隨著鐵路的幾次“大提速”，機(jī)務(wù)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備本身的可靠性要求越來越高，尤其是作為機(jī)車設(shè)備的心臟----牽引電機(jī)，如何通過實(shí)施狀態(tài)維修，以確保機(jī)車可靠運(yùn)行，是擺在鐵路設(shè)備管理與維修人員面前的重要問題。以下探討牽引電機(jī)的狀態(tài)維修問題。
一、牽引電機(jī)的主要故障
1．絕緣故障。包括電樞繞組絕緣故障、勵(lì)磁繞組絕緣故障、換向器接地。
2．勵(lì)磁回路故障。包括匝間短路、繞組引出線斷裂、接頭松動(dòng)。
3．電樞回路故障。包括電樞繞組匝間短路、換向極故障、片間短路、電刷接觸不良等。
二、牽引電機(jī)mca測試技術(shù)
1．阻抗測試（z）
阻抗是對(duì)繞組電路電磁特性的綜合評(píng)判。初期匝間短路導(dǎo)致的電阻值的變化微乎其微，難以檢測，但由此產(chǎn)生的電感失效可通過阻抗真實(shí)反映出來。尤其是對(duì)阻抗的長期監(jiān)測，是對(duì)于直流電機(jī)勵(lì)磁回路、電樞回路、交流電機(jī)定轉(zhuǎn)子平衡故障，以及故障程度的有力判據(jù)。
ieee以及美國能源部已經(jīng)全面采甩阻抗測試作為電機(jī)診斷的評(píng)判依據(jù)。
2．倍頻測試（i/?）
電機(jī)繞組通入交流信號(hào)，通過頻率加倍，得出減小量（i/?），借此評(píng)判繞組電路的電磁特性。完好的繞組接近于理想電感，頻率加倍后，電流減少約50％。匝間短路發(fā)生發(fā)展的過程，即是電感失效、電磁特性變化的過程，也就是（i/?）從-50％向0％發(fā)展的過程。真實(shí)繞組的這一參數(shù)是匝間短路zui有效的判據(jù)。
對(duì)于直流牽引電機(jī)，電樞回路與勵(lì)磁回路的倍頻測試值i/?的變化，將指示匝間短路的發(fā)展過程；而交流電機(jī)三相i/?的比較，更可進(jìn)一步指示發(fā)生故障的是哪一相繞組。
三、牽引電機(jī)狀態(tài)維修實(shí)施程序
1．實(shí)施狀態(tài)檢測
需解決的問題是在機(jī)車上完成多臺(tái)電機(jī)的測試，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、比較、分析，對(duì)狀態(tài)維修提出有力依據(jù)。
檢測方法是電機(jī)斷電后，直接在控制柜盤內(nèi)電樞與勵(lì)磁回路引出線端子上進(jìn)行測試。
（1）直流牽引電機(jī)的狀態(tài)檢測步驟
①選擇自動(dòng)測試功能，測試勵(lì)磁繞組參數(shù)（h1－h(huán)2）一次，測試電樞回路參數(shù)（s—c）兩次，三組參數(shù)存儲(chǔ)。
②電樞回路兩次的測量結(jié)果必須相同，否則說明電樞繞組或換向極上存在積炭，從而導(dǎo)致電磁特性變化，甚至是接地。
③三組參數(shù)與新電機(jī)參數(shù)或前次測試結(jié)果進(jìn)行比較分析。
④測試勵(lì)磁繞組對(duì)地絕緣，再選擇重測功能測試電樞回路絕緣，選擇zui小值存儲(chǔ)。
⑤測試其它幾臺(tái)電機(jī)進(jìn)行比較，或與每臺(tái)原始數(shù)據(jù)比較。
⑥將所有數(shù)據(jù)上載至計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較、趨勢分析、存儲(chǔ)管理。
（2）測試實(shí)例
①530kw直流電機(jī)測試數(shù)據(jù)（勵(lì)磁回路接頭不實(shí)，繞組完好）見表1。
②410kw直流電機(jī)測試數(shù)據(jù)（電樞回路碳刷接觸不實(shí)，繞組完好）見表2。
③410kw直流電機(jī)測試數(shù)據(jù)（故障）見表3。
a．勵(lì)磁回路參數(shù)中僅電阻值偏大（與上臺(tái)完好電機(jī)比較），說明繞組完好，僅端子部位輕微接觸不良。
b．電樞回路參數(shù)i/?值與相角ф明顯偏低，說明存在嚴(yán)重短路，且兩次測試結(jié)果差異很大，說明電樞或換相級(jí)存在積炭而導(dǎo)致局部接地。
c．電樞回路絕緣測試結(jié)果證實(shí)接地故障（0.1mω）。
（3）評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（根據(jù)ieee388、389）見表4
根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，可得出表5所示的關(guān)于410電機(jī)的參考標(biāo)準(zhǔn)（530電機(jī)類似）。
2．故障診斷測試程序
通過狀態(tài)監(jiān)測程序即可區(qū)分勵(lì)磁回路或電樞回路故障。若是勵(lì)磁回路故障，已無再測試的必要；若為電樞回路故障，可通過以下方法定位轉(zhuǎn)子故障區(qū)域。
（1）電樞回路絕緣缺陷部位診斷
①將電刷從換向器上提起，重新測試絕緣，若數(shù)值低，說明刷具或換向極接地。
②測試換向器對(duì)地絕緣，若數(shù)值低，說明電樞繞組接地。
（2）電樞狽試
①對(duì)于解體的電機(jī)（轉(zhuǎn)子抽出），使用atf-11測試夾具，將開口開至zui大，測試換向器片間阻抗（z），通過比較，即可快速定位故障元件；片間阻抗的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為5％偏差以內(nèi)。
②若電機(jī)沒有解體，提升兩個(gè)相鄰電刷，保留另外一對(duì)（互為90?）電刷（如圖2）。
a．將all-test-iv兩測試夾頭夾在兩個(gè)保留電刷刷架上（或直接在引出線端子上），測試阻抗值（z）。
b．轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，令轉(zhuǎn)子在圓周的不同角度下（可分為8個(gè)、12個(gè)或更多角度）測試每個(gè)阻抗值。
c．多個(gè)阻抗值的比較即可定位故障，例如阻抗多數(shù)在3.17至3.22ω之間，但有一個(gè)或幾個(gè)2.5ω的讀數(shù)，即可指示匝間短路的發(fā)生。
評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：5％偏差以內(nèi)。
如果因某個(gè)松動(dòng)、碎裂或斷開的電刷導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)變化，則應(yīng)先檢查刷架、劇具及電刷的質(zhì)量，然后再測試。
3．?dāng)?shù)據(jù)分析
all-test-iv可自動(dòng)測試電機(jī)全套參數(shù)，可存儲(chǔ)500臺(tái)電機(jī)參數(shù)，并可通過trend2000軟件上載到計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、比較、趨勢跟蹤分析、打印報(bào)表，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的全面質(zhì)量管理。
同時(shí)emcat專家系統(tǒng)軟件更有自動(dòng)診斷、狀態(tài)指示、標(biāo)準(zhǔn)集成等功能，可記錄包括振動(dòng)、熱像、電流波形、pi、高壓測試結(jié)果，幫助實(shí)施完善的pdm進(jìn)程。
四、效果
朔黃鐵路機(jī)輛分公司實(shí)施牽引電機(jī)狀態(tài)維修以來，取得了較好的成績，維修成本降低15％，約30萬元。因維修目標(biāo)明確，檢修時(shí)間大大縮短。由于基本做到了根據(jù)狀態(tài)而修，所以維修周期大為延長。