摘要：TBQ—4923/25主变压器是一种一体式变压器，除包含有主变压器外，还含有平波电抗器和四个滤波电抗器，它们装在一个油箱里，共用一个冷却系统。主变压器由下油箱、上油箱、变压器身、油保护装置、冷却系统、其他附属装置等组成。其主体部分变压器器身由铁心、线圈、绝缘件等组成。
关键词：SS4；电力机车；主变压器；起火故障；对策；分析
引言：SS4型电力机车主变压器是机车动力来源，可靠性要求非常高，其质量可靠是安全运输的根本。一旦发生火灾，不仅影响机车的安全运行，而且对承修方和运营方造成很大的信誉和经济损失。某段SS4型电力机车在担当列车牵引任务时发生火灾，消防车进行灭火，中断正线行车5h14min，构成铁路交通一般B类（B4.2）事故。检查发现起火点在B节车变压器左侧，机车左侧烧痕明显重于右侧。拆开变压器后，变压器内部也是左侧烧痕严重，右侧烧损较轻。可燃物为变压器油，为大面积急火快烧。经初步分析，火灾因变压器内部X端子胶木固定螺栓断裂引起。
1.常见故障
1.1变压器漏油，油位不符合要求，油温高，变压器油化验指标不符合要求
漏油处所主要有箱体钢板存在砂眼，砂眼在运行中受振动及变压器油晃动冲击穿孔，引起漏油；箱体间箱沿密封胶圈老化、未压装好，或紧固螺母未紧到位而引起箱体间密封胶圈处漏油；各接线端子密封件、油路密封件老化或压偏引起漏油等。在现场就曾发生过SS4G7008机车更换完油泵，油路密封件压偏引起严重漏油形成机破的教训（注：所有密封胶圈均为耐油橡胶）。在变压器油表中放入一个红色的玻璃球，用于指示油位，油表旁边有刻度：+40℃、+20℃、-30℃，这些刻度是指主变压器未工作时，在环境温度分别是+40℃、+20℃、-30℃时，储油柜里的油应具有的油位，由于漏油或添加变压器油时不注意会引起油位不符合要求。之所以要按规定添加变压器油是因为储油柜设计为：在高温（+40℃）并在变压器持续运行时，油不溢出储油柜；在低温（-25℃）且变压器不工作时，储油柜中应有油。
1.2变压器外围电路故障
变压器是通过各铜排连线与引线端子相连的，外围电路故障引起机车电路不正常工作，有时外围电路的故障有时也会引起主变压器内部故障。外围电路故障主要有：铜排随接螺丝松动，在大电流下引起烧损；铜排支架松动引起铜排震动裂损或距离近放电烧损；铜排变形引起距离近放电，或铜线辫距离近放电，按照电压等级一般要求铜排、线辫距离在20mm以上；雨水进入连通铜排间或铜排对地放电；铁丝、工具等物品遗留在变压器上，运行中滑落到带电导线附件引起短路、接地等故障；电流传感器引线（电子电路）与铜排间磨损放电等。也有主变压器的原边端子A连接的高压电流互感器对车体放电，X端子接线接磨断股烧损的现象。
2.预防主变压器起火故障的措施
2.1提升检修装备及环境
2.1.1完善检修装备
公司对关键设备进行整改完善，检修SS4型电力机车主变压器的关键设备有滤油机、真空烘炉、电阻焊设备等。一是更换滤油机。纯加热过滤的滤油机属于淘汰设备，更换为热辐射加热器的滤油机。内外双管热辐射间接加热的滤油机，内管发热让空气升温，外管使变压器油均匀升温，保证油的品质不会在滤油过程中降低。二是普通烘炉更换为全自动真空烘炉。普通烘炉通过加热器身，并用风循环带走器身水份。全自动的真空烘炉加热器身，通过抽真空降低水的沸点，“拔”出器身中的水份，干燥效果更佳，加热、抽真空、破真空等动作均为自动，保证器身烘焙质量的稳定性。三是采用电阻焊接铜排。器身铜排焊接采用电阻焊设备。气焊方式焊接器身的铜排主要靠操作者的技能来保证质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若采用电阻焊设备来进行铜排焊接，只需设定电流大小、焊接时间，保证铜排焊接质量。
