У березні 2014 року вийшли з ладу діоди ДЛ161-200 в силовому блоці електровоза локомотивного депо «Знам'янка» ДП «Одеська залізниця». Що стало причиною аварійної ситуації? Як запобігти подібним випадкам надалі?

 

Аналіз причин відмов діодів ДЛ161-200 в електровозі локомотивного депо «Знам'янка»

Для виявлення об'єктивних причин відмови діодів ДЛ161-200, які раніше були встановлені в електровозі вищезгаданого депо, начальник депо «Знам'янка» звернувся до фахівців ТОВ "Елемент-Перетворювач", яке має право проводити випробування напівпровідникових приладів і отримало свідоцтво про атестацію лабораторії під номером Е-33-12 і Е29-14, видане ДП «ЗАПОРІЖЖЯСТАНДАРТМЕТРОЛОГІЯ». Після проведення огляду зовнішнього вигляду, випробування ДЛ161-200, а також розтину пробитих діодів були зроблені наступні висновки.

Згідно Акту № 124э-8/42 от 10.04.2014 можливою причиною відмов діодів у випрямлячі електровоза є або нестабільність розподілу струмів між включеними паралельно діодами, обумовлена зміною в часі імпульсної прямого напруги, або застосування під час ремонту випрямляча низькочастотних діодів, які руйнуються при значних перевантаженнях, тобто не мають характеристики лавинного приладу.

 

 

Фото1. У конструкції підроблених діодів ДЛ161 відсутні срібні прокладки

 

Розтин діодів показав, що в конструкції діодів відсутні срібні прокладки, які забезпечують стабільність імпульсної прямого напруги, що підтвердило і випробування діодів.

Хоча на діодах був товарний знак ВАТ «Електровипрямітель», якість маркування, тип компаунда на фаске діода вказують на те, що це підробка ймовірно китайського виробництва.

 

 

Фото 2. Підробка товарного знаку з неякісним маркуванням

 

Вимоги до діодів ДЛ161-200, призначених для ремонту електровозів «Укрзалізниці»

Раніше в випрямні блоки електровозів змінного і постійного струму ЧС-4, ВЛ-80В/І, ВЛ-82М, НС-8, ЧІЕЗ-2 і тепловозів серії ТЕП70, 2ТЕ116 встановлювалися діоди ДЛ161-200 виробництва ВАТ «Електровипрямітель». Тому вимоги Керівництва «На ремонт випрямної установки при капітальному ремонті КР-1 і КР-2 тепловозів ТЕП70, 2ТЕ116», що пред'являються до діодів, призначених для ремонту електровозів, створені на основі ТУ16-2006 ІЕАЛ432000.058ТУ, що належать ВАТ «Електровипрямітель». А саме:

  • діоди повинні виготовлятися двох груп в залежності від значення імпульсної прямого напруги
  • група - від 1,11 до 1,16 В,
  • група - від 1,17 до 1,24 В.
  • в стані лавинного пробою діоди повинні витримувати імпульсну напругу, яка забезпечує протікання через діод імпульсу струму синусоїдальної форми тривалістю 70 мкс амплітудою 3 А частотою проходження 0,3 Гц.
  • напруга лавиноутворення діода не менше 1000 В протягом 10 с без пробою.

З 2014 року ВАТ «Електровипрямітель» не відвантажує прилади для ремонту електровозів «Укрзалізниці». Яка можлива альтернатива?

 

 

Фото 3. Паяна конструкція ДЛ161

 

Продукція, яка є підробкою провідних брендів виробників силових напівпровідникових приладів (СПП), і діоди паяної конструкції не відповідають вищезазначеним вимогам.

Єдиний український виробник напівпровідникових приладів з повним технологічним циклом від порізки кремнію до випуску готової продукції ТОВ "Елемент-Перетворювач" (Довідка Вих. №4394 / 08.3-8 від 09.12.09р.) виготовляє діоди притискної конструкції ДЛ161-200 по ТУ У 32.1- 30077685-032:2010. Ці прилади відповідають вимогам Головного управління локомотивного господарства ПАТ «Укрзалізниця» і є повним аналогом ДЛ161-200 виробництва ВАТ «Електровипрямітель». Міжвідомча комісія (МВК) у 2014 році ретельно вивчила технічні характеристики діодів ДЛ161-200 виробництва ТОВ "Елемент- Перетворювач", умови та результати їх випробувань і встановила, що ці прилади відповідають вимогам ТУ У 32.1-30077685-032:2010.

 

 

 

 

Фото 4. Притискна конструкція ДЛ161

 

 

 

Головне управління локомотивного господарства ПАТ «Укрзалізниця» дозволило використання ДЛ161 виробництва ТОВ "Елемент- Перетворювач" при виконанні капітального ремонту локомотивів.

