张建忠
五矿矿业控股有限公司 山东济南 271113
摘要：随着内燃机车的使用年限增长,常常会出现各种电气故障,如果不能很快地找出故障的所在及处理方法,将影响机车的正常使用。根据数年来对机车电气控制系统的常见故障分析及处理,总结积累了一些检测电气故障的实际经验,包括柴油机启机前、启机时的故障，机车辅助发电工况的故障，空压机故障，机车牵引工况时的故障，励磁电路故障以及柴油机转速控制的故障等。本文从机车运用过程中电气控制系统存在的各种故障，就故障产生的根本原因出发，分析这些故障发生的机理，提出判断思路，旨在快速排查机车电气系统故障。
关键词：铁路内燃机 电气 故障 处理
一、前言
物流运输分公司现有内燃机车1台，是鲁中矿业有限公司铁路运输的主要牵引动力，因是唯一设备，单台机车作业一旦发生设备故障，将直接影响运输生产，严重时甚至影响路局接轨站列车的正常接发，造成行车事故。机车电气控制系统是内燃机车的重要组成部分，与机车动力系统、制动系统、走行系统等其他系统紧密关联，主要起到柴油机起动、调速、功率调整，辅助发电、机车加减载控制、机车方向各种逻辑控制、风源控制、各电机运转控制、仪表检测显示、辅助照明等多种功能作用。由于电气系统部件繁多、接线连接点多、各种触点多，因此在机车运用中故障率占比特别高，据多年故障统计，电气系统故障占机车整体故障率的50%左右，因此电气系统的故障处理效率和可靠性的技术研究非常必要，这对确保机车高效运用有至关重要的意义。
二、电气控制系统故障分析
电气控制系统某一功能失效，从控制逻辑判断来看，可将原因简单归类为：短路、断路、接地三种情况。短路是回路没有阻值或者阻值变小，具体如：元器件内部或者线路被击穿，绝缘减小、碰线等。断路是线路、元器件被烧断，或者折损腐蚀、松动等难以正常连接，电路中存在接触不良的触点。接地是因为受厂矿企业外部环境影响、线路周围布局及有关功能部件等原因导致。通常电气控制故障可通过动态通电负载实验进行判断，其故障表现主要为如下几种：
1、断路状态下，无电流、无电压并且各电器控制元件不能动作。其根本原因是控制回路存在断路情况，电路难以形成回路，致使动作部件缺乏所需电压。在机车电气控制系统中，断路故障表现各式各样，譬如各种继电器、接触器触点、触头烧损，造成其控制逻辑回路中后续执行部件失电无法动作；此外还有各种电磁线圈烧断难以形成回路电流而无法正常动作等等。
2、短路状态下，线路烧损或失电带不动载荷、线圈吸力小难以动作。造成这种情况的通常原因是线路短路或部件内部短路，难以产生功能部件所需电压和电流。如某些接触器或继电器线圈短路，导致吸力不足，接触器或继电器无法正常动作。
3、接地状态下，排查思路乱且检修困难，导致机车停时长，影响生产运输。DF10型内燃机车存在交流电路、整流电路和辅助控制电路，相互之间干扰大，且整车线路多、设计电器部件多，这样易造成接地故障。
三、典型故障案例分析
机车电气控制系统功能繁多、故障表现也多种多样，有部件本身原因、外部环境原因、运用操纵原因。但无论各种原因，其故障原因都基本一致，大都不外乎短路、断路、接地三种状态的表现，例如常见的柴油机起动控制回路的各种故障大都如此。
柴油机起动控制逻辑是，在转轴连锁、辅助发电互锁、延时继电器保护等串联保护条件下进行柴油机起动。
此外，柴油机起动逻辑满足后，启动接触器得电，启动发电机带动柴油机旋转，与此同时，柴油机供油靠联合调节器控制，起机过程中，启动接触器一旦吸合，则DLS（连锁电磁铁）要得电关闭停车阀卸油口，使联合调节器建立油压推动供油拉杆给柴油机提供燃油，方可正常启动。通常柴油机启动方面主要存在起不来机、柴油机启动后自动停机、柴油机启动后加载停机、起机过程无延时等几种故障，它们部分具体原因如下：
1、因断路造成启动接触器不吸合起不来机
故障原因：这种情况通常是由于启机按钮触点松动、转轴连锁接触点松动、辅助发电接触器常闭触点断开及连接插头接触不良、或时间继电器内部元件损坏导致无负端输出等导致控制回路断路情况所致。
判断及预防措施：根据逻辑控制电路顺序逐步检查电路得电情况，找出断电部位。此种情况需在机车辅修时加强对各触点闭合状态及线路接点紧固状态进行检查。
2、因短路造成机车起动后柴油机停机
故障原因：机车起机DLS得电，控制回路中受启动接触器QC辅助触点控制，在起机短时过程中，为确保DLS有足够吸力，目的是反抗联合调节器起机过程中停车阀内部高油压，确保机车正常起机，需给DLS线圈加以110V电压。起机后，DLS线圈需一直通电，为避免DLS线圈长时间工作在110V电压下发生烧损，在电路中串入经济电阻使电压降至24V。如果起机过程中QC常开辅助触点发生闭合故障，则会导致DLS较长时间工作在110V电压下而发生过热绝缘破坏，出现短路或烧损现象，DLS失电进而导致柴油机停机故障。
判断及预防措施：机车辅修时加强启动接触器辅助触点动作可靠性检查，机车起机后，可通过触摸DLS线圈看是否发热异常，此外机车运行中时常观察DLS是否存在冒烟现象。
3、因通风电机接地造成信号箱转速模块SCM2电容烧损，接地灯泡爆炸。
故障原因：柴油机间的通风电机及线路出现多次短路及接地，造成了很大损失。具体如下：
(1)电机本身故障；
(2)机车已经存在一点接地，当通风电机接地时引起两点接地造成短路烧损线路；
(3)由于该通风电机安装在柴油机上方致使一段线路要受到高温和振动的影响，经常出现线路松动脱落搭在高温管上造成短路接地。
判断及预防措施：严把配件质量关，提高电机维修能力；该型机车一旦发生接地现象必须及时处理不能拖延，以免发生两点接地发生短路现象,烧损更多线路而造成更大的损失；利用辅修时间认真检查柴油机间通风电机线路，做到无松动、无软化、无脱落，保证线路固定良好。
四、结论
机车电气系统故障发生原因大同小异，基本判断思路类似，多数故障原因追根溯源大都离不开控制回路出现的部件及节点发生短路、断路、接地这三个方面，因此排查故障时可按照基本机理进行逻辑分析，避免在故障处理时出现逻辑混乱，导致故障处理复杂化，其他方面电气关联故障可做类似参考。
参考文献：
[1] 杨晓平. 机车电气故障分析及检测处理[J].铁道机车车辆工人,1995.
[2] 邓霄鹏. DF4B型内燃机车主电路接地故障分析及快捷排查[M]. 安徽科技，2007.
作者简介：张建忠（1982.7男；籍贯：甘肃；汉；本科、学士；电气工程师