牽引變壓器的故障分析及處理

劉文濤

【摘 要】隨著社會(huì)不斷發(fā)展，用戶對(duì)于列車的運(yùn)輸要求逐漸增高，同時(shí)對(duì)牽引變壓器的工作性能的要求也越來(lái)越苛刻。牽引變壓器是鐵路運(yùn)輸中重要電力設(shè)備，其運(yùn)行情況對(duì)鐵路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展具有重要影響。由于變壓器在使用過(guò)程中會(huì)遇到多種故障，影響列車的正常運(yùn)行，因此了解變壓器故障的表現(xiàn)及原因，可為變壓器故障的排除提供一定的幫助。文章對(duì)變壓器常見(jiàn)的故障表現(xiàn)及處理方法進(jìn)行了詳細(xì)分析和論述。

【關(guān)鍵詞】牽引變壓器 故障 繞組 套管

1引言

牽引變壓器作為保障鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中重要的電力設(shè)備之一，其變電工作對(duì)于鐵路列車的安全運(yùn)行起到了關(guān)鍵性的作用，對(duì)鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展具有極其重要的意義。在實(shí)際工作中，由于工作環(huán)境影響，牽引變壓器發(fā)生故障的頻率較高，這不僅影響了運(yùn)輸行業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，還危害到了鐵路運(yùn)輸在社會(huì)中的影響。因此，了解牽引變壓器的常見(jiàn)故障及維修方法，保障牽引變壓器在運(yùn)輸過(guò)程中工作性能的安全性和穩(wěn)定性十分必要。

2牽引變壓器故障分析

牽引變壓器故障類型可根據(jù)不同分類標(biāo)準(zhǔn)，有不同的劃分，按故障原因可分為過(guò)電流引起的故障或超負(fù)荷引起的故障；按故障部位可分為內(nèi)部故障和外部故障；按表現(xiàn)現(xiàn)象可分為聲音異常、溫度異常、油位異常以及輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

2.1牽引變壓器聲音異常

（1）聲音異常表現(xiàn)：變壓器處于正常工作狀態(tài)時(shí)，發(fā)出的聲音為平穩(wěn)、連續(xù)且均勻的蜂鳴聲，當(dāng)變壓器在有故障隱患的情況下工作時(shí)，聲音會(huì)發(fā)生改變。通過(guò)聲音對(duì)變壓器故障進(jìn)行排查的方法已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。1）變壓器工作狀態(tài)的聲音聲調(diào)升高，對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激時(shí)，可能存在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，需要工作人員注意防備超負(fù)荷引起的設(shè)備故障。2）變壓器內(nèi)部有放電聲音時(shí)，可能變壓器內(nèi)套管存在放電現(xiàn)象，此時(shí)需要對(duì)變壓器進(jìn)行詳細(xì)檢修，以確定故障原因，進(jìn)行檢修。3）若變壓器出現(xiàn)爆裂聲時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了較為嚴(yán)重的故障，為避免安全事故的產(chǎn)生，應(yīng)立即停機(jī)檢修。

（2）聲音異常的原因：造成變壓器聲音異常的原因有電壓過(guò)大、超負(fù)荷運(yùn)行或大容量電力機(jī)啟動(dòng)；變壓器內(nèi)部零件松動(dòng)、接觸不良或絕緣擊穿放電、外部放電；氣候異常引起放電；內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷路或分接開(kāi)關(guān)接觸不良等。聲音異常是對(duì)變壓器進(jìn)行故障判斷的常用方法，維修人員應(yīng)在工作過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，充分利用聲音的異常在第一時(shí)間對(duì)變壓器的故障進(jìn)行排查。

2.2牽引變壓器溫度異常

溫度異常表現(xiàn)：牽引變壓器在正常工作狀態(tài)下，會(huì)隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，溫度不斷上升，一般上升至85℃即停止。當(dāng)變壓器中的散熱裝置或內(nèi)部零件發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起變壓器溫度異常，可能超過(guò)85℃，此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)檢查，排除故障，防止給變壓器帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。

溫度升高原因：造成變壓器溫度升高的原因較多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損造成變壓器部件絕緣性能下降引起的過(guò)電流，內(nèi)部繞組出現(xiàn)短路引起的過(guò)電流，外在因素的改變導(dǎo)致變壓器溫度升高，如雷電等造成的變壓器部件絕緣性能的降低。

2.3牽引變壓器油位異常

（1）變壓器的油位在正常工作過(guò)程中的變化幅度較小，若變壓器內(nèi)部部分部件的管道阻塞、閥門松動(dòng)造成漏油現(xiàn)象或溫度出現(xiàn)異常時(shí)，可能引起油位大幅度的變化。通過(guò)油位的變化幅度，可以判斷變壓器是否存在故障隱患。

