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摘要：牵引变压器是动车牵引系统的重要部件，出现故障将造成牵引封锁，影响车组车组运营秩序。本文针对牵引变压器冷却单元频繁出现的温度升高的故障情况，从冷却单元的空气过滤结构进行分析，通过发明的新型空气过滤装置彻底解决牵引变压器冷却单元系统散热器堵塞，避免动车组输出功率降低问题，延长动车组运用维护周期。
关键词：动车组；冷却单元；空气过滤
1、引言
动车组主要运行于长大交路，具有行程长、速度快、跨域广等特点，因此在运营过程中，经常发生牵引变压器冷却单元系统中散热器被毛絮、塑料袋等异物阻塞问题，尤其是在在春夏相交之际，自然风较大，柳絮、杂物较多且气温不断攀升，造成牵引变压器冷却单元系统散热受到影响，致使变压器温度升高，输出功率降低，产生故障，造成车辆晚点。
牵引变压器冷却单元系统散热器阻塞问题，造成检修周期缩短，费时费力，打乱动车所作业计划，用户反映强烈；随着运行时间增加，毛絮、小异物进入散热器散热片内部，阻塞空气正常流通，慢慢影响整个散热器功能，严重降低散热器使用寿命。
2、牵引变压器冷却单元系统的原理和作用
牵引变压器冷却单元系统为油冷。由以下主要部件构成：冷却装置、膨胀油箱、油泵、过滤器、传感器、各种控制阀门及管路等，其中冷却装置由空气过滤器、散热器、风机组、安装箱体等部件组成。当变压器工作时，因为热损耗产生的热量首先传到变压器冷却油中，系统通过油泵将冷却油强制循环到散热器中，高温的冷却油在散热器中通过外部风机强制通风散热，完成热交换后冷却油再回流到变压器内部重复上述冷却过程。
2.1、冷却单元的功能
散热器的功能是完成冷却空气与高温液体的热交换，通常由芯体、液体进出法兰和腔体、排气放液座和堵、空气连接法兰、安装座、接地螺座等零部件构成。芯体是其核心部件，一般采用铝制板翅式，相邻两隔板间放置翅片，翅片两侧放置与翅片等高度的封条，组成液体或气体通道；根据不同流动形式，对各通道进行不同的迭集和排列，整体钎焊组成芯体；芯体两端用氩弧焊焊接上液体腔、法兰等，就组成了完整的板翅式散热器。
风机组的作用是为散热器提供足够压力和流量的冷却空气，其主要由集流器、叶轮、电机等部件构成，。叶轮设置在风机箱体内，集流器设置在叶轮前端，通过接线盒电机接入动力，驱动风机叶轮旋转，从而使冷却空气在散热器、进气箱、集流器、叶轮、风机箱体、箱体底板等部件构成的冷却空气通道内流动。
冷却单元各部件间为串联关系，任何部件出现故障都将导致系统不能正常工作，不及时处理将进一步造成牵引变流器、变压器等故障，甚至故障扩大化。因此，确保冷却单元工作正常，减少故障的发生，对动车组运行安全意义重大。
2.2、冷却单元原理
冷却单元的结构如图1，当冷却单元工作时，高温液体在泵的作用下沿管路入口A2进入冷却装置，在冷却装置中与冷却空气进行热交换，被冷却后的液体流回变压器油箱。电机M1、M2、M3带动叶轮旋转，将外部空气吸入冷却装置中，与高温液体进行热交换，吸收热量后的空气在叶轮的作用下，垂直排向地面。。
3.2、装配缺陷
牵引变压器冷却单元系统中空气滤清器底部装配缝隙过大，使纸张、羽毛等较小的异物通过空气滤清器循环孔进入牵引变压器冷却单元系统中的空气循环内部，附着在散热器表面，影响散热器空气循环。
3.3、运用环境问题
这种空气滤清器不能适应动车组运行环境，没有考虑对毛絮、灰尘等异物的过滤，毛絮、灰尘等随着冷却单元高速风机高速运行，通过空气滤清器正面被吸入，然后经过空气滤清器过滤装置进入牵引变压器冷却单元中的空气循环内部，吸附到散热器表面，慢慢被吸入散热器翅片内部，伴随着运行时间的增加，散热器翅片内部毛絮、灰尘逐渐增多，使散热器内部阻塞，影响散热器散热，即便用高压风、高压水枪清洗也不能彻底解决，只能起到缓解作用，每次检修周期都要用高压水枪清洗，把灰尘清洗掉，毛絮在高压水枪的作用下逐渐挤压充实，使散热器翅片彻底阻塞，空气不能通过翅片流通，散热器失去散热功能。
3.2、解决方案
增加牵引变压器冷却单元新型阻燃空气过滤装置，原保护格栅网只能拦截树叶、鸟毛等异物不能起到空气过滤作用，柳絮、灰尘等微小物体能轻松通过空气滤清器进入冷却单元空气循环系统，被牵引变压器冷却单元系统中的高速旋转的冷却风机吸到散热器内部及表面，使散热器阻塞，散热效果降低，影响牵引变压器的热交换，使牵引变压器温度升高，影响动车组正常运行。
4、结论
增加新型阻燃空气过滤装置后，柳絮、灰尘被阻挡在过滤材料外面，不能进入牵引变压器冷却单元系统中的空气循环内部，避免柳絮、灰尘等阻塞散热器影响空气循环，杜绝牵引变压器冷却单元系统散热器阻塞造成的变压器温度升高。
参考文献：
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[2]杨其林.高速列车牵引变流器冷却系统散热特性研究.《电源世界》.2013（2）
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[4]施玉洁.牵引变流器用板翅式热管散热器性能实验研究.《制冷学报》.2014（5）
论文作者:王英伟1,张英利1,刘芹2
论文发表刊物:《河南电力》2018年18期
论文发表时间:2019/3/13
标签：散热器论文; 变压器论文; 单元论文; 空气论文; 车组论文; 系统论文; 叶轮论文; 《河南电力》2018年18期论文;