国铁济南局济南机务段 252000
摘 要
目前,铁路部门为提高运输效率,除了管理体制改革以外,生产技术也在不断提高和革新。而主变压器作为铁路电力机车上最重要的设备之一,承担着电压变换、分配电能等工作。本文则主要是针对HXD3型机车的主变压器故障分析与诊断技术的研究。首先介绍了主变压器的常见故障,继而分析了机车主变压器故障的诊断处理方法。
关键词变压器故障分析诊断技术 电力机车
第一章 HXD3型机车主变压器运行中常见故障
根据变压器结构,电路,发生故障的部位等方面,变压器出现的主要故障有下面这些。
1.1绕组故障
绕组故障说的是变压器当中的绕组以及绝缘物等出现了故障。主要表现为绝缘老化,继而会发生接地、短路、断路、击穿或烧毁绕组层间、相间、高低压绕组间绝缘的现象
1.2铁心故障
造成铁心故障主要是因为铁心部件中的铁质夹件由于长时间使用会松动或损坏,导致铁心相碰触,以及压铁松动引起铁心震动和异音、铁心接地不良或夹件烧损、铁心片间的绝缘部分老化、铁心安装不齐异音、铁心片间叠装不齐引起铁损变大而使铁心温度过高等。
HXD3型电力机车用主变压器铁芯
1.3分接开关故障
充油变压器无载分接开关的常见故障有:当上分接头相间绝缘距离不足的时候,油泥堆积在绝缘材料上,过电压就会出现相间短路。如果触头接触不良或锈蚀从而让电阻增大,绝缘支架上紧固金属栓断裂,就会引起悬浮放电等故障。
充油变压器有负荷开关的故障主要有:由于密封破坏而使水分进入,造成绝缘性能不足。过渡电抗或击穿或烧断,导致触头间的电弧发生故障等。
1.4油流带静电故障
对强油循环冷却的大型变压器来说,冷却油通过油泵加速传递到绕组内冷却油道,在油和固体绝缘面上会产生静电电荷分离,使负电荷积聚在纸板上,正电荷积聚在流油中。如果一个地方的电荷积聚太过密集,产生的场强超过一定程度时,就会产生静电,作用于油或固体绝缘面上,甚至对固体绝缘造成损坏,从而导致绝缘失效。
第二章 HXD3型机车主变压器故障分析
主变压器是电力机车牵引供电系统的核心,而以下是HXD3型机车主变压器最近几年来在铁路检修和运用过程中出现的一些典型故障和处理方法。
2.1 主变压器漏油及处理方法
电力机车的主变压器才用的是强迫油循环冷却方式,所以,漏油就成为这种油浸式变压器最典型的惯性故障,漏油不仅会污染变压器外部从而影响美观,还会造成很大的安全隐患,对于工作人员的劳动安全造成威胁。而且会对机车内部的的其他设备造成污染,最终会导致变压器必须停电检修,甚至还会危及行车安全。因此,解决变压器漏油问题就成了重中之重。
2.1.1 漏油主要原因
主变压器漏油的原因有很多,主要包括密封部件本身质量不好,焊接质量较差,零部件的安装操作不规范等等。
2.1.2 处理方法
针对密封垫渗漏的情况,首先要检查密封垫有无龟裂老化等现象;同时检查紧固件是否有卡滞和变形,对结构不良或密封方法不合理的部件,如部分散热器联结法兰强度低,造成螺栓变形的,应重新更换;同时,要检查密封处的压接平面要光滑、干净。对于有裂缝和焊接质量差造成的漏油,先清洗干净,用绵丝擦拭,针对渗漏点,可采用补焊方式修补。如果渗漏的地方在油箱的上方,只需要排出少量的油,即可进行进一步的焊接处理;如果渗漏的部位处于邮箱下方,则需要进行带油焊接。带油焊接必须在漏油不明显的时候才可以进行,并且禁止使用气焊。
2.2 散热器堵塞造成的油温升高故障及处理方法
2.2.1油温高主要原因
根据对的大量故障散热器研究发现,主要有以下两方面的原因。一方面是部分散热器采用的风路翅片间隙过小(片间为矩形孔,规格是10.5mm×2.5mm),这种情况会导致散热片间堵塞的很严重,而绝大部分的堵塞物基本都是破损的滤尘网。另一方面由于机车上盖安定量大,另一部分散热片会形成大面积坍塌,从而塞满散热片之间的缝隙,使得散热片的通风量大大减少,最终就会导致散热效果大幅度下降。
2.2.2 处理方法
可以在机车进行定期修理或者扣车临修时对原来的滤尘网进行更仔细更深层次的改造和清理,在原有滤尘网基础上加上钢制滤尘网,这样的话可以使整个结构强度更高,可以尽可能地减少原滤尘网因受力破破损,对于箱式散热片,可以使用扁嘴钳进行垂直修复,这样能够进一步确保进出风顺畅。此外,建议机车运用部门应该定期仔细地清扫滤尘网,防止发生不必要的故障,影响机车主变压器的正常运用。
2.3感应耐压试验击穿故障及处理方法
主变压器的感应耐压试验是保证主变压器质量标准的重要组成部分。这个实验是针对变压器绕组的匝间、层间、段间及相间的绝缘感应进行的耐压试验,这也是电力机车主变压器下线之前的诸多试验中,很重要的一个环节,如果这个环节出现了问题,那么主变压器也就没有办法进行下一步组装并用于机车整个电器系统了。正是由于这个实验很重要,所以必须确保能够及时对出现的故障做出应对的措施。
2.3.1 故障原因
通过对故障变压器的高压绕组进行无油耐压试验,就可以找出故障点和故障原因。由于变压器绝缘筒上部圆周钻有8个直径为8mm的孔,组装完成后需要填入木楔子,并进行涂漆处理。正是因为这里的部分填充处理不合适,而导致绝缘出现了薄弱的环节,而高压绕组与外牵引绕组之间的电位差一般来说都很大,并且绝缘在长期的运用和消耗下就会出现老化现象,从而导致了这个部位容易出现击穿现象。
2.3.2处理方法
可以对绝缘筒缝隙进行抛光处理,并用环氧树脂等材料填平处理后,再均匀地涂上一层绝缘漆,而对于已经烧损的铜线,需要做短接处理,而焊接的部分则需要做外包绝缘处理。
第三章 结论
对于电力机车来说,主变压器就像是整个机车的心脏,其重要性和关键性不言而喻。而且主变压器相对于机车上其他的电器部件,它所要参与的工作部分也更多更重要,因此它的作用无可替代。正是由于变压器结构的复杂性和故障机理的多样性、随机性和模糊性,使得对于主变压器的故障判断就出现了更多的困难。为了对变压器的具体故障进行正确的判断并确定故障的具体部位,需要围绕变压器的基本结构和各个组成部分进行分析,并且需要对变压器油中的溶解气体等进行分析,再更具体地得出数据,需要使用试验数据的可视化映射、不确定性的模糊处理、故障数据的神经网络分类、线性分类器的模式识别、诊断分析的专家系统推理等方法,并将各种理论和实验方法融会贯通,构建出一个变压器故障诊断的智能化系统,如果这个系统能够正确的运行,那么对于机车主变压器的故障分析和处理将是一大飞跃式的进步。
参考文献
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