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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5125
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-25 10:54:31
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

关于 CRH5 型动车组高压箱 KSAZ 单极接触器灭弧罩裂纹解决方案的研究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 李君鹏,常智超,沈臻
资料简介

【摘 要】 CRH5A/CRH5G 型动车组高级修过程中,频繁发生高压箱 KSAZ 单极接触器灭弧罩裂纹的现象。且在动车组运行中也发生多起因灭弧罩掉块引发卡滞的故障。为提升检修质量,节约检修成本,对多个灭弧罩为样本进行统计分析,并研究解决方案。

关于 CRH5 型动车组高压箱 KSAZ 单极接触器灭弧罩裂纹解决方案的研究

李君鹏 常智超 沈臻 刘一麟

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130062

【摘 要】CRH5A/CRH5G型动车组高级修过程中,频繁发生高压箱KSAZ单极接触器灭弧罩裂纹的现象。且在动车组运行中也发生多起因灭弧罩掉块引发卡滞的故障。为提升检修质量,节约检修成本,对多个灭弧罩为样本进行统计分析,并研究解决方案。

【关键词】CRH5,接触器,灭弧罩

在CRH5型动车组高级修过程中,频繁发现KSAZ单极接触器灭弧罩陶土侧板表面裂纹问题,同时也接收到用户反馈因裂纹掉块造成的车组运行故障。具体如下:

一、车组运行故障案例

1、故障案例:2019 年 01 月 23 日,配属武汉局 CRH5100和5103 当担 D5825 次,汉口-宜昌,因下午一级修作业处理 510003 车变压器切除故障,更换 510003 车 KSAZ11 后,有电作业时发现 510001、02 车牵引切除,03 车主变压器切除,库内应急处理后待动车所作业完毕后,车组 17:15 出库(图定 17:00),出库转线途中因信号原因临停 10 分钟,18:16 汉口站发车(图定 18:00 始发),服务站安排技术人员带件添乘至宜昌东库内处理。根据数据及原理图分析:由于 510003 车 KSAZ11 接触器故障导致变压器自动切除,而第一次更换的接触器 KSAZ11 是故障件,导致更换后有电试验时故障再次报出,故障没有消除,重新更换后,状态恢复。

2、故障案例二:2019年2月10日,配属北京局北京东所的 CRH5121+5120A重联动车组担当D46次交路(大连北-北京),16:32分运行至营口东-盘锦区间时 512105车DJ1离线1、2车牵引离线,1、2、4车辅变离线。车组入库检查发现512103车 KSAZ31故障导致 05车DJ1离线故障。更换512103车KSAZ31后,供电试车 512105车DJ1 闭合正常,1、2车牵引工作正常,1、2、4车辅变工作正常。

问题分析

对故障案例中的故障件分别进行分析,以案例1为例,结果如下:

案例分析

故障件铭牌信息 接触器型号:LTE4-400-S001,编号:2057,四级修改造日期:15W48。

(2)故障件性能检查 通电后该电磁接触器不动作,拆解灭弧罩后故障发现,其灭弧罩内陶瓷栅片有破损,掉入机体内部导致接触器卡滞故障。

取出卡在动触头侧面的栅片碎片后再次用检测台对该电磁接触器进行性能检测,吸合值要求≤16.8V,实测:13.63V,符合要求;释放值要求 1.2≤X≤7.2,符合要求,如图所示。

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吸合值检测

经济电阻要求 14.4Ω≤X≤16.4Ω,实测值14.8Ω,符合要求。线圈电阻要求 2.0Ω ≤X≤2.3Ω,实测值2.1Ω,符合要求。用万用表对接触器辅助触点在吸合、释放两种状态下的闭合性能进行了检测,其闭合性能均满足技术规范要求。用万用表对接触器辅助触点在吸合、释放两种状态下的闭合性能进行了检测,其闭合性能均满足技术规范要求。经检测该电磁接触器吸合值、释放值、辅助触头闭合关系、线圈、经济电阻均满足出厂检验规范要求。

