直流電機的換向器在可靠性方面較為脆弱，因此在窄軌架線式電機車的使用中，提高其直流電機換向器可靠性仍是一個很重要的方面。窄軌架線式電機車換向器故障原因分析：

直流電機在運行中不斷進行換向，而換向涉及到物理、化學等多方面問題，因此換向器故障在直流電機的故障總數中占比很大。換向器的故障一般為灼傷所致，而造成其灼傷的主要原因無非是換向時產生的火花，而這一般因機械原因和電磁原因導致。 產生火花的機械原因主要是因為換向器的表面有污垢或電刷磨損導致其表面不夠清潔所致；此外， 換向器表面不光潔、換向器的換向片突出和換向片間云母絕緣突出等造成表面不光潔，以及各換向極的氣隙不均勻等原因，也會導致換向器在換向過程中出現火花，導致換向器產生火花的電磁原因則是換向的延遲，這會導致后刷邊的電流密度迅速增大， 如果在后刷邊離開換向片的瞬間，換向元件中依然存在著一部分需要釋放的磁場能，這樣就可能發生后刷邊出現火花甚至環火的現象。窄軌架線式電機車在地面運輸過程中，負載會發生變化，其動力裝置直流電機面對不斷變化的負載沖擊作用，直流電機的電樞電流也在不斷變化，如果是負載增加，電樞電流也會急劇增加，這就會使得換向元件的電抗電勢增大，從而造成換向的過分延遲，進而導致在后刷邊出現火花和電弧。而此時電機是在旋轉的，這會導致電弧火花被拉長外擴。這種情況嚴重時會導致環火，這不僅會造成換向器和電刷的損壞，嚴重時會將電樞繞組燒毀。