1张如意 2周伟 3张通
辽宁省大连市机车车辆有限公司 机车分厂
摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力工程建设的发展也有了改善，结合当前的情况开看，在我国，绝大多数的电力机车检修都是在一个固定的期限内完成的，并且是在周期性的检修和故障排除中对其进行整体维护与运营的。但是由于当前我国的电气化产业发展迅速，以及轨道交通的不断改革和建设，导致当前电力机车的应用技术、以及机车本身的结构和运行方式发生了巨大的改变。如果在这一过程中依然沿用传统模式下的定期维修、定期检查、周期性维护的方法，很难对电力机车的整体运行效率与机车本身的问题作出全面的排查与处理。所以，这就需要结合时代的发展特征，以及电力机车的自身发展模式设计全新的问题检修方法，并建立科学的检修制度，以此提升对电力机车检修工作的服务质量与服务效率。在此，研究提出了“计划状态科学检修”方法。
关键词：电力机车用；蓄电池组；故障原因分析
引言
电机车按电源种类不同分为直流电机车和交流电机车，按供电方式不同，分为架线式电机车和蓄电池式电机车；架线式电机车主要利用架空线作为主要动力电源，蓄电池电机车利用充电蓄电池作为独立供电电源，由于架线式电机车适应性差、铺设线路长、成本费用高，所以目前我国多数煤矿采用蓄电池电机车。
1构成电力机车故障的主要因素
就当前我国的电力机车运行、检修、维护工作来分析，电力机车对于安全有着很高的要求。因此，在对电力机车进行检修工作开展之前，首先要搞清楚导致电力机车故障的主要原因是什么，在这一模式下，才能做好后续的检修工作，才能实现“对症下药”的方法应用与措施制定。在日常的维护、检修等工作开展中，相关技术人员一般会等级“检修日志”。在此，我们可以利用“检修日志”中记录的内容对其进行分析与探索。通过研究证明，目前造成电力机车故障的主要因素有以下几大类:第一类是电气设备的故障，第二类是系统故障，第三类是制动装置故障，第四类是机械故障，第五类是通信系统故障，第六类是其他方面的故障问题。正是因为上面的“六大因素”导致了电力机车发生故障，甚至影响乘客安全的问题。相关技术人员务必要对其进行深入的研究，结合故障情况以及故障发生的范围对其作出不同类型和功能的分析与研究。这样，能够有效判断得出电力机车的现实动态，而且可以分析到电力机车在实际运行过程中隐藏的其他问题。
2电力机车蓄电池组故障的影响
当前我国最常见的电力机车蓄电池组主要为GN型的镉镍碱性蓄电池，该种类型的蓄电池每节标准的电压为1.25V，蓄电池组总共由74个单节蓄电池组成，标准电压为92.5V。也有部分蓄电池为DM型的铅酸蓄电池，该种类型的蓄电池单节的标准电压为2V，整体的蓄电池组由48个单体的蓄电池组成，标准电压控制在96V。在电力级车运行的过程中，蓄电池组会与机车上原本的电力系统进行并联，机车内部电力系统中的直流电源会直接向蓄电池组进行供电，在这个过程中蓄电池组起到了电容的作用，能够稳定直流电源的电压和稳定性。一旦蓄电池组的性能下降或停止运行，若及时的经过检查并进行维修，故障的影响力会大大下降，但是若蓄电池组发生故障，恰巧是在电力机车运行的过程中，便有可能出现接地电路受损、过热损伤等情况，严重则将会出现机破故障。另外如果在电力机车运行速度较高的时候，已经通过了惯性越过了八跨，这时候想要维持正常的运行就要由相关的工作人员进入到高压室内进行人为合闸和人为升弓，这些操作具备极强的复杂性，无法单独由机车司机完成，因此当电力机车蓄电池组发生故障的时候，便会影响司机的工作状态，降低瞭望的有效性和安全性，也威胁了电力机车的运行安全。
