第３６卷第１期 ２０１６年２月 铁道机车车辆 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ＆ＣＡＲ Ｖ０１．３６ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ． ２Ｏ１６ 文章编号：１００８—７８４２（２０１６）０１—００９３—０４ 高速动车组牵引电机温度继电器故障分析和改进措施 赵志春 （济南铁路局 设备监造处，山东济南２５０００１） 摘 要介绍了高速动车组牵引电机温度继电器的工作机理，对其在运用过程中自身问题引发的误报警情况进行 了原因分析，并提出了有效的改进措施。 关键词 温度继电器；牵引电机；高速动车组；误报警；改进措施 中图分类号：Ｕ２６６．２ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—７８４２．２０１６．０１．２４ 高速动车组牵引电机为实现定子铁芯温度监视和 分析，制定了有效的改进措施，经过现车验证，确认了改 进措施的有效性。 １温度继电器工作机理 异常报警，提高动车组安全监控能力，普遍加装了温度 检测继电器，当检测到温度超过报警阈值时，继电器触 点断开，通过网络控制系统进行及时报警，提示司机立 １．１ 牵引电机温度高报警检测电路原理 即停车检查，从而提高牵引电机和动车组高速运行过程 中的安全性能。 牵引电机温度高报警检测电路如图１所示，每节动 车组４个牵引电机温度继电器串联，共同控制一个外部 继电器。电机温度正常时，牵引电机温度继电器均处于 闭合状态，当一台及一台以上牵引电机温度高时，其温 度继电器触点断开，外部继电器失电，其辅助触点断开， 高速动车组牵引电机加装温度继电器投入运营一 段时间后，由于温度继电器自身问题，导致在动车组运 用过程中多次发生了牵引电机温度高故障误报警情况， 对高速动车组正常运营造成了不良影响。 本文通过对高速动车组牵引电机温度继电器工作 机理的分析，对继电器故障进行了深入的调查、研究和 网络控制系统监测到该辅助触点断开时即报牵引电机 温度高故障。 （牵 图１ 牵引电机温度高报警检测电路 １．２ 温度继电器结构及机理 温度继电器是由温控器、壳体、电缆线、填充材料等 部件组成的一种热保护元件，它将双金属片密封在壳体 动作前后状态。 中形成温控器，如图２所示。 温控器由触点和双金属片组成，双金属片由两种热 膨胀系数不同的金属组成，在正常工作状态下，触点和 双金属片接通，当到达一定温度（动作温度），双金属片 受热发生形变，触点断开，此时电路断开，当温度下降到 一；一图２温度继电器结构图 定温度时（回复温度）双金属片形状恢复正常状态，触 １一导热绝缘填充物；２一温控器；３一绝缘套管 ４一壳体；５一顶盖；６一固线接头；７一线缆。 点闭合，此时电路闭合。利用温控器这一特性来实现温 度继电器的功能。图３为温控器结构图，图４为温控器 赵志春（１９７４一）男，高级工程师（收稿日期：２０１５—０８—１８） ９４ 铁道机车车辆 第３６卷 １．３ 温度继电器主要参数 温度继电器参数如表１所示： 表１温度继电器参数表 项目 输出组数 类型 正常工作状态 动作温度／℃ 参数 １组 缓跳式动作 闭合 （１８５±５） ｌ一陶瓷塞块；２一动触片（双金属片）；３一触点 ４外壳；５～静触片；６环氧树脂；７一引线 ． 回复温度／℃ 额定电流／Ａ 额定电压／Ｖ 接触电阻／Ｍｎ ≥１７０ 阻性，１ １１０（７０～１３０） ，图３温控器结构图 ≤５０ 动作前闭合状态 绝缘性 在环境温度下用１ ０００ Ｖ兆欧表测量绝缘 电阻＞５００ ＭＩ＇Ｉ；在高温条件下（１６５℃）用 １ ０００ Ｖ兆欧表测量绝缘电阻＞１０ Ｍｆｌ。 动作后断开状态 鲁 、２原因分析和故障定位 ２．１ 故障排查分析 ２．１．１试验检测 对发生牵引电机温度高报警车厢的４个温度继电 器进行例行试验检查、高温振动试验、浸水试验等一系 、…双金属片动作 列试验检测。试验检测项目及检测结果如表２和表３ 所示。 表２试验检测项目 图４温控器动作前后状态 表３试验检测结果 ２．１．２拆解检查 将４个温控器分别从温度继电器中拆解出来，发现 １轴温度继电器温控器内双金属片触点有轻微发黑现 计７个生产环节（温控器人厂筛选一温控器老化试验后 筛选一组装半成品后筛选一封装后成品筛选一成品打 标后筛选一入厂检测一温度继电器装车）进行排查，发 现存在两个问题： 象，说明继电器确实发生过动作。