電力機(jī)車牽引變壓器故障分析

劉 帥

(中車大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧 大連 116021)

電力機(jī)車牽引變壓器故障分析

劉 帥

(中車大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧 大連 116021)

列舉了電力機(jī)車牽引變壓器常見故障，提出了處理電力機(jī)車牽引變壓器鐵芯、線圈、接地、機(jī)械等故障的方法，希望為更好地處理和解決電力機(jī)車牽引變壓器常見故障提供參考。

電力機(jī)車；牽引變壓器；機(jī)械故障

分析電力機(jī)車牽引變壓器的功能隱患和運(yùn)行故障，要結(jié)合電力機(jī)車運(yùn)行特點(diǎn)和牽引變壓器工作環(huán)境，從電力機(jī)車牽引變壓器的結(jié)構(gòu)和功能兩方面入手，以實際運(yùn)行方式為出發(fā)點(diǎn)，探尋故障成因的內(nèi)在邏輯和外部影響，保障電力機(jī)車牽引變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，提出故障解決方法和應(yīng)對策略，將保障工作落實在具體的檢測、維護(hù)等技術(shù)環(huán)節(jié)和工作細(xì)節(jié)中，以策略性的手段和針對性的技術(shù)實現(xiàn)電力機(jī)車牽引變壓器的穩(wěn)定、連續(xù)、安全運(yùn)行。

1 電力機(jī)車牽引變壓器常見故障

1.1 鐵芯故障

電力機(jī)車牽引變壓器在運(yùn)行時的狀態(tài)與傳統(tǒng)變壓器存在較大的不同，過壓、過流等現(xiàn)象常見，特別是在運(yùn)輸繁忙時，電力機(jī)車牽引變壓器存在過載的問題，這會影響電力機(jī)車牽引變壓器中鐵芯的實際磁通量，加大鐵芯漏磁出現(xiàn)問題的可能性，使電力機(jī)車牽引變壓器鐵芯溫度升高。

1.2 線圈故障

電力機(jī)車存在代際和功能上的差異，牽引變壓器中線圈的結(jié)構(gòu)和形式也有很大的差別，特別是各類重型、現(xiàn)代化電力機(jī)車中線圈結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，線圈形式多樣，從系統(tǒng)論的角度看，復(fù)雜多樣的形式必然導(dǎo)致多種線圈故障。比較典型的線圈故障有：電力機(jī)車牽引變壓器線圈繞制故障，這是由于線圈在繞制過程中出現(xiàn)材料、結(jié)構(gòu)、數(shù)量、強(qiáng)度上的技術(shù)不足和參數(shù)錯誤，導(dǎo)致線圈過熱、破損，進(jìn)而產(chǎn)生電力機(jī)車牽引變壓器故障。電力機(jī)車牽引變壓器線圈位置移動，這是由于在電力機(jī)車運(yùn)行、牽引變壓器安裝或維護(hù)過程中，外部力量改變線圈的形狀、位置，造成線圈內(nèi)電阻、電流的改變，在長時間大負(fù)荷的前提下，導(dǎo)致電力機(jī)車牽引變壓器線圈高溫、擊穿或燒毀。

1.3 接地故障

電力機(jī)車牽引變壓器需要良好的接地確保變壓器的功能，如果出現(xiàn)電力機(jī)車牽引變壓器接地故障，會直接導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)功能障礙，產(chǎn)生燒毀風(fēng)險。由于電力機(jī)車牽引變壓器在系統(tǒng)上既有絕緣的技術(shù)要求，也有接地的技術(shù)結(jié)構(gòu)，過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式和多樣化的系統(tǒng)需求造成接地故障的產(chǎn)生。

1.4 機(jī)械故障

電力機(jī)車牽引變壓器的安裝和維護(hù)、日常保養(yǎng)等過程需要大量的人工操作，外部的機(jī)械力和不規(guī)范行為會造成電力機(jī)車牽引變壓器整體形變和細(xì)節(jié)改變，出現(xiàn)緊固部位不牢固、變壓器功能部位松動等問題，導(dǎo)致電力機(jī)車牽引變壓器擺動、漏油、形變等，既降低了運(yùn)行的安全性，也難于適應(yīng)電力機(jī)車實際運(yùn)行的負(fù)荷需要，產(chǎn)生運(yùn)輸生產(chǎn)安全問題和隱患。在長時間、超負(fù)荷運(yùn)行中，一些連接件、螺栓、焊接部位會產(chǎn)生機(jī)械性疲勞和松動性損傷，造成整體密封不嚴(yán)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差、震動和脫落等問題，既影響電力機(jī)車牽引變壓器的整體安全性和功能性，同時也給電力機(jī)車的運(yùn)行帶來風(fēng)險和隱患。

2 電力機(jī)車牽引變壓器故障處理

2.1 鐵芯故障的處理

針對常見的電力機(jī)車牽引變壓器鐵芯故障，技術(shù)人員要做好內(nèi)外兩方面的技術(shù)控制和條件約束。一方面，技術(shù)人員要從外部條件入手，利用技術(shù)手段穩(wěn)定電力機(jī)車牽引變壓器運(yùn)行的電流和電壓，避免長期超負(fù)荷運(yùn)行，確保電力機(jī)車牽引變壓器在額定電流和電壓下穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面，技術(shù)人員要從電力機(jī)車牽引變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，改變電力機(jī)車牽引變壓器的工作狀態(tài)，配置適宜的分壓、分流設(shè)備，抵御過流和過載產(chǎn)生的鐵芯過熱問題。此外，要結(jié)合特征氣體的色譜分析，做好鐵芯運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，當(dāng)特征氣體增加時，要提醒技術(shù)人員做好鐵芯的溫度控制，確保電力機(jī)車牽引變壓器的穩(wěn)定工作狀態(tài)和實際功能。

