客车电茶炉故障频繁分析及技术改进
摘要：客车电茶炉故障频繁影响正常使用，原因分析及技术改进措施。 关键词：茶炉 故障
铁路客车用电热电茶炉是为了适应铁路客车供水需要而研制的新一代供水设备，其利用列车集中供电电源，高效节能，热效率高，产水量稳定，清洁卫生，全自动连续工作，为旅客提供安全饮用开水的专用设备, 采用生熟水分开工作方式自动控制供饮开水，是旅客列车的重要装备之一。尤其铁路跨越式发展的改革主题下，对旅客列车客运服务质量提出了更高的要求，其中方便旅客饮水是提高客运服务质量最基本的要求，电茶炉的正常与否显得尤为重要。在日常运用中，车厢内电茶炉的故障频繁直接影响到旅客的饮水问题。
一、存在问题
目前，我段空调客车所采用的电茶炉品种、型号繁多，维修性差，现场维修存在困难，尤其是使用的电磁形式加热的电茶炉（型号：TCL-12），为无锡桑普电讯器材厂和铁道部科学院运经所联合制造，采用技术先进的高频逆变感应加热原理，具有水电隔离，节能、热效率高、产水量稳定、结构少的特点。技术含量高，运用过程中故障率较高，途中发现故障无法应急处理，给旅客的正常饮水影响较大。虽然控制系统采用故障自诊功能，对长时间缺水、感应线圈开路、感应线圈与加热腔绝缘击穿、传感器组件失效使用工作灯可显示故障原因，但仍然出现故障不易处理。因此，本人经过长期的检查和检修，对型电茶炉故障频繁原因进行了总结和原因分析，并提出改进建议。
二、原因分析
该电茶炉主要由电控箱、储水箱水位显示管、产水箱水位检测管、加热盘、炉体等组成。运用中发生的故障主要原因如下：
1.车厢缺水电磁阀烧损，引发主控板印刷线路破坏
电磁形式加热的电茶炉采用单片机控制核心器件，它具有故障自诊能力。电气主回路主要由断路器、熔断器、整流桥逆变器和感应线圈等部件组成。输入三相交流电源经断路器，熔断器进入电控箱，再经三相整流桥变成500伏左右直流电，由四只IGBT功率管组成的全
桥逆变器把直流电转变成25KHZ左右的高频交流电，供给感应线圈在产水腔体中产生涡流并使之发热，将水烧开。电茶炉控制电路主要由八位单片微处理器及外围数字电路、脉冲驱动电路、水位传感器、逆变器、温度传感器、稳压电源、指示灯、继电器、控制进水的电磁阀等部分组成，在微处理器的程序作用下，能根据产水箱水位的变化，控制电磁阀的开关，逆变器的启停，并且当逆变器发生过流过热等异常情况时能自动保护停机，等恢复正常且延时一定后再启动逆变器。另外微处理器能根据逆变器输出的电流电压相位信号调整工作频率，使逆变器工作在最佳状态。但旅客列车在运行途中车厢内水箱缺水，电茶炉在补水状态下长时间通电，造成进水电磁阀过热烧损，进而引发控制箱内主控板烧损，导致电茶炉故障，影响使用是最常见故障。
2.水垢问题
水垢是电茶炉的一大顽疾，是电茶炉检修的日常难题，由于电茶炉的空间狭小约束，日常维修人员清理水垢均采用锤敲斧凿方式清理水垢，操作十分困难。结垢主要原因为北方地区水质差，电茶炉加热将水中镁、钙离子分离，加之，炉体的加热腔、储水腔均为不锈钢制成，不锈钢冷轧表面在扎制过程中产生细致且密度不够，致使其表面的水垢附着力极强，造成水垢积累而成。加热腔、储水腔水垢过多，影响产水量，并使控制电极失效，引发电茶炉大量故障。