其余温度继电器正 常，如图５所示。 （１）故障温度继电器性能稳定性差：老化前后的动 作温度值虽符合设计要求（１８５±５）℃，但波动比较大， 相差达７．７℃。 ２．１．３故障件历史数据追溯 对故障温度继电器从元器件入厂，至继电器装车共 铁道机车车辆 第３６卷 缘处理要求，加强质量控制。产品出厂前进行ｉ００ 浸 水试验。 ３．１．２完善温度继电器出厂试验项点 控制老化前后温控器动作温度波动阈值：优化器件 筛选方案，对比温控器老化筛选前后数据，对新造产品 加严控制在２ Ｃ以内。 增加高温振动下动作、回复温度检测：对成品进行 １００％高温振动试验（ＧＢ／Ｔ２１５６３：ｌ类Ａ级耐久性试 验，横向和垂向各１０ ｍｉｎ，温度范围１３０～１６０ Ｃ）。 ３．２ 针对运营动车组的继电器处置 对在线运行的高速动车组温度继电器进行普查（接 触电阻≤５０ ｍＱ）。 １一绝缘胶纸；２密封胶；３一绝缘管；４一壳体；５ Ｊ页盖； ６一金属焊接；７一管型端子；８云母片；９固线接头； １０电缆；１ｌ一电子线；１２一温控器；Ｉ ３电流焊接。 梳理已装车温度继电器的历史数据，对老化前后动 作温度波动超过４℃的进行及时更换。 结合高级修对所有牵引电机温度继电器更换为增 加检测项点的新品。 ３．３ 加强备品管理 ４ 结束语 图９ 冗余式温度继电器结构图 通过对牵引电机温度继电器存在问题的深入剖析， 找到了高速动车组牵引电机温度高故障误报警的根本 原因，并对牵引电机温度继电器设计优化和改进提出了 有效措施。 截止目前，优化制造工艺并完善检查项点的新制温 度继电器已投入实际运用，未再由此引发牵引电机温度 高误报警情况，改进效果明显，同时，并联式冗余设计的 温度继电器已经投入运用考核，考核结束后将实施批量 更换，进一步提高温度继电器的工作可靠性，避免因温度 制定详细的继电器仓储管理细则，明确存储时间及 超出时间后的处置方案。 ３．４ 加强过程管控 对供应商进行现场审核，从制造工艺、工装设备、筛 选方案、检验手段等方面提出整改要求，加强对过程的 质量管控，提高产品可靠性。 ３．５ 温度继电器可靠性及寿命提升 采用并联式冗余设计的温度继电器方式（两个常闭 继电器引发牵引电机温度高误报警情况。 参考文献 ［１］ 动车组供电牵引系统与设备［Ｍ］．北京：北京交通大学出 版社，２Ｏｌ２． 温控器并联），降低温度继电器的故障率，提高温度继电 器的可靠性。同时进行工艺优化，由原来的随机装配方 式（无法控制安装方向和安装位置）变更为分段组件装 配，减少生产环节对产品造成的损害，提高产品的可靠 性。结构如图９所示。 ［２］刘志明，史红梅．动车组装备［Ｍ］．北京：中 铁道出版 社，２００７． ［３］何为．电磁兼容原理和应用［Ｍ］北京：清华大学出版社， 北京交通大学出版社，２００８． Ｔｈｅ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ＥＭＵ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｅｌａｙ ＺＨＡ０ Ｚｈｉｃｈｕｎ （Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｊｉｎａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉｎａｎ ２５０００１ Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ＥＭＵ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｌａｙ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｒｅｌａｙ＇ｓ ｏｗｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｌａｙ；ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ；ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ＥＭＵ；ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ
