导电杆连线粗短路、虚接故障扩大化修程作业没有一、二次侧绕组阻值测量范围绝缘强度低制图人：XX制图日期：2016.03.10释放阀整定值高不能及时发现压力释放阀缺少检测设备A瓷瓶与导电杆连线材质电阻率低机环法八、要因确认序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成时间1A瓷瓶绝缘防护差是否存在爬电现场调查无爬电2016.4.62箱体开焊漏油是否存在漏油调查统计无漏油2016.4.63压力释放阀缺少检测设备释放阀能否测量整定值试验检查开启压力35±5kPa关断压力19kPa2016.4.64吸湿器罐密封圈破损密封圈是否存在破损并使吸湿剂失效调查统计无破损、失效2016.4.155A瓷瓶与导电杆连线粗连线尺寸是否合理调查分析发生短路瞬间熔断2016.4.206A瓷瓶与导电杆连线材质电阻率低连线材质是否合理调查分析发生短路瞬间熔断2016.4.207修程作业没有一、二次侧绕组阻值测量范围一、二次侧绕组阻值测量情况调查统计及时发现绕组值改变的互感器XX2016.4.208车顶无绝缘防护A瓷瓶与车顶距离，能否保证绝缘强度符合要求现场调查无放电XX2016.4.20

通过小组会议，对末端原因进行认真分析，采取不同方法进行了要因确认。

制表人：XX时间：2016年3月17日八、要因确认制图人：XX制图时间：2016.3.19月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月故障数（件）1112000000132015年高压电压互感器A瓷瓶爬电故障调查表

25Kv网压电源由A瓷瓶输入至互感器一次侧绕组(A瓷瓶长度为440mm，前部为金属接线端头，后部为金属法兰安装座。如图所示)

。现场调查发现机车运用中存在高压电穿过A瓷瓶表面到达互感器箱体的爬电现象。前部金属端头金属法兰座A瓷瓶实物图440mm要因A瓷瓶绝缘防护差八、要因确认箱体开焊漏油

现场调查发现，修程作业和整备作业中高压电压互感器范围检查落实较好，箱体漏油故障能够及时处理，对我段124台SS4机车进行普查，互感器箱体没有漏油现象。制图人：XX制图时间：2016.3.29油箱箱体互感器油箱实物图非要因八、要因确认压力释放阀缺少检测设备由于没有专用检测设备，压力释放阀整定值变高时，不能及时检测并处理。当互感器绕组短路时，油箱油压骤升，压力释放阀不能及时释放，严重时导致互感器爆炸故障。2015年共发生5件释放阀不能及时释放问题，释放压力均远远大于整定值（开启压力为（35±5）kpa,关断压力为19kpa）。制图人：朱晓晓制图时间：2016.4.10压力释放阀压力释放阀实物图要因八、要因确认吸湿器罐密封圈破损

吸湿器罐内装有硅胶颗粒，其作用为保证互感器内部空气干燥。现场调查发现，在小辅修作业中均对龟裂、破损的密封圈进行了更换处理，2015年没有发生因密封圈破损而导致干燥剂失效问题。制图人：XX制图时间：2016.4.20下部密封圈上部密封圈吸湿器罐实物图非要因八、要因确认A瓷瓶与导电杆连线粗

A瓷瓶与导电杆之间的连线只起高电压低电流的导线作用（电压25Kv，电流只有几微安），高压电压互感器线圈发生短路时，通过连线的电流可高达300A，这时连线应瞬间熔断。而现有的连线直径为20mm，由于连线电阻值低(阻值与截面积成反比），发热量（W＝Ⅰ2R）小，连线不能瞬间熔断，极易造成高压电压互感器爆炸故障。制图人：XX制图时间：2016.4.2020mm软铜编织线实物图要因去除绝缘套后编织线实物图软铜材质八、要因确认A瓷瓶与导电杆连线材质电阻率低

制图人：XX制图时间：2016.4.20

当高压电压互感器线圈发生短路时，连线应瞬间熔断，起到保险丝的作用。现有连线为铜编织线，铜材质电阻率低（ρ

为1.75×10-8Ω.m），互感器线圈发生短路时，连线由于阻值低(

R＝ρ（L/S）)，发热量小，不能瞬间熔断，极易造成高压电压互感器爆炸故障。要因

京机函[2014]35号《SS4机车小辅修检修范围》中高压电压互感器没有一、二次侧绕组阻值测量范围，当互感器绕组轻微短路、虚接造成阻值不符合要求时（一次侧：6.5KΩ≤R≤11.5KΩ;二次侧：0.23Ω≤R≤0.35Ω），不能及时发现，易引发互感器爆炸故障。八、要因确认修程作业没有一、二次侧绕组阻值测量范围

制图人：XX制图时间：2016.4.25京机函[2014]35号要因八、要因确认车顶无绝缘防护

高压电压互感器A瓷瓶位于箱体一侧，呈15°倾斜放置，其低点与车顶距离为240mm，高点与车顶距离为285mm。由于车顶与A瓷瓶距离太近，该处车顶无任何绝缘防护，是高压放电的多发部位。2015年SS4机车发生A瓷瓶放电故障3件。285mm240mmA瓷瓶实物图制图人：XX制图时间：2016.4.10要因八、要因确认通过以上的分析，我们得出要因如下：1234A瓷瓶绝缘防护差A瓷瓶与导电杆连线粗压力释放阀缺少检测设备A瓷瓶与导电杆连线材质电阻率低修程作业没有一、二次侧绕组阻值测量范围车顶无绝缘防护56九