3.蒸汽排出不畅、加热盘绝缘减低
客车电茶炉在加热过程中，产生大量的蒸汽，如排气管不畅通，将造成炉体加热盘环境温度湿度增大，引发加热盘绝缘性能变差，从而造成漏电短路电茶炉故障。
4.冻裂炉体
客车在冬季若检修人员排水不到位或不彻底，造成室温低于零度时炉体内水结冰，体积膨胀造成炉体冻裂。
通过以上分析，水垢问题、蒸汽排出不畅加热盘绝缘减、低冻裂炉体等问题，只要加强库内的日常检修质量，便可以预防和提前排出。而途中发生的车厢缺水电磁阀烧损是不可预知的，如果解决了电磁阀烧损的问题，可使电茶炉故障率急剧减低。另外，乘务人员责任心不强，未能按时巡视，发现车厢缺水不能及时发现关闭电茶炉电源也是
造成电茶炉故障的主要原因。
三、改进措施
针对上述原因，电茶炉在补水状态下长时间通电，造成进水电磁阀过热烧损，进而引发控制箱内主控板烧损，说明电茶炉设计存在缺陷，如果主要解决了电磁阀不烧损，便可解决主控板烧损问题，确保电茶炉运用可靠。
1.对电茶炉控制箱内主电路板加装电磁阀无水延时八分钟断电保护电路。电路图工作补水基本原理如下（见附图）：电茶炉缺水需补水时，补水延时电路工作，接通电磁阀进水，加热腔水位达到上位时，电磁阀失电，同时电茶炉投入加热工作；当电茶炉缺水需补水时，补水延时电路工作，接通电磁阀进水，如八分钟进水仍未完成，说明车内水箱缺水，延时八分钟断电保护电路切断进水电磁阀工作电路，电茶炉处于待检修状态。待途中车厢车站补水后，乘务巡视人员对电茶炉重新上电，电茶炉进入正常工作状态。经现场试验电茶炉正常进水时间一般为3-4分钟，便可满足进水要求，改进电路设置八分钟延时断电保护电路，即可确保进水要求又可防止电磁阀长时间工作引发烧损故障的发生。
2.加强电茶炉的日常检修保养制度的落实，严格执行定期除垢制度（电茶炉炉体内部水垢三个月清除一次），在除垢过程中，要严格杜绝野蛮操作，使用合适的工具，避免对各种腔体造成二次伤害，并要保证清除的质量，不留死角；对控制进水的水位传感器（磁控管）进行定期维护，发现浮球内进水、干簧管触点接触不良的进行更换，各种水管如果发生漏水，应及时排除，严禁有水滴入加热腔和加热线圈上；电控制箱或加热线圈有故障时，必须更换整个部件。
3.对排气管要严格按照电茶炉检修标准配齐，且排气畅通。对冬季容易造成排气管排气端易冻结冰的问题，冬季时应将排气管放置于车内，以免炉体内水蒸气积累过多造成电茶炉控制失效；夏季应将排气管放置于车外，以免排气管排出的水蒸气过多造成加热盘潮湿，发生短路等故障。
四、结束语
如果电控箱内控制进水线路加装改进延时电路实施后，从根本上
解决了多年来电茶炉电磁阀易过热烧损的难题。改造线路保护可靠性高, 当电茶炉缺水需补水时，补水延时电路工作，接通电磁阀进水，如八分钟进水仍未完成，说明车内水箱缺水，延时八分钟断电保护电路切断进水电磁阀工作电路，能够自动切断电源，防止了电磁阀烧损的后果，有力地保护了电茶炉;大大降低了检修成本，特别是在作业人员巡视到位的情况下，彻底做到了故障前的自动保护,提高了电茶炉的安全系数，保障了列车的运行安全。
参考文献：《TCL-12铁路客车全自动电磁开水炉》使用说明书、无锡桑普电讯器材厂
PG9171E燃气轮机防喘电磁阀20CB1故障分析及技术改进