另外，由于当前大部分的电力机车均会使用真空断路器。该种断路器在失去控制电源之后，其控制线圈丧失电流便会出现自动分段的情况，这种情况无法利用人工手动合闸的方式进行恢复，因此在真空断路器失去工作性能的过程中，便会导致机破现象的发生。因此我们可以发现蓄电池组针对电力机车来讲是极为重要的控制电源，一旦蓄电池组发生故障，便会直接影响到电力机车的运行状态和安全性能，因此分析蓄电池组发生的故障类型及原因是进行优化整改的重要依据。
3负极板硫酸盐化
电力机车用蓄电池安装在机车的车头或车尾的电池箱内，蓄电池的运行温度基本与外部环境温度一致。尤其是在北方的冬季，外部环境温度有时会降到-15℃，甚至更低，因此如果蓄电池在低温环境中要放出与标准温度（25℃）下相同的电量，放电深度就会显著增大，同时充电接受能力却明显降低，容易造成蓄电池充电不足。另外，电力机车车型较多，充电设备温度补偿功能不太健全或不太统一，不具备随温度变化适时调节充、放电电压的功能，加剧了冬季运行的蓄电池过度放电和充电不足的状态。如果长期充电不足或过放电，负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅。这种大颗粒硫酸铅晶体会堵塞极板活性物质的微孔，阻碍电解液的渗透和扩散。由于硫酸铅晶体导电性差，蓄电池内阻增加。在充电时这种大颗粒的硫酸铅晶体也不易转变成为海绵状铅，使极板上具备活性的“活性物质”减少，降低蓄电池的有效容量。用常规方法充电很难还原这种硫酸铅，要求充电电压很高。由于充电接受能力很差，副反应加剧造成气体大量析出。这种现象通常发生在负极，被称为不可逆硫酸盐化。它引起蓄电池容量下降，甚至成为蓄电池寿命终止的原因。在蓄电池使用初期，个别电池容量不足不会引起成组蓄电池容量不足，但是随着使用时间越来越长，尤其是在2a以上，受蓄电池一致性愈来愈差的影响，相对落后的蓄电池负极板硫酸盐化现象越来越严重，直至蓄电池容量严重达不到放电要求。
4改进措施和建议
电力机车蓄电池组在质保期内故障，主要表现为蓄电池组容量不足和蓄电池鼓胀超标。受蓄电池运行环境和蓄电池组一致性的影响，冬季低温导致的落后蓄电池负极板硫酸盐化，夏季高温导致的正极板不同程度泥化、负极板收缩、蓄电池失水、热失控，以及个别异常蓄电池故障都会造成蓄电池组容量不足或鼓胀。因此，针对这些因素，提出以下改进措施和建议：（1）优化蓄电池组配组工艺，提高蓄电池一致性。（2）加强工艺过程控制和生产过程的检查，尽量减少可见性缺陷造成个别异常蓄电池。因为微短路蓄电池化成完后不易被察觉，所以可适当延长化成后蓄电池静止时间，至少延长至7～10d，然后测量蓄电池开路电压，挑出开路电压异常低的蓄电池。（3）给极群边负板包2层或2层以上AGM隔板，避免边负板与电池槽直接接触，保证有充足
结语
综上所述，蓄电池组对于电力机车来讲是极为重要的，控制电源也是影响电力机车安全运行的关键部分。因此本文着重从技术手段论述了蓄电池组容易发生的开路问题、过热烧损、接地故障、电压过低以及容量下降等问题，并分析了其成因，同时也针对蓄电池组的运行需求提出了优化措施，综合管理手段以及智能化的监控体系进行优化升级，也希望在未来的电力机车蓄电池组维修工作中，能够加强养护，制定新型的技术和措施，不断降低故障发生的几率，从而进一步丰富电力机车是电池组的维护运营体系。
参考文献
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