降低SS4改电力机车蓄电池亏电故障率

彭建波

摘要:笔者所在公司根据业务发展需要，对SS4G型机车进行了改造，安装了部分设备，无形中增加了机车蓄电池的负荷，进而导致多次蓄电池电量不足。本文就如何降低SS4电力机车蓄电池电源故障率进行了探讨。

关键词:蓄电池；失去电力；电气机车

1概述

神朔线有14辆SS4改型电力机车，神朔线正线全长266公里。近年来，随着运量的增加，原有的机车运行编组模式已不能满足运量要求。该分局对其管辖的14台SS4G机车进行了无线同步控制改造，重型机车运行编组模式为“2+2”万吨无线同步控制。空机车编组为4+0运行方式。除万吨无线同步控制系统和正常防寒设备外，机车还配备了视频监控、无线传输、监管调整等安全设备。这些设备靠机车蓄电池的输出电压工作，无形中增加了机车蓄电池的负荷，造成很多蓄电池电量不足，尤其是每年10月15日至次年4月15日的防寒期。机车的最低运行温度可达-30℃，极寒的温度和蓄电池的过载输出，使机车的蓄电池掉电更加频繁。从2018年10月15日到2018年12月25日，共有12次电池丢失，有的甚至是前脚刚更换的电池在运行中隔天光就没电，导致二次入库处理，甚至导致整车申请救援，严重影响了机车的

2选择主题的原因

机车蓄电池是机车低压部分的电源。当蓄电池电压低于电器和电子元件的工作电压时，电器和电子元件就会处于失电状态，不能正常工作，导致机车控制系统失效，大大增加了交通事故的发生。

当机车蓄电池电量不足时，机车将不再承担正常的运输任务，必须返回维修。从维护到交付的平均时间为8小时。从朱盖塔到神池南，承担一次重型车辆牵引任务，平均需要4小时30分钟。蓄电池缺电导致机车进入区间，严重影响分公司运输生产。

蓄电池的反复失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)

根据2018年机车蓄电池停电分布情况分析，停电井喷期处于机车防寒阶段，以摸清防寒工作范围，防止压缩机经过干燥塔的压缩空气体在各阀门内冷凝，造成结冰，影响各阀门正常工作，减少交通事故的发生。因此安装了防寒加热套(配有防寒加热套的阀门有中继阀、分配阀、紧急阀、主空气切断阀、滤尘器、47逆止阀)。分公司安装的GZLFPRQ系列电热套，利用电阻原理加热各阀门。由于每个阀门内部结构都有橡胶密封件，加热温度不容易太高，所以使用电池供电，无形中增加了电池放电端的负荷，加速了电池的耗电。

调查(二)

根据神朔机务段的维修规定，机车小修期间应更换机车上的蓄电池。该分局14台机车共有2台机车已更换为2016年生产的额定容量为200Ah的蓄电池，12台机车仍使用额定容量为170Ah的蓄电池，其中6台为2016年装车。在机车相同的运输环境和系统下，截至2018年12月25日，2016年生产的额定容量200Ah的蓄电池安装0次失电，失电率为0%，而2016年生产的额定容量170Ah的蓄电池安装4次失电，失电率为66.7%。

调查(三)

随着机车使用时间的增加，蓄电池的使用寿命缩短，严重影响了蓄电池的正常使用。通过对缺电电池的分析，直接关系到电池的使用寿命。生产日期越早，电池电量损耗的概率越大。2016年额定容量为170Ah的电池有66.7%断电，2013年和2014年分别生产了4块和2块电池。额定容量为170Ah的电池在2013年和2014年全部断电，故障率为100%。

调查(4)

线路正常运行时，蓄电池由二极管和晶闸管组成的整流装置(某些汽车上安装的高频整流器)充电。当电池充电电路出现故障时，电池处于持续放电状态，电池容量和电压会持续下降。最终，当电压低于所有电器和电子元件的工作电压时，所有电器和电子元件都会处于失电状态，无法正常工作，导致机车控制系统失效。

3学科目标

重点研究目标:使SS4改型机车因蓄电池电量不足引起的机车故障比去年减少80%以上，杜绝因蓄电池电量不足引起的机器故障和临修，确保机车运行质量。

1.由于确认

根据因果图中发现的15个终端因素，通过实地调查逐一论证。

2.制定对策

根据调查分析确定的八个主要原因，制定对策，明确具体负责人和完成时间。请参见下表。

对策确定后，QC小组成员分工负责，狠抓落实。每个对策的具体实现如下:

