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时间:2019-11-27
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1、浅谈及谐1型机车变压器A端子故障【摘要】变压器A端子作为将电能引入机车的重要构成部分,在大功率交流机车中已经广泛的应用,其可靠性直接影响到机车正常的运行。本文对A端子结构、参数、安装要求进行了介绍,并对和谐型机车在运用过程出现的变压器A端子故障进行统计,根据故障现象分析了其故障原因。【关键词】A端子;统计;故障;原因AnalysisthefaultofHXD1locomotivetransformer?sAterminalLIHui(Maintenanceservicesbranch,CSR,ZhuzhouElectrieLocomotiveCo.,Ltd,HunanZhuzhou
2、412001,China)Abstract:Aterminalofthetransformerasbringpowerintothelocomotive‘smaincomponenthasbeenwidelyusedinhighpowerAClocomotive・Itsreliabilitywilldirectlyaffectthenormaloperationoflocomotive・Inthispaper,Aterminalsstrueture,parameters,installationrequirementswereintroduced,andalsostatistict
3、hefauItoftheAClocomotivethetransformersAterminal,thenanalysisthefauItaccordingtothephenomenon.Keywords:ATerminal;Structure;FaultAnalysis;一、引言和谐1型机车采用25kV电流制。车顶设备包含2个受电弓、2个车顶隔离开关、1个高压互感器、1个主断路器、1个接地开关和1个避雷器,它们与变压器之间用一根高压电缆和A端子连接。电能是通过接触网-受电弓-隔离开关-主断路器-电流互感器-高压电缆-A端子-变压器-主变流柜-牵引电机(如图l)o电能进入牵引电机后
4、,转化成动能,驱动机车运行。A端子作为将电能引入机车的干路上的重要构成部分,其可靠性影响到机车的正常运行。二、A端子故障现象和谐1型机车上线运行来,多次发生变压器A端子放电炸裂的故障。截止到2011年8月份,由于变压器A端子故障,导致更换变压器的HXD1C型机车共计27台。通过故障信息统计和现场情况分析,A端子故障发生时间主要集中在2011年,故障率较高的批次为2010-7XXoA端子故障主要表现为整体炸裂并漏油,安装法兰紧固螺栓附近开裂,树脂材料碳化,中心导电杆熔毁后有凹陷状,表面有磨砂状颗粒。三、A端子结构及其安装要求A端子中间为黄铜导电杆,主绝缘体是环氧树脂浇注的实心绝缘护套
5、,导电杆中心有一圈金属屏蔽网,又叫屏蔽电极,起到改善内部电场分布的作用,参见图2o金属屏蔽网有2个外部接地引出点,外部通过黄绿接地线与变压器外壳接地。A端子六点整体法兰安装,参见图3。根据螺母的类型、法兰材质选择的紧固力矩,而且要求六点对角安装,全部预紧后再定扭紧固。法兰安装与水平面的夹角>30。度时需重新考虑A端子材料强度和力矩。高压电缆总成的T型头与变压器A端子的安装过程如图4所示。四、故障分析(一)电气原因A端子的屏蔽电极制造工艺上圆滑过渡处理不当,或者存在毛刺,会造成导电杆对屏蔽电极放电,导致A端子炸裂。A端子为环氧树脂材料,分户内、户外树脂两类,其温高脆性高,温低韧性高。
6、在真空浇注A端子时,若金属导电杆与环氧树脂的热膨胀系数相差很大,会形成气隙,同时环氧树脂材料本身若不均匀,会存在气泡或瑕疵。环氧树脂材料的介质损耗角的正切值(堆。),该值直接影响环氧树脂材料的发热和损耗,若该值发生改变,会使材料正常温度超过产品的耐受温度。这都会造成A端子局部放电使绝缘破坏,导电杆过流升温,导致绝缘材料炸裂或接地线炸开。A端子应用在温度变化大、振动冲击强烈的机车使用环境,机车在运行过程中频繁过分相、开合主断,这些会造成电动力和电冲击。若A端子存在局部细小裂纹,电冲击累计会造成对金属放电,最终使A端子炸裂。A端子在3CTC时,工作电压为36kV,额定载流量是630Ao
7、正常工作温度升高时,端子本身的额定载流量会低于630Ao此时,如果产生了过流,会造成A端子炸裂。(二)机械原因A端子六点整体法兰安装,根据螺母的类型、法兰材质选择适合的紧固力矩,六点对角安装,全部预紧后再定扭紧固。若安装工艺不当或紧固力矩选择不合适,在加上在机车运行过程中对T型头的机械载荷,会导致A端子强度出现损伤,造成A端子炸裂。A端子和T型头在螺栓紧固时存在机械配合不当。从A端子螺纹损伤情况可以看出,高压电缆接头紧固螺栓与A端子连接时存在安装不当或匹配的问题,从而
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