2.2 線圈故障的處理

電力機(jī)車牽引變壓器線圈是整個變壓器的核心部件，維護(hù)、維修和解決電力機(jī)車牽引變壓器線圈相關(guān)問題需要結(jié)合電力機(jī)車的類型、運(yùn)行特點(diǎn)，要以各類型電力機(jī)車的技術(shù)設(shè)計和負(fù)載實際為出發(fā)點(diǎn)，穩(wěn)定電力機(jī)車牽引變壓器線圈內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)，控制電力機(jī)車牽引變壓器外部運(yùn)行環(huán)境，通過綜合技術(shù)手段處理線圈問題與故障，實現(xiàn)線圈的穩(wěn)定、連續(xù)、安全運(yùn)行。對于線圈繞制故障，技術(shù)人員要加強(qiáng)線圈的外部檢查，建立線圈技術(shù)檢測規(guī)范和方案，以技術(shù)資料為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)控制線圈的材料、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和數(shù)量等核心參數(shù)，避免線圈產(chǎn)生過熱、破損等問題。對于電力機(jī)車牽引變壓器的安裝和維護(hù)過程，要制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和保障措施，減少人力和重型設(shè)備的使用，特別是線圈的安裝、維護(hù)和保養(yǎng)工作，更應(yīng)全面規(guī)范，不得改變線圈的形狀、位置，杜絕外力導(dǎo)致的線圈短路、斷路等問題，防止發(fā)生電力機(jī)車牽引變壓器線圈燒毀、擊穿等問題。

2.3 接地故障的處理

接地故障是電力機(jī)車牽引變壓器主要的故障類型，既要對接地故障有著清晰的認(rèn)知，也要從思想和技術(shù)上做好接地故障的控制和處理工作，以牽引變壓器常見接地故障分析為基礎(chǔ)，制定預(yù)防和解決接地故障的技術(shù)方案和實施方法。要做好電力機(jī)車牽引變壓器器身的接地處理，有效控制器身接地的電阻值，預(yù)防接地問題。要做好繞組間的電阻檢測，特別是高壓繞組和低壓繞組的阻值要控制在要求范圍內(nèi)，對于電阻超出標(biāo)準(zhǔn)的問題，要從接地故障可能性分析入手，重新檢驗電力機(jī)車牽引變壓器的整體接地電阻值，實現(xiàn)有效接地，防止電力機(jī)車牽引變壓器因接地故障產(chǎn)生絕緣、受潮、高溫、擊穿等問題。在日常維護(hù)工作中，要重點(diǎn)檢查系統(tǒng)接地，清除接地部位的油污、垃圾和灰塵，確保接地電阻值達(dá)到技術(shù)需求。

2.4 機(jī)械故障的處理

機(jī)械故障的控制應(yīng)從電力機(jī)車牽引變壓器運(yùn)行和工作實際出發(fā)，要結(jié)合維護(hù)、保養(yǎng)等具體細(xì)節(jié)，強(qiáng)化日常環(huán)節(jié)和重點(diǎn)過程，這樣才能有效處理機(jī)械故障，清除機(jī)械故障隱患。一方面，要規(guī)范安裝、維護(hù)人員的技術(shù)操作過程和實際細(xì)節(jié)，確保在維護(hù)、保養(yǎng)、安裝等環(huán)節(jié)中不出現(xiàn)大的外力損傷，有效確保電力機(jī)車牽引變壓器的尺寸、外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)符合安全運(yùn)行的技術(shù)要求。另一方面，要制定保養(yǎng)與維護(hù)工作的技術(shù)體系，重點(diǎn)針對連接件、焊接、螺栓螺母等部位加強(qiáng)檢驗，防止其產(chǎn)生機(jī)械性疲勞和松動性損傷，確保電力機(jī)車牽引變壓器整體處于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、密閉良好的狀態(tài)。在電力機(jī)車運(yùn)行中，避免松動、震動、脫落等問題，確保電力機(jī)車牽引變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定和安全。

3 結(jié)語

電力機(jī)車牽引變壓器是整個電力機(jī)車的功能部位，也是產(chǎn)生故障的常見部位，要結(jié)合電力機(jī)車的日常運(yùn)行，進(jìn)行故障分析，有效確定電力機(jī)車牽引變壓器的工作狀態(tài)，建立解析、判別、處理隱患和故障的方案與措施，保障其運(yùn)行穩(wěn)定和功能安全，提升電力機(jī)車牽引變壓器的運(yùn)行能力和使用壽命，形成對鐵路運(yùn)輸效率、安全目標(biāo)實現(xiàn)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、技術(shù)性保障。

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Fault analysis of traction transformer for electric locomotive

LIU Shuai

(China Railway Dalian Locomotive & Rolling Stock Co., Ltd., Dalian 116021, China)

This paper introduces the common faults of electric locomotive traction transformer, and puts forward the method of handling faults such as iron core, coil, grounding and mechanical fault of electric locomotive traction transformer. It is hoped to provide a reference for better handling and solving common faults of electric locomotive traction transformer.

Electric locomotive; Traction transformer; Mechanical failure

2017-04-12

劉帥(1988-)，男，助理工程師，本科。

TM922.73

A

1674-8646(2017)12-0040-02