有关电力机车主变压器常见故障解决的讨论

　铁路货运是在我国经济形势的主动脉，在中国交通出行管理体系中具有至关重要的影响力。伴随着社会经济的快速发展趋势，在我国铁路线加速了以快速、轻载、安全性为主题风格的进步脚步。但安全驾驶是铁路货运的不变主题风格，铁路线加速后对电力机车的安全明确提出了更更加严的规定。电力机车主变压器是电力机车的心血管一部分，它的优劣可以直接危害到电力机车的安全驾驶。从电力机车主变压器很多年来运作的现象看来，主变压器的设备故障率尽管不高，但是一旦发生常见故障便会产生较大损害。
　　　近些年,电力机车主变压器数次发生漏水油常见故障,尤其是有一些新造的电力机车主变压器也发生了该状况。主变压器漏水油不但环境污染电力机车內部电缆线及机器设备危害变电器及相应设施的外型,导致很多不必要的损害;并且驱使主变压器迫不得已断电维修,导致一定的社会影响乃至危害安全驾驶。因此,如何解决漏水油难题是提升主变压器品质的重要项点之一。
　　一、电力机车主变压器的概述
　　(1)电力机车主变压器的功效与运作标准
　　　电力机车主变压器是沟通交流电力机车上的一个关键构件[1]，用于把触碰在网上获得的25kV高电压转换为提供牵引带电机以及他电动机、家用电器工作中所适宜的工作电压，其原理与一般配电变压器同样。主变压器安裝在沟通交流防爆开关的电力机车动车里，把防爆开关开关电源转换为恰当的主电源电路开关电源和輔助电源电路开关电源，为了更好地能任意地更改工作电压，使之适用牵引带电机，沟通交流电化的前期，变电器的原边或次边绕阻配有抽头，可使工作电压在一定的范畴内转变 ，以完成牵引带电机的电流操纵(即速率操纵)。之后选用半导体元器件操纵牵引带电机工作电压，因此要把次边绕阻分为具备一定工作电压的两个绕阻，向半导体材料变流器供电系统。輔助开关电源从变电器第三绕阻获得。
　　　因为电力机车主变压器工作中在电力机车上，因而电力机车在运转操作过程中所具备的一系列特性，必定要在主变压器的具体工作上体现出去，結果就导致了主变压器具备有别于一般电力变压器的作业情况和特性。主变压器的作业标准及特性，具体表现在下面一些层面:
　　1、常常遭受机械设备撞击和持续而明显地振动分析;
　　2、外观规格和净重有较严苛限定(由于电力机车车身内放置电器设备的室内空间极其比较有限，并且电力机车轴重也是有一定的标准);
　　3、铁路接触网起伏范畴非常大，牵引带负载转变 也非常大;
　　4、受空气过压和使用过电压的作用，与此同时低电压侧有较高的断路或率;
　　5、当选用更改主变压器输出电压的办法来调整电力机车速率时，主变压器的绕阻必须分配较多的抽头数量，便于开展变压。
　　　总的来说，主变压器的作业标准与一般配电变压器迥然不同，它的作业情况和办公环境是非常极端的。
　　　电力机车主变压器运作标准独特，铁路接触网工作电压转变 大，电力机车额定值工作标准电压25kV，一切正常的工作标准电压20~29kV，容许误差 16%和-20%，常见故障运作工作电压为19kV。在具体运转中，铁路接触网首直流电压有时候做到31kV，电力机车再生制动时，网压可做到32kV。而配电变压器网压弹性系数仅有±5%。与一般变电器对比，主变压器的防爆开关工作电压变化范畴大;此外，防爆开关的按段上有电力工程终断，与此同时还伴随相位差转变 ，因此主变压器常遭受大的电冲击性。
　　　电力机车运作时规定无商品流通太过相区，铁路接触网分相间距一般为20~40km。牵引带变电器要常常断掉和接入。当火车平均速率为80km/h时，电力机车主变压器约15~ 30min投切一次。当火车平均速率为200kn/ h时，则10~ 20min就需要投切一次。
　　(2)变电器基本上构造
　　　主变压器的主要构造有芯式和壳式两大类。芯式构造或壳式构造就是指变压器线圈与线圈的相对位置来讲。在中国，芯式变电器在运用上占有优势[2]。
