降低SS4改电力机车蓄电池亏电故障率
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摘 要：笔者所在公司根据业务发展需求，对SS4G机车进行进行了改造，并加装了一些设备，在无形之中加大了机车蓄电池的负荷，继而导致了多起蓄电池亏电事情的发生。文中，主要就如何降低SS4改电力机车蓄电池亏电故障率进行了探讨。
关键词：蓄电池;亏电;电力机车
1 概况
中铁二十局集团第四工程有限公司铁路电力运输分公司共有14台SS4改电力机车在神朔线担当运输任务，神朔线正线全长266公里，近几年来，随着运量的增加，原来的机车运行编组模式已经无法满足运量要求，分公司对所支配的14台SS4G机车进行无线同步控制改造，重车运行编组模式为“2+2”万吨无线同步控制，空车运行编组为4+0运行模式，机车除加装万吨无线同步控系统和正常的防寒设备外，还加装了视频监控、无线传输、调监等安保设备，这些设备都是靠机车蓄电池输出电压工作的，无形中加大了机车蓄电池的负荷，导致多起蓄电池亏电事情的发生，尤其是每年的10月15日到下一年的4月15日防寒期阶段，机车运行环温最低能达到-30℃，极寒的温度和蓄电池超负荷输出，机车蓄电池亏电更加频繁化，从2018年10月15日截止2018年12月25日，共发生蓄电池亏电12起，有的甚至前脚刚换的蓄电池，运行途中隔个天窗点蓄电池就亏电了，导致二次入库处理，甚至导致全车无电而申请救援，严重影响了机车的正常周转，也极大的制约了分公司正常的运输生产。
2 选题理由
机车蓄电池作为机车低压部分的动力源，蓄电池亏电会导致蓄电池电压低于各电器和电子元件工作电压时，各电器和电子元件将处于失电状态，无法正常工作，导致机车控制系统故障，极大的增加了行车事故的发生。
机车蓄电池亏电时，机车将不再担当正常的运输任务，须返段检修，入段检修到出库时间平均在8个小时。从朱盖塔到神池南担当一趟重车牵引任务，平均需要4小时30分，蓄电池亏电导致机车入段严重影响了分公司运输生产。
蓄电池反复亏电，缩短了蓄电池的使用寿命，更换蓄电池导致机车维护成本增加。
调查（1）
从2018年分公司机车蓄电池亏电故障分布来分析，亏电井喷期是在机车防寒阶段，查找防寒工作范围，为了机车制动系统各阀类正常工作，防治从压缩机经干燥塔的压缩空气在各阀受冷凝水，造成结冰，影响各阀的正常工作，减少行车事故的发生，于是加装了防寒加热套（加装防寒电热套的阀件有中继阀、分配阀、紧急阀、总风遮断阀、滤尘器、47逆止阀），分公司加装的GZLFPRQ系列电加热套，利用电阻通电受热的原理给各阀加热，因各阀件内部构造都有橡胶密封元件，加热温度不易过高，因此采用蓄电池来供电，无形中增加了蓄电池放电端的负载，蓄电池的电量消耗速度加快。
调查（2）
根据神朔机务段段修规程，在机车小修修程时对机车上的蓄电池要进行换修，分公司14台机车共有2台机车换装了2016年生产的200Ah额定容量的蓄电池，有12台机车仍使用170Ah额定容量的蓄电池，其中2016年的蓄电池装车有6台，在机车相同的运输环境和制度下，截止2018年12月25日，加装2016年生产的200Ah额定容量的蓄电池亏电发生0台次，亏电率为0%，2016年生产的170Ah额定容量的蓄电池亏电4台次，亏电率为66.7%。
调查（3）
蓄电池的使用寿命随着机车的运用时间的增加而缩短，严重影响了蓄电池正常的使用，通过对亏电蓄电池的分析，与蓄电池的使用寿命有直接关系。生产日期越早的蓄电池发生亏电的概率就越大，2016年生产的170Ah额定容量的蓄电池亏电导致的故障率为66.7%，2013年和2014年生产的分别为4台和2台，2013年和2014年生产的170Ah额定容量的蓄电池全部亏电，亏电导致的蓄电池故障率为100%。
调查（4）
线路上正常运行时，通过二极管、晶闸管组成的整流装置（一些车安装的高频整流器）来給蓄电池充电，当蓄电池充电回路故障时，蓄电池处于持续放电状态，电池容量和电压会持续下降，最终导致当电压低于各电器和电子元件工作电压时，各电器和电子元件将处于失电状态，无法正常工作，导致机车控制系统故障。
3 课题目标
攻关目标：使SS4改机车因蓄电池亏电引起的机车故障比去年减少80%以上，消除蓄电池亏电引起的机破和临修，确保机车运用质量。
1.要因确认
针对因果图中找出的15条末端因素，我们通过现场调查，逐一对其进行了论证。
2.制定对策
针对调查分析确认出的8条主要原因，制定出对策措施，明确具体负责人和完成时间，见下表。
对策确定后，QC小组成员即分工负责，狠抓落实，各项对策的具体实施如下：
