機車車輛變壓器用油散熱器滲油問題研究

王韜　胡貴　吳勇　譚光忠

摘 要：文章通過對機車車輛變壓器用油散熱器出現(xiàn)滲油現(xiàn)象的規(guī)律統(tǒng)計，對造成滲油的原因進(jìn)行了電化學(xué)理論分析和流動理論分析，并提出了解決油散熱器滲油問題的措施。

關(guān)鍵詞：動車組；變壓器；油冷卻器

引言

機車車輛變壓器采用的冷卻方式是強迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷卻。變壓器的冷卻系統(tǒng)由風(fēng)機、油散熱器、油泵、油管等組成，形成一個完整的降溫回路系統(tǒng)。油散熱器是冷卻系統(tǒng)的核心部件，是實現(xiàn)熱量交換的部位。油散熱器是典型的板翅式熱交換器，由鋁復(fù)合板和波紋鋁翅片組成，內(nèi)部為油流通道，外部為冷卻風(fēng)通道，冷熱介質(zhì)通過翅片進(jìn)行對流換熱。由于機車車輛運行環(huán)境復(fù)雜、跨越區(qū)域大，經(jīng)過長時間的運行后，油散熱器出現(xiàn)滲油現(xiàn)象。油散熱器的滲油將危害變壓器的運行安全，必須得到有效控制和徹底解決。油散熱器在整個變壓器中的位置，如圖1所示。文章對滲油發(fā)生規(guī)律進(jìn)行了統(tǒng)計分析，對滲油原因進(jìn)行了理論分析，同時提出了相應(yīng)的解決措施并進(jìn)行了相關(guān)驗證試驗。

1 滲油現(xiàn)象

機車線路維護(hù)中發(fā)現(xiàn)，油散熱器在長期運行過程中出現(xiàn)了滲油現(xiàn)象，同時油滲漏部位有堵塞物，如圖2所示。通過解剖油散熱器芯體發(fā)現(xiàn)滲漏點具有一定的分布規(guī)律，漏點主要集中在進(jìn)風(fēng)口方向的左下角、右下角以及頂端中部位置。

2 原因分析

2.1 電化學(xué)理論分析

當(dāng)氧化還原反應(yīng)不斷進(jìn)行，蝕孔持續(xù)發(fā)展，造成鋁復(fù)合板最后形成穿透性蝕孔，導(dǎo)致油散熱器出現(xiàn)滲油現(xiàn)象。

2.2 流動理論分析

風(fēng)機輸送冷卻空氣到油散熱器風(fēng)道內(nèi)與內(nèi)部油道發(fā)生對流換熱，冷卻空氣的流動狀態(tài)也會影響流道中雜質(zhì)的分布狀態(tài)，這對風(fēng)翅片間流道的堵塞情況有很大影響。流道中雜質(zhì)的堵塞為電化學(xué)腐蝕提供了發(fā)生環(huán)境。通過計算流體力學(xué)軟件模擬流道中空氣的流動狀態(tài)，分析各位置速度分布，得出造成堵塞的另一個原因。

計算結(jié)果，如圖3所示。從圖中觀察可以發(fā)現(xiàn)，在散熱器芯體進(jìn)口處左下角和右下角的流速很小，此處形成了旋渦流，造成空氣中帶有的雜質(zhì)在該處沉積，造成了堵塞。

3 解決措施

3.1 工藝改進(jìn)措施

依據(jù)造成漏點的原因分析，采取加強鋁復(fù)合板的抗腐蝕能力，在鋁復(fù)合表面采取表面抗腐蝕涂層處理，在復(fù)合板表面形成一層抗腐蝕保護(hù)膜。采取表面抗腐蝕工藝前后的復(fù)合板在室溫下，置于NaOH溶液中進(jìn)行腐蝕對比試驗，對處理后復(fù)板的抗腐蝕能力和處理前的抗腐蝕能力進(jìn)行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，處理后的復(fù)板抗腐蝕能力明顯提高，在同等使用環(huán)境條件下復(fù)板抗腐蝕能力能夠提高一倍左右。

3.2 日常維護(hù)措施

油散熱器的堵塞為腐蝕的發(fā)生提供了有利環(huán)境，因此，加強日常運行的維護(hù)保養(yǎng)是解決滲漏的直接有效措施。日常維護(hù)中，加強水沖洗清理和風(fēng)吹掃干燥，為油散熱器的運行提供良好環(huán)境，能夠有效延長使用壽命。

4 結(jié)束語

（1）油散熱器滲油原因是由于發(fā)生了電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致復(fù)板腐蝕穿孔；（2）電化學(xué)腐蝕是由于翅片中流道堵塞，形成了電化學(xué)腐蝕環(huán)境；（3）表面抗腐蝕涂層處理能夠有效提高復(fù)合板的抗腐蝕能力；（4）加強日常維護(hù)能夠延長油冷卻器的使用壽命。

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作者簡介：王韜（1985，8-），男，湖南省株洲市人，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：碩士，研究方向：機車車輛通風(fēng)冷卻系統(tǒng)。