 

Необхідність єдиної методики вхідного контролю якості діодів серії ДЛ161

Під час участі ТОВ «Елемент-Перетворювач» у тендерних процедурах 2016 року на підприємствах ПАТ «Укрзалізниці» була виявлена відсутність єдиної методики вхідного контролю якості діодів серії ДЛ161, які масово використовуються при ремонті однотипних електровозів змінного і постійного струму серій: ЧС-4, ВЛ-80в/і, ВЛ-82м, ЧС-8, ЧИЕЗ-2, та тепловозів серії ТЭП70, 2ТЭ116 на підприємствах ПАТ «Укрзалізниці». Кожне підприємство прописує технічні вимоги для діодів, як вважає за потрібним, не зважаючи на вимоги залізничних стандартів для забезпечення проведення якісного ремонту.

Технічні вимоги та опис предмету закупівлі повинні бути згідно дозвільним документам Департаменту Головного Управління локомотивного господарства. Всі діоди, що постачаються для проведення капітальних ремонтів електровозів, повинні мати дозвіл Головного Управління локомотивного господарства на їх використання (Вих. № 02/540-14/01.02 від 13.06.2016). Це власне і є запорукою якісного проведення капітальних ремонтів випрямляючих блоків електровозів та тепловозів.

Відповідність ДЛ161 виробництва ТОВ "Елемент- Перетворювач" вимогам Головного управління локомотивного господарства ПАТ «Укрзалізниця»

Згідно листів від Головного Управління локомотивного господарства

Вих. № ЦТр-112 від 23.03.07р. та Вих.№ ЦТ-8/302 від 23.04. 13р. прописані чіткі вимоги до продукції, яка застосовується в локомотивному господарстві ПАТ «Укрзалізниця», а саме:

  1. Наявність виробництва, або наявність повноважень офіційного представника виробника;
  2. Наявність технічних умов, узгоджених в установленому порядку;
  3. Наявність позитивного висновку галузевої МВК згідно галузевого стандарту України ДСТУ 32.0.08.001-97 «Порядок розроблення та поставлення продукції на виробництво для потреб залізничного транспорту в системі Міністерства транспорту України»;
  4. Дозвіл Начальника Департаменту Локомотивного господарства на проведення ходових випробувань чи на використання діодів серії ДЛ161.

Всі ці документи має наше підприємство ТОВ «Елемент-Перетворювач.

Ми пройшли всі критерії кваліфікації за вимогами Головного управління локомотивного господарства, а саме:

  • маємо технічні умови ТУ У 32.1-30077685-032:2010, узгодженні в установленому порядку;
  • маємо позитивні висновки галузевої міжвідомчої комісії (МВК) згідно Акту № 124э- 8/96 від 0210.14р.;
  • у 2014-15 роках партія діодів серії ДЛ161-200-16 УХЛ2 у кількості 2500шт. виготовлена для ПрАТ «ЗЄРЗ» (є позитивний відгук про якість: лист Вих. № 3892 від 16.06.16р.);

 

- Підприємство готово до співпраці з замовниками і надає технічну підтримку у повному обсязі!

 

 

Про модернізацію блоків ВУК4000Т, якими комплектуються електровози «Укрзалізниці»

 

У 2016 році завод ВАТ «ЗЕРЗ» ініціював модернізацію випрямних блоків ВУК4000Т і запропонував заміну всіх штирьових діодів ДЛ161-200 16 класу, які встановлювалися по 4 штуки послідовно в 12 паралельних гілках (разом 48 діодів в шафі, всього таких шаф 4, а діодів 192 штуки в випрямній установці),

 

 

 

Фото 5. Секція випрямляючого агрегату серії ВУК-4000Т
електровозів серії ВЛ80 до модернізації

 

 

на прилади таблеткової притискної конструкції ДЛ253-2000 24 класу, які можна встановлювати по 4 в плечі, при цьому в шафі 2 плеча, тобто 16 діодів. Всього в модернізованої установки 8 шаф, тобто 64 діода ДЛ253- 2000.

 

 

 

   

Фото 6-7. Секція випрямляючого агрегату після модернізації.

 

Сумарна вартість 64 діодів ДЛ253-2000-24 в модернізованій установці ВУК4000Т менше вартості 192 діодів ДЛ161-200-16. Висновок: модернізація ВУК4000Т економічно доцільна.

У порівнянні зі штирьовими діодами ДЛ161-200-16 таблеткові прилади ДЛ253-2000-24 мають

  • ударні струми в 4,7 разів більше,
  • максимально допустимий середній прямий струм з охолоджувачем при температурі навколишнього середовища 40°С при природному охолодженні в 7,6 разів більше,
  • неповторювана імпульсна зворотна напруга в 1,5 разів більше.

До того ж поліпшуються умови охолодження випрямної установки. Після монтажу ДЛ253-2000 знижується ймовірність виникнення аварійних ситуацій.

Очевидно, що заміна діодів, наявних в випрямних установках ВУК4000Т, на прилади ДЛ253-2000, вироблені ТОВ "Елемент-Перетворювач", скоротить витрати «Укрзалізниці» на ремонт.