（2）引起油位異常原因：變壓器渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺栓絕緣損壞；繞組局部層間或匝間出現(xiàn)短路；分接開(kāi)關(guān)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障引起電阻增大；內(nèi)部發(fā)生斷路引起過(guò)熱；油溫溫度計(jì)故障使示數(shù)不準(zhǔn)。

3牽引變壓器故障處理

牽引變壓器故障表現(xiàn)及種類較多，現(xiàn)根據(jù)發(fā)生故障的部位說(shuō)明常見(jiàn)故障的處理方法：

（1）繞組故障處理。繞組是牽引變壓器的核心部件，由于列車長(zhǎng)期超載運(yùn)行，外界環(huán)境濕度較大，繞組本身制造工藝性能較差，絕緣油面與潮濕空氣接觸面積過(guò)大等原因的存在，繞組極易發(fā)生故障，并將產(chǎn)生極其嚴(yán)重的負(fù)面影響，需要及時(shí)處理。一般繞組產(chǎn)生的故障有繞組接頭焊接開(kāi)裂、繞組間絕緣性能降低、繞組接地等，在對(duì)繞組進(jìn)行檢修時(shí)，需要對(duì)繞組絕緣施加保護(hù)措施，以免故障加重。繞組故障處理較為復(fù)雜，更換繞組是最直接有效的解決方法。處理時(shí)應(yīng)進(jìn)行絕緣保護(hù)，確保變壓器在日常運(yùn)行中能夠使繞組內(nèi)部結(jié)構(gòu)免受破壞。同時(shí)，要避免牽引變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行或超負(fù)荷運(yùn)行，以保護(hù)變壓器極其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

（2）套管故障處理。套管發(fā)生故障主要是因?yàn)樨?fù)荷調(diào)整不合適，分接開(kāi)關(guān)區(qū)域的螺絲出現(xiàn)松動(dòng)，絕緣板絕緣性能降低，彈簧壓力過(guò)小以及套管受到酸性試劑的腐蝕，這些故障會(huì)引起變壓器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)非正常的聲音，如爆炸聲，溫度升高或漏油等現(xiàn)象。針對(duì)以上故障可采取對(duì)套管進(jìn)行干燥處理、更換處理、改善變壓器環(huán)境或 對(duì)變壓器內(nèi)部零件進(jìn)行固定等處理。潮濕環(huán)境會(huì)降低絕緣板的絕緣性能，因此應(yīng)根據(jù)氣候條件對(duì)變壓器進(jìn)行及時(shí)的干燥處理，預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。

（3）鐵心故障處理。鐵心兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上接地時(shí)，會(huì)在接地點(diǎn)形成短路，從而產(chǎn)生較大電流，造成過(guò)熱現(xiàn)象；若接地片接觸不良、鐵片松、鐵芯與油箱壁拉板松動(dòng)時(shí)，會(huì)造成鐵心接地不良引起局部過(guò)熱，并伴隨特征氣體生成；由于絕緣層長(zhǎng)期使用造成的老化或者磨損引起的短路；由于鐵心的其他部件產(chǎn)生故障引起的局部過(guò)熱等。當(dāng)鐵心發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)檢測(cè)變壓器空載損耗、電流等方法對(duì)短路故障進(jìn)行排查，還可通過(guò)色譜分析其他特征成分的含量是否與正常值一致、是否具有焦糊氣味等檢測(cè)方法進(jìn)行故障排查。若確定故障為短路，應(yīng)吊芯檢測(cè)各部件的絕緣電阻，找到故障部位，進(jìn)行更換處理。

（4）瓦斯故障處理。當(dāng)變壓器在運(yùn)行期間受到外界干擾，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化時(shí)引發(fā)輕重瓦斯故障。例如，變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，遭受雷擊后內(nèi)部出現(xiàn)放電致使變壓器絕緣層擊穿，產(chǎn)生氫氣（H2）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）和甲烷（CH4）等瓦斯氣體。當(dāng)出現(xiàn)瓦斯故障時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查，對(duì)受損絕緣層進(jìn)行更換，糾正變壓器工作環(huán)境后重新開(kāi)始運(yùn)行。除雷電外，地震、火災(zāi)、雷雨后，均應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行徹底檢查，防止變壓器在具有故障隱患的情況下運(yùn)行，引發(fā)安全事故。

4結(jié)語(yǔ)

牽引變壓器的運(yùn)行關(guān)系到鐵路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，由于科技不斷進(jìn)步，變壓器升級(jí)換代的速度越來(lái)越快，故障種類也不斷增加。鐵路供電設(shè)備維修人員應(yīng)在工作過(guò)程中，根據(jù)故障表現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因，并采取有效的處理措施，保障變壓器的正常運(yùn)行，提高鐵路運(yùn)輸業(yè)的高效性和穩(wěn)定性。