2、分析结论

经上述检测分析认为故障原因为灭弧罩内壁微裂纹导致栅片碎裂,碎片掉落机体内部动作机构造成卡滞。

通过对三、四级修近期30列动车组高压箱KSAZ单极接触器灭弧罩统计,常见的灭弧罩裂纹如下:

(1)贯穿性裂纹:陶土侧板表面有较长裂纹,裂纹间隙较大,且裂纹贯穿整个陶土侧板,肉眼清晰可见,多发现于四级修、次轮三级修中,大约占所有灭弧罩故障的40%;

(2)微裂纹:陶土侧板表面有较短裂纹,裂纹间隙较小,肉眼较难判断,通过手电筒、放大镜等手段可以察觉,在首轮三级修、四级修和次轮三级修中比较常见,其中四级修中较多,大约占所有灭弧罩故障的50%;

(3)空鼓:陶土侧板表面无裂纹或者有裂纹,从侧方看陶土侧板与外侧板之间有较大的缝隙,部分有拉丝现象;

(4)陶土侧板脱落:陶土侧板发生碎裂而且脱落,脱落后发现多数为无粘接剂或粘接剂很少,四级修、此轮三级修检修过程中均可见到,大约占所有灭弧罩故障的10%。

三、裂纹故障率统计

目前三级修和四级修KSAZ单极接触器为状态检修,对存在裂纹的灭弧罩进行偶换处理;五级修为必修件,更新灭弧罩,物料为原厂件。经对18组高级修KSAZ单极接触器灭弧罩裂纹进行统计,发现裂纹较多,平均偶换率为55.56%,具体情况如下表:

检修级别

平均故障率

次轮三级修

76.2%

四级修

42.4%

四、原因分析

通过对暂存的216个损坏的灭弧罩进行分析,得出如下结论:

1、MS灭弧罩所使用的陶土侧板较薄(厚度3mm),烧结后表面平整度较差,或者残余应力较大,粘接后陶土侧板不同部位受到的应力不同,应力长期作用导致陶土侧板被撕裂,从而产生了裂纹;

2、MS灭弧罩生产过程中,陶土侧板与外侧板之间粘接剂涂抹较少,或者涂抹不均匀,或者部分粘接剂未固化就已出厂(有拉丝现象),基于以上原因灭弧罩陶土侧板和外侧板之间出现了较大空鼓或缝隙,在后期使用过程中因为电弧或震动作用导致导致陶土侧板产生裂纹,甚至恶化为陶土侧板碎裂脱落;

3、接触器在工作过程中,动静触头分断会产生高温电弧,电弧长期作用于陶土侧板,导致陶土侧板产生脆化,陶土侧板易产生裂纹;

4、运输和装车过程中的震动、磕碰,运营过程中震动,均可能导致裂纹产生;

5、以上各项原因综合作用的结果。

五、解决方案:

从目前检修及运用情况来看,灭弧罩裂纹较多,考虑到运用安全,根据以上的原因分析及故障统计可以看出,可以通过以下措施减少或者预防因为灭弧罩故障导致的接触器故障:

1.升级部件采购技术条件,增加陶土侧板烧结后的平整尺寸要求以及陶土侧板与外侧板的粘接质量的标准要求;

2.研究单独更换KSAZ单极接触器灭弧罩内壁陶土侧板的工艺方案,在每一轮高级修中对所有KSAZ单极接触器灭弧罩内壁陶土侧板进行更换。

三级修将KSAZ单极接触器灭弧罩继续定义为偶换件,四级修将KSAZ单极接触器灭弧罩列为必换件。

参考文献:

[1]张曙光,CRH5型动车组,中国铁道出版社,2008

[2]袁小琴,高平.浅析交流接触器的结构、应用及其发展[J].电气制造,2008