　　　从变压器结构层面而言，一般分成六绝大多数即绕阻、铁芯、导线、器身、汽车油箱和装配工艺。电力机车主变压器也是由这几部份组合而成的。在其中绕阻、导线、器身和装配工艺(涉及到外绝缘层)四大一部分可以直接与绝缘层有密切的联络，铁芯和汽车油箱也牵涉到绝缘层难题。此外，绝缘层难题不论是在变电器生产制造流程中，或是在变电器运转中，通常全是最比较敏感，最直接主要表现出去，因此配电变压器各组件的绝缘层变成变电器生产厂家应用单位极为关心，更为高度重视的难题。变压器结构可以用图2-1表明。
　　(3)运作中的常见问题种类
　　1、按问题出现位置归类:
　　①变电器外界常见故障
　　　汽车油箱:电焊焊接品质不太好，密封性填圈不太好;工作电压分接电源开关传动系统:机械设备操动一部分，操纵部份等难题;制冷设备:风机，输油泵、控制系统等难题;配件:绝缘管、温度表、油量计、各种各样汽车继电器等难题。
　　②变电器內部常见故障
　　　绕阻:绝缘层穿透，断开，形变;铁芯:铁芯卷绕中间绝缘层不太好，接地装置不太好，铁芯二点或多一点接地装置及铁芯地脚螺栓绝缘层穿透;內部的安装电力金具难题:工作电压分节电源开关操纵不及时，导线绝缘层欠缺;变压器油脆化。
　　2、按常见故障特性归类
　　　变电器的內部常见故障具体有:超温性常见故障、充放电性常见故障、油常见故障等种类。加快变电器使用寿命结束的根本原因是绝缘层的脆化。它使变电器慢慢失去固有的性能和阻燃性能，非常容易形成局放，减少绝缘层的直流及冲击性穿透抗压强度，减少变电器的使用期限。下边从常见故障特性考虑对主变压器漏水油的常见故障位置及关键因素开展具体阐述。并从汽车油箱总体设计、生产制造加工工艺和当场解决等层面明确提出处理主变压器漏水油常见故障的对策。
　　二、漏水油的位置
　　　电力机车主变压器漏水油的位置具体有壳体及配件的焊接位置及其联接位置液压密封件的边界条件。
　　(1)焊接位置
　　　主变压器包含汽车油箱、机盖、储油罐柜、热管散热器、净油器、安全性气管等部件,这种部件全是根据焊接或是联接件来进行安装的。组焊进行后假如焊接位置存有夹砂管、出气孔、潜在性裂痕,或是当场使用中并没有彻底清除内应力等都是导致焊接位置漏水油问题的产生。具体应用中电力机车主变压器的漏水油一般绝大多数是那些构件上漏水油,据材料表明，在其中SS3,SS4型电力机车主变压器就曾产生几起电焊焊接构件漏水油状况。
　　(2)联接位置液压密封件的边界条件
　　　在电力机车主变压器外界组装有冷却塔、汽油泵、管道、碟阀及其小组出线端子板等构件,这种构件中间的连结面全是根据液压密封件(密封环和密封剂等)来实现封口的。这种液压密封件因为本身脆化及其品质缘故,非常容易导致主变压器运作操作过程中密封性无效状况,造成 漏水油常见故障。
　　三、漏水油常见故障的缘故
　　(1)焊接位置漏水油缘故
　　①设计方案缺点。在对SS3,SS4等车系所造成的主变压器储油罐柜及热管散热器因为铸造缺陷导致漏水油问题的解析解决中发觉:针对惯性力及大批量渗油状况,通常与总体设计有一定的关联。总体设计时假如对部分应力位置剖析不深入、或是存有设计方案缺点,则电力机车历经一定時间运作后,会致使漏水油常见故障。次之，在电力机车运作操作过程中,在一些独特路线及独特区间时,该构件受到损伤荷载,当部分地应力长期性超出抗剪强度时,便会导致疲惫裂痕,进而造成 主变压器漏水油问题的产生。此外,设计方案时一些构造缺点如未能发觉并解决好通常会造成 大批量主变压器油箱漏水油状况产生。
　　②生产制造加工工艺缘故。在主变压器生产制造流程中假如在开展技术剖析时,对一些构造的特别要求沒有留意,定编加工工艺时按一般构造焊接开展解决;或电焊焊接实际操作工作人员不严格执行加工工艺标准,电焊焊接次序不对,焊接高宽比过大或过小,主变压器油箱制做成功后电焊焊接内应力疏忽大意;与此同时再加上在产品质量检验全过程中的粗心大意或检测方式的欠缺,都是会造成 风险焊接问题的存有,进而造成漏水油状况。
　　(2)液压密封件边界条件漏水油缘故
　　①液压密封件的产品品质存在的问题。
　　②在电力机车主变压器的制作过程中各联接位置的液压密封件安裝不合理,整固不及时。
　　③在电力机车主变压器维修及保护中液压密封件拆换不立即,液压密封件无效。
　　四、漏水油问题的解决
　　(1)防范措施