、制定对策制表人：XX制表时间：2016年6月20日针对我们确定的6个要因，制定了对策表。序号要因对策目标措施完成时间工作地点负责人1A瓷瓶绝缘防护差加装绝缘套消除瓷瓶爬电1.A瓷瓶涂刷防污闪涂料2.A瓷瓶前后端加装绝缘套2016.5.20-2016.8.20中、小辅修库XX2压力释放阀缺少检测设备准确检测整定值开启压力：35±5kpa关断压力：19kpa制作机车用压力释放阀试验台2016.6.30-2016.10.20中、小辅修库XX3A瓷瓶与导电杆连线粗减小连线直径线圈短路后瞬间熔断将连线直径由φ20mm改为φ2mm2016.6.31-2016.8.16

小辅修库永壁整备场XX4A瓷瓶与导电杆连线材质电阻率低更换连线材质线圈短路后瞬间熔断将铜编织线改为镍铜合金编织线2016.6.31-2016.8.16

小辅修库永壁整备场XX5修程作业没有一、二次侧绕组阻值测量范围增加绕组值测量范围消除绕组阻值不符合要求互感器修订《SS4机车小辅修检修范围》2016.3.31-2016.10.20中、小辅修库王辰永6车顶无绝缘防护加装绝缘胶皮消除瓷瓶放电A瓷瓶下方车顶处铺设绝缘胶皮2016.6.30-2016.10.20

中修库XX十

、对策实施涂刷前实物图涂刷后实物图

在SS4机车小辅修、临修作业中，先将A瓷瓶用棉丝擦拭干净，检查其外观应光洁，不许有放电烧伤现象，再将瓷瓶整体涂防污闪涂料。

涂刷部位

实施一1.A瓷瓶涂刷防污闪涂料十

、对策实施实施小结：通过涂刷防污闪涂料和加装绝缘套，消除了A瓷瓶爬电故障。前部绝缘护套后部绝缘护套改造前实物图改造后实物图

我们在A瓷瓶前部接线端子处、A瓷瓶后部法兰座处分别安装一个5mm厚聚四氟乙烯绝缘套，大大增加了A瓷瓶的爬电距离和绝缘强度。

实施一2.A瓷瓶前后端加装绝缘套十

、对策实施调压阀Ⅱ电磁阀试罐Ⅰ压力释放阀试罐Ⅱ电磁阀压力释放阀数据采集试验台工作原理图风源系统调压阀Ⅰ数据采集

针对互感器内部短路后，油压升高，压力释放阀不能释放，我们研制了机车用压力释放阀试验台，试验台可以模拟互感器内部发生短路后5ms～10ms时互感器内部压力环境，从而准确检测压力释放阀开启压力、关闭压力和开启时间三项性能参数。

制图人：XX制图日期：2016.7.3

实施二制作机车用压力释放阀试验台

十

、对策实施

试验台以单片机为核心进行信号处理，使用精密压力表测量释放阀压力动作值。软件采用标准Windows界面，操作简便，并自动生成Excel检验记录表格，全面记录所采集各种数据信息。实施小结：通过研发试验台，能够准确检测压力释放阀整定值，及时排查出整定值升高的异常压力释放阀，消除了压力释放阀不能及时释放而引发的高压电压互感器故障。试验台实物图

实施二制作机车用压力释放阀试验台

十

、对策实施连线改造前后对比

制图人：XX制图日期：2016.7.3Φ20mmΦ2mm将原有高压电压互感器A瓷瓶与导电杆φ20mm连线拆下，更换为φ2mm

的特制连线（委托株洲新畅铁路科贸有限公司生产），并用热塑管套装处理。

实施三将连线直径由φ20mm改为φ2mm十

、对策实施

更换高压电压互感器A瓷瓶与导电杆连线材质，由铜编织线更换为镍铜合金（电阻率为50×10-8Ω.m）

编织线，从而保证互感器发生短路时瞬间熔断。实施小结：更换后的连线相当于一根保险丝，当互感器线圈发生短路时，连线瞬间熔断，防止了高压电压互感器油箱爆炸故障的发生。镍铜合金连线连线安装实物图铜材质镍铜材质

实施四将铜编织线改为镍铜合金编织线

制图人：刘宵钰制图日期：2016.7.3十

、对策实施石家庄电力机务段关于公布《内燃、电力机车小辅修（C1-C3修）检修范围》的通知

经路局批准，重新修订了《SS4机车小辅修检修范围》。在SS4机车小修、辅修作业中均增加高压电压互感器一、二次侧绕组阻值测量作业，并重新修订记名检修记录表，准确记录绕组阻值测量数据。实施小结：2016年在高压电压互感器一、二次侧绕组阻值测量作业中，发现不合格互感器5台，均更换互感器处理，及时消除了故障隐患。

实施五修订《SS4机车小辅修检修范围》十

、对策实施胶皮铺设后实物图实施小结：通过在A瓷瓶下方铺设绝缘胶皮（SS4机车已全部铺设完毕），消除了A瓷瓶对车顶放电故障。

制图人：XX制图日期：2016.7.13

结合机车修程作业，我们将A瓷瓶下方，机车车顶80cm×80cm大小位置，用干净棉丝擦拭干净，粘铺一层厚5mm聚四氟乙烯胶皮。

实施六A瓷瓶下方铺设绝缘胶皮十一

、效果检查

截止11月底，2016年SS4机车发生网侧高压电器设备故障8件，低于目标值（12件）。1与目标值相比制图人：XX制图日期：2016.12.3实施前目标值实施后项目201027128030频数（件）目标实现了！十一

、效果检查

截止11月底，网侧高压电器设备故障统计表如下:结论：高压电压互感器故障已不是网侧高压电器设备故障的主要症结了。

制表人:XX制表时间:

2016.12.3序号网侧高压设备故障故障数（件）累计件数（件）累计百分比