HXD3型电力机车主变压器常见故障分析及处理

HXD3 型 电力机车主变压器常见故障分析及处理

李璐璐 耿寸召

天津电力机车有限公司 天津 300456

摘要：主变压器是电力机车的心脏，承担着整车供电的重任，主变压器的正常运行关系到电力机车的行车安全。本文对电力机车主变压器检修过程中常见故障进行分析并提出解决方案，保证电力机车主变压器检修及运用的安全性和可靠性。

关键词：电力机车、主变压器、故障分析

0前言

我国铁路发展迅速，大功率电力机车已然成为普速列车和货运机车的主流。截止2020年底电力机车数量占比全国铁路机车62.7%。主变压器作为电力机车的核心部件，在检修过程中对故障点分析及处理尤为重要。

1、HXD3机车主变压器结构及原理

HXD3型电力机车主变压器，主要由箱体、器身、套管、油箱及附属件组成。主变压器为全密封结构，采用真空注油方式，通过氮气箱与储油箱之间的管路连接，对变压器运行过程中的油位进行调节，同时起到隔绝空气运用，减缓主变压器油劣化过程。并采用强迫油循环风冷方式进行主变油冷却。主变压器器身由铁芯、绕组及绝缘件等组成。通过原边绕组与次边绕组的变比将从接触网接收的25kV高压电转化为机车各设备运行要求的电压等级，从而为整车提供动力。

2、主变压器检修常见故障及处理

2.1低压套管烧损、老化

低压套管由树脂伞裙和接线端子组成，树脂伞裙可以增大爬电距离，防止接线端子与变压器箱盖发生放电现象；接线端子为铜镀银材质，通过机车主电路大线与主变流柜连接。在对主变压器C6修检修过程中，发现低压套管存在烧损现象，故障原因分析及处理如下：

1. 机车运用晃动及检修过程中拆装导致大线连接处螺栓松动，致使变流柜大线与铜接线端子接触不良，接触电阻变大导致低压套管发热氧化发黑，严重时发生放电、烧损节瘤；同时机车运用中套管表面脏污受潮导致绝缘降低，漏电流增加也会使套管发热老化。此时需对套管进行清洁，可采用打磨镀银处理，严重者需更换套管，在日常运用中保证安装螺栓紧固到位、力矩符合要求，定期检查可杜绝此类现象。

2）机车运行过程中线路故障，导致电流过大，低压套管发热氧化发黑、烧损节瘤。此种情况需结合整车调试进行线路检查，视情况调整接线、更换问题配件及套管。后期运用中注意观察微机、监控反映的机车状态，及时发现故障并处理。

2.2器身铁芯缓冲器电蚀

在对主变压器C6修解体检修时，发现缓冲器固定螺栓处有电蚀现象，分析变压器芯体结构，器身通过缓冲器连接着上下夹件，与拉螺杆配合固定着硅钢片铁芯（如图1），变压器运行过程中铁芯、绕组产生磁场，在上下两极产生的漏磁通最为严重，也最易产生漏电流。长期运用变压器油中的金属杂质、胶质等在缓冲器螺栓处产生放电，导致缓冲器碳化电蚀。处理方法:对器身缓冲器、拉螺杆进行绝缘改造，在紧固螺栓处增加尼龙绝缘套，增大绝缘性能减少放电，同时对问题缓冲器进行焊修处理。

图1、HXD3机车主变压器器身

2.3绕组阻值、绝缘不合格

绕组阻值会影响变压器变比、变压器自身损耗，导致主变压器油温升高，严重者烧损变压器，而绕组绝缘性能不良将直接影响绕组放电击穿甚至烧损。分析绕组结构，线圈绕组外包皱纹纸缠绕在铁芯四周，测量时温湿度影响、绕组断股、皱纹纸脏污破损、连接处紧固不良、引线焊接不良等都会对绕组阻值及绝缘造成影响。出现此类问题首先对测量环境温湿度进行人工干预并重新测量，考虑变压器自身问题。需对绕组各连接处接触状态进行检查，对引出线破损老化皱纹纸进行重新包扎处理。同时可对变压器器身进行连续烘干干燥处理，严重无法修复者需更换铁芯。

2.4介质损耗超标

介质损耗反应了变压器铁芯线圈及变压器油的绝缘、受潮、老化情况。主变压器在运输、安装和运行过程中保护不当，受外界影响导致箱体内受潮，变压器运行过程中发热产生的水和氧气也会导致变压器油及绝缘皱纹纸的老化，进而导致介质损耗超标。同时箱体内部运行中放电和安装螺栓紧固产生的金属粉末，油泵齿轮运行产生的金属粒子等，存在于变压器油中也会导致介质损耗超标。此类问题首先对测量环境温湿度进行干预并重新测量，考虑变压器自身问题。对引出线破损老化程度进行检查，皱纹纸脏污老化进行重新包扎处理。并采取真空干燥处理。对变压器油进行过滤检测。

2.5密封性问题

HXD3机车主变压器采用密封结构，由于变压器运用老化，变压器漏油问题频发。分析变压器及油循环回路结构，箱盖、套管、压力释放阀、蝶阀、油流继电器、油温继电器、注油活门、A端子、油管连接法兰等密封垫为橡胶材质，长时间运用风化会影响密封情况；同时油箱、氮气箱、波纹管及管路连接处钢结构焊接质量、各阀件自身性能也会对主变压器密封性造成影响。针对上述问题通常采用以下几种方式：检查各密封垫的状态，不良者进行更新；对各管路接触面进行清洁检查，不平整处进行打磨矫正；检修时对管路余油彻底清洁，防止运用中造成误判断；对管路焊缝处进行检查，如有裂纹渗漏需进行探伤补焊；必要时对各阀件进行性能试验。

3.结语

通过以上HXD3型电力机车主变压器检修时常见故障分析，积攒检修数据，在运用和维护中降低故障率、提高变压器检修质量及检修效率，为铁路机车安全运行保驾护航。

4.参考文献

【1】TG/JW 198-2019《中国国家铁路集团有限公司HXD3型电力机车检修技术规程（C6修）》，中国铁道出版社有限公司

【2】《和谐型大功率交流传动机车技术丛书-HXD3型电力机车》，张曙光，中国铁道出版社

作者简介：李璐璐[1994- ]，女，天津市，助理工程师，大学本科，和谐型交流传动机车电气系统检修。