1.实施:充分发挥团队精神，积极制定相关制度，加强监督执行。

结合应对措施和分公司、机务段相关管理制度，组织分公司相关处室开展研究，修订制定了《阳光点乘务员操作登记制度》、《分公司机务段机车加温制度》、《蓄电池维护检查操作办法》、《机务段蓄电池验收制度》等。，并把具体环节的责任落到实处，同时加大监督、审查、互控力度，使制度真正发挥作用，得到落实。

2.实施:对原阀门加热装置电路进行技术改造。通过对阀门加热电源电路的仔细研究，QC小组成员计划通过改造原有的阀门加热装置电源电路来降低电池负载。

原阀加热装置的供电方式:从电源柜下的端子685(110v正极端子线)和400线(110v负极端子线)通过走廊地面至制动屏柜左侧作为电源线。

阀门加热及供电方式的技术改造:

技术改造方案(图1)是将机车的车头抬起。当电压较高时，380V的电压会通过变压器辅助绕组的零压变压器281TC变为110V。290U整流后供给215线的电力，安装450KM接触器汲取685线的电力，避免供电线路与电池直接连接。当电池未充电时，负载会继续消耗电池电压，导致电池电量不足。

3.实施:QC小组对分公司所有SS4G电力机车电池的生产日期和安装型号进行了普查，并对电池电量不足问题进行了分类。同时邀请湖南丰日供电电气有限公司提供技术支持，共同解决电池缺电、检修、维护的不足，并制定了分公司电池维护检修操作办法，根据充放电试验对装载的电池进行预装检查。

4.实施:4:QC小组对天窗点后的机车电池电量不足进行了统计，发现大部分是天窗点造成的。天窗点发生时，线路架空接触网处于停电状态，机车蓄电池无法由外部电源充电，机车安全设备处于工作状态，导致机车蓄电池持续放电，最终导致机车蓄电池缺电。QC小组及时向机务段调度室和生产技术室汇报了这一情况。经过机务段和调度的协调，压缩了冬季天窗点的停电时间，并适当增加了停电次数，由原来的4 ~ 5小时增加到现在的3 ~ 4小时(特殊情况除外)。

5效果检查和总结

1.机车质量

采取上述对策和措施后，分公司机车整体电池质量明显提高，功率损耗现象明显减少。2019年1月至2019年11月，分公司发生两次因电池失电导致的临时维修。2019年10月15日至2019年11月25日，正常使用的只有一次因电池掉电导致的临时维修。2018年10月15日至2018年11月25日，因电池引起的机车临修次数达8次。与去年同期相比，分公司因电池失电导致的临修次数减少7次，机械故障率和临修率同比下降87.5%。机车质量和运行安全性有了很大提高。

2.系统实现

结合分公司QC活动，分公司建立了阳光点乘务员操作登记制度、分公司区间机车加温制度、蓄电池维护检修操作办法、区间蓄电池验收制度四项制度。通过这些制度的实施，规范了电池的相关制度，提高了相关人员的工作水平。2019年1月至2019年11月，分公司维修部、物资部共检查出存在隐患的电池19块，新购电池验收达到100%。随着运行中蓄电池相关巡回检查制度的建立和乘务组操作标准的规范，防止了6节蓄电池因充电回路而缺电，进一步减少了蓄电池的隐患，及时保证了机车的安全运行和正常周转。

3.技术优势

通过对电池电量不足的研究，提高了技术管理人员处理电池故障的能力，在QC活动的推动下，进一步拓展了QC小组成员的知识面。通过小组的集体努力，得出了蓄电池缺电的预防措施，在指导行车和日常维护方面提供了技术指导，得到了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，分公司蓄电池缺电现象明显改善，机车质量大幅提高，机车在机务段停留时间缩短，机车维修率降低。与去年相比，SS4改装机车因蓄电池电量不足导致的机车故障下降了87.5%，达到了80%以上的目标值，维修率下降了5.6%，为运输任务打下了良好的基础，提高了机车利用率，机车利用率提高了3.2%。每年可减少机车维修费用约15万元。

参考

[1]张顺，尹宏权，。城市轨道交通车辆蓄电池电源故障分析及改进措施[J].城市轨道交通研究，2019，22 (11): 105-107+112。

[2]罗旭峰。蓄电池日常维护的经验交流[J]。中国石油化工标准与质量，2019，39 (06): 32-33。

[3]刘春海，张，王超，等.动车组蓄电池失电应急启动方法研究[J].铁路机车与动车，2018 (11): 42-43+48+6。

编辑/马