实施1：发挥团队精神，积极制定相关制度，加大监督落实力度
结合对策和分公司及机务段相关管理制度，组织分公司相关部室开展调研，修改和制定了《天窗点乘务员作业和登记制度》、《分公司段备机车打温制度》、《蓄电池维护检修作业办法》、《蓄电池入段验收制度》等，将具体环节责任落实到人，同时增加监督复核和互控环节，真正让制度发挥作用，能落到实处。
实施2：将原阀加热装置线路进行技改，QC小组成员通过仔细研究阀加热供电电路，计划通过改造原阀加热装置供电线路实现蓄电池负载的减少。
原阀加热装置供电方式：自电源柜下方端子685（110v正端线）、400线（110V负端线）引线经走廊地板下方到制动屏柜内左侧作为电源线。
技改方案阀加热供电方式：
技改方案（图1）为机车升弓，电压为高压时，通过变压器辅助绕组零压变压器281TC将380V电压变为110V电压，经过290U整流后215号线得电，加装450KM接触器吸合使685线得电，避免了供电线路直接与蓄电池进行连接，在蓄电池不充电的情况下，负载继续耗取蓄电池电压，造成蓄电池亏电。 实施3：QC小组对分公司全部SS4G电力机车蓄电池的生产日期和安装型号进行了普查，对蓄电池亏电问题进行分类研究，同时邀请湖南丰日电源电气股份有限公司进行技术支持，共同解决蓄电池亏电、检修和维护等方面的不足，编制分公司《蓄电池维护检修作业办法》，对于装车蓄电池根据充放电试验做装车前的检验。
实施4：QC小组对天窗点后机车蓄电池发生亏电情况统计，发现因天窗点造成机车蓄电池亏电情况居多，线路天窗点时，线路接触网处于停电状态，机车蓄电池得不到外界电源的充电，机车各安保设备处于工作状态，导致机车蓄电池处于持续的放电状态，最终导致机车蓄电池亏电。QC小组将这一情况及时向向机务段运转部门和生产技术室反馈，经机务段和调度协调，冬季天窗点停电时间进行压缩，停电次数适当进行增加，由原有的4～5小时缩短到现有的3～4小时（特殊情况除外）。
5 效果检查与总结
1.机车质量方面
采取以上对策和措施后，分公司机车整体蓄电池质量状态明显提高，亏电现象下降明显，2019年1月到2019年11月，分公司因蓄电池亏电造成的临修共2件，分公司从2019年10月15日到2019年11月25日，除修程机车更换不良蓄电池外，正常运用因蓄电池亏电造成的临修仅1件，2018年10月15日-2018年11月25日因蓄电池造成的机车临修达到8件，分公司因蓄电池亏电造成的临修相比去年同期下降7件，机破临修率同比下降了87.5%，机车质量和运行安全得到了极大的提高。
2.制度落实方面
结合此次分公司QC活动，分公司共建立了《天窗点乘务员作业和登记制度》、《分公司段备机车打温制度》、《蓄电池维护检修作业办法》、《蓄电池入段验收制度》共4项制度，通过制度的实行，规范了蓄电池的相关制度，并提高了相关人员的工作水平，从2019年1月到2019年11月，分公司检修人员和物资部门共检查出19块存在故障隐患的蓄电池，新购蓄电池进行充放电试验验收达到100%，随着制定相关运行途中蓄电池巡视检查制度，规范乘务员作业标准，预防充电回路引起的蓄电池亏电共6件，进一步减少了蓄电池亏电隐患的发生，及时保证了机车的安全运行和正常周转。
3.技术效益
通过对蓄电池亏电的研究，提高了分公司技术管理人员处理蓄电池故障的能力，同时在QC活动的推动下，进一步拓展了QC小组成员的知识面。通过小组集体的努力，得出蓄电池亏电的防范措施，在指导行车和日常检修中提供了技术指导意见，并得到联运单位和机务段的认可，从技术角度为行车安全提供了安全保障。
4.经济效益
通过以上措施和对策，分公司蓄电池的亏电现象明显好转，机车质量得到极大的提升，缩短了机车库内停留时间和降低了机车检修率，SS4改机车因蓄电池亏电引起的机车故障比去年减少87.5%，达到目标值80%以上，检修率下降5.6%，为运输任务做好基础，提升了机车运用率，机车运用提升3.2%。每年可減少机车检修费用估算约15万元。
参考文献
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[2]罗旭峰.蓄电池日常维护经验交流[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（06）：32-33.
[3]刘春海，张荣佳，王超，等.动车组蓄电池亏电应急启动方法研究[J].铁道机车与动车，2018（11）：42-43+48+6.
责编/马铭阳
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