　　　针对由设计方案缘故导致的汽车油箱漏水,除选用改善产品构造,提升结构特征,提升新品运作考评等方法外,还能够依靠优秀的前期确诊方式,如选用辅助设计构造分析系统开展抗压强度和模态分析等,以降低设计方案缺点。而针对生产制造缘故导致的漏水,应标准使用工作人员严苛按技术专业焊接检验标准操纵变压器油箱生产制造加工工艺,在变压器油箱拼装电焊焊接结束后还需采用合理的清除内应力对策,如震动或调质处理等,以处理因为生产加工电焊焊接全过程导致的应力,保证 变压器油箱生产过程中产生的应力区和缺点总数至少,进而清除渗油安全隐患。
　　(2)当场处置对策
　　①焊接漏水
　　　第一，焊接漏水常见故障主要是因为焊接存有应力、夹砂管、出气孔或裂痕造成 的,解决时在明确漏水部位后,先用钢刷清除,再用除污剂清洗整洁,用净布不断擦洗,最终在漏水点处开展补、喷焊解决。
　　　第二，主变压器产生漏水油不明显时,可考虑到带油焊修。在焊补流程中,大家多选用石棉布、木锲等物事先将漏水处堵住,随后再开展电焊焊接;对不可以事先塞死的漏水处(如条裂),能够 选用先一部分一部分地焊修,待漏水处归结为至一点后再用石棉布、木锲塞死开展焊修;针对厚钢板上的小系统漏洞,首先用小锤捻死,随后再电焊焊接;针对微漏水则一般采用先用电孤迅速晃烤漏水处四周,令其提温澎涨抑止油排,随后焊好。焊修时为避免 烧穿,使漏处扩张,能够 先在漏处上边开展适度加厚型(即喷焊一下)。选用带油焊修时禁止长期焊接,焊修点最好是在油位下100~200 mm处;箱里隔膜真空泵时禁止焊接。因为带油焊补是解决漏水油的临时性对策,依然存有再度漏水的概率,因而在恰当情况下一定要严苛按焊接维修加工工艺开展清根维修。在现场解决漏水油状况消退后,还需开展用心追踪观查,保证 不危害电力机车主变压器的常规运作。
　　 第三，假如渗油较比较严重,则须选用完全的解决方案。在情况容许时可考量先加点油,吊芯后对渗油位置选用完全的电焊焊接挽救方式。件容许时可考量先加点油,吊芯后对渗油位置选用完全的电焊焊接挽救方式。
　　　第四，真空包装泄油法。使变电器內部生成负压力,绝缘油不会再漏水,这时能够 焊补,可是,真空包装时负压力不能过高,以內外工作压力相同为宜。
　　②液压密封件漏水解决
　　　液压密封件漏水状况较为复杂,要具体的情况深入分析。先明确密封性失灵的缘故,在现场能够 先拧紧液压密封件两边的固定地脚螺栓,假如还无法解决难题则需拆换形变或是伤害的液压密封件。除此之外,在电力机车变电器维修或组装流程中一方面要不断地提升液压密封件品质,另一方面当场实际操作中需要留意液压密封件的合理组装和查验,有什么问题的立即拆换,最大限度避免 液压密封件漏水情况的产生。
　　五、总结
　　　事实上导致漏水的因素也有许多 :如密封性安裝应对接构件高低不平(展现地梨样子),一部分油塞突面设计方案不科学,及其突面法兰盘厚钢板较薄、抗压强度不足,不能维持密封性实际效果等状况。渗油常见故障不一样,解决困难的办法也不一样,具体工作上必须大家用心剖析和汇总,便于把电力机车主变压器漏水的防止及处置工作中做的更强。
　　论文参考文献：
　　[1]李晓莺等.变电器常见故障与检测.北京市:机械工程出版社出版，2004.
　　[2]马建国.电力机车总论.北京市:中国铁道出版社出版，1990.
　　[3]马建国.电力机车总论.北京市:中国铁道出版社出版，1990.
　　[4]戴伟跃.谈科学规范的电力机车检修管理体系.机车电传动，1995.2
　　[5]余卫斌.湖南韶山9型电力机车[M].北京市:中国铁道出版社出版,2005.
　　(1)　以单相异步电机能做为能源的电力机车。按牵引带电机的特性又可分成直流电传动系统电力机车和沟通交流传动系统电力机车两类。
　　(2)芯式铁芯一般为竖直置放，圆柱形的高、低电压绕阻同舟地套服在心柱上，使绕阻包围着心柱。为灵活运用绕阻内孔室内空间，心柱横截面常以外接圆形的多级别梯形;为使磁通量在铁扼中分散匀称，铁扼横截面最好是与心柱横截面同样，但以便使夹持设备及绝缘层零件等构造简单化，铁扼横截面一般都使用矩形框或倒多级别梯状。

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