2.1.2提高检修场地清洁度
主变压器检修场地无疑要求环境清洁度越高越好，因为变压器器身烘焙出炉进行总组装之前，器身完全暴露在空气中，尘埃、湿度对变压器器身绝缘和变压器油的质量都会产生影响。采用全封闭的厂房能有效隔离尘埃，并安装空调控制湿度，防止变压器器身出炉后迅速吸潮而降低绝缘；同时由于提高了清洁度和降低了湿度，总装后变压器油的质量也得到了改善。特别在南方潮湿地区，采用全封闭厂房内湿度能控制在60%以下，低于技术条件中75%的湿度要求。
2.2完善检修工艺
2.2.1识别检修关键尺寸
主变压器检修过程中，除大修规程要求外，还需对主变压器的易磨损件和影响组装的尺寸进行识别。经过关键项点识别，有利于操作者对检修的关键项点把控，提高检修质量。
2.2.2确定组装螺栓力矩
一是确定刚性连接紧固力矩按照《机械设计手册》，刚性连接紧固力矩按公式T=KFd计算。这样计算出来的螺栓紧固数值，在Q/CSＲ52.2—2008《机车车辆用螺栓连接通用技术规范第2部分：设计———机械制造应用》附录中推荐值得到验证。但是针对被紧固材料为铜材或者环氧玻璃布板时，如果按全钢材的力矩值可能会在工件上产生压痕裂纹，需在计算的基础上再取一定的系数，降低紧固力矩，保证被紧固件的运用安全。二是确定弹性连接紧固力矩弹性连接无理论计算公式，因此其力矩的确定采用试验实测的方式，以连接可靠、密封垫不产生裂损、不漏油为标准。取值过程通过有经验的技师先行紧固到位，再用力矩扳手校验力矩值。测试过程是先松开螺栓或者螺母，然后用力矩扳手紧固到原位置，读取数值。同一部位有多处连接的，测量多处并取平均值，数值取整。因为橡胶件有一定耐压性，所以在确定力螺栓矩值的时，注意观察橡胶外鼓的状态，在封住油、有裕量的前提下，尽量取小一些的值。三是确定胶木螺栓紧固力矩胶木螺栓比较特殊，主要功能是绝缘，次要功能是紧固，所以单独列出来作为分析对象。首先胶木螺栓计算力矩不能直接采用钢制螺栓的计算公式，因为合适系数无处可查，如果按钢制螺杆的系数，计算结果较大。例如新M16胶木螺栓（常见的材质是酚醛布棒）经测试，断裂力矩接近30N•m，但作为紧固件来计算扭矩，达到21N•m，这就很危险。胶木螺栓在主变压器运用中承受的动态载荷数量级非常小，胶木螺栓的主要作用就是固定隔离铜排的绝缘垫块防止铜排间短路，胶木螺栓紧固力矩的取值应该偏小。
总结：通过提升主变压器检修装备，提高主变压器检修场地清洁度，完善主变压器检修工艺，尤其是主变压器组装螺栓采用量值化方法，切实提升了主变压器的检修质量。近两年多来，机务段在机车运用过程中实施预防起火措施，成都公司大修的SS4型电力机车主变压器没有出现过重大质量问题，有效地预防火灾发生，确保了机车安全运行。
参考文献：
[1]李霞.SS_4改型电力机车主变压器铁芯绝缘漆膜脱落的原因分析[J].铁道机车车辆，2016，36（01）：79-81.
[2]李军，范益人，黄强.SS_4型电力机车主变压器起火故障的分析与对策[J].铁道机车与动车，2016（02）：31-32+37+8.
[3]吴江.电力机车主变压器风机节能控制装置试验及应用研究[J].铁路节能环保与安全卫生，2015，5（02）：65-66.
[4]高文华.SS4型电力机车主变压器潜伏性故障的分析和诊断[J].神华科技，2014，12（06）：86-88.
[5]马果，吴广宁，王韬，闵英杰.电力机车励磁涌流仿真及其对公网影响的分析
论文作者:张俊山
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/28
标签：变压器论文; 螺栓论文; 力矩论文; 电力机车论文; 紧固论文; 漏油论文; 胶木论文; 《电力设备》2018年第22期论文;