動(dòng)車組牽引變壓器油樣采集方法的應(yīng)用

辛 勤，戴耀輝，羅興銘

（中車株洲電機(jī)有限公司，湖南 株洲 412001）

動(dòng)車組牽引變壓器油樣采集方法的應(yīng)用

辛 勤，戴耀輝，羅興銘

（中車株洲電機(jī)有限公司，湖南 株洲 412001）

文章介紹了二甲基硅油的優(yōu)良特性，分析了動(dòng)車組牽引變壓器的硅油中溶解氣體含量與變壓器故障之間的關(guān)系，提出一種了嚴(yán)謹(jǐn)有效的油樣采集方法并在應(yīng)用過(guò)程中提高了油樣檢測(cè)的精度。

二甲基硅油；動(dòng)車組牽引變壓器；油樣采集

二甲基硅油，也稱為聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane），無(wú)毒無(wú)味，具有生理惰性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。電絕緣性和耐候性好，并具有很高的抗剪切能力，可在-50～200℃下長(zhǎng)期使用，具有優(yōu)良的物理特性，可直接用于防潮絕緣。由于以上優(yōu)良的特性，二甲基硅油被作為動(dòng)車組牽引變壓器油。動(dòng)車組牽引變壓器作為動(dòng)車組列車提供牽引動(dòng)力的電力設(shè)備，其運(yùn)行可靠性直接影響動(dòng)車組列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

隨著動(dòng)車組列車的運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，牽引變壓器逐步進(jìn)入檢修期。對(duì)于檢修變壓器，硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測(cè)在變壓器的安全運(yùn)行和故障判斷中占有相當(dāng)重要的地位，硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測(cè)是變壓器檢修試驗(yàn)項(xiàng)目的首要項(xiàng)目之一。那么，嚴(yán)謹(jǐn)有效的油樣采集方法能夠最大程度地保證變壓器中原始油樣的采集以便進(jìn)行硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測(cè)。

1 硅油中溶解氣體含量與變壓器故障之間的關(guān)系

變壓器故障大致可以分成三類：過(guò)熱、放電和受潮。由于動(dòng)車組牽引變壓器為密封性較好的殼式結(jié)構(gòu)，受潮的現(xiàn)象很少見，因此動(dòng)車組牽引變壓器故障主要是過(guò)熱和放電。當(dāng)變壓器存在發(fā)熱、放電故障時(shí)，導(dǎo)致硅油中烴類物質(zhì)的C-H、C-C鍵的斷裂，伴隨著生成少量和不穩(wěn)定的氫原子和碳?xì)渥杂苫?，這些氫原子和自由基通過(guò)化合生成氫氣和低分子烴類氣體，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。此外，變壓器鐵芯包含有大量的絕緣紙板，絕緣紙板在高溫時(shí)會(huì)完全裂解和碳化，裂解的過(guò)程中產(chǎn)生水的同時(shí)還生成大量的CO、CO2和少量的烴類氣體。

2 油樣采集方法

動(dòng)車組牽引變壓器的取樣口在變壓器的下截止閥，如圖1所示。

動(dòng)車組牽引變壓器的油樣采集是利用玻璃針管通過(guò)下截止閥口取樣，具體的方法步驟如下。

（1）準(zhǔn)備兩支干凈的100mL玻璃針管，放至烘爐中進(jìn)行烘焙，保證玻璃針管干燥潔凈。

（2）打開變壓器取樣閥門，硅油自然流出。把玻璃針管進(jìn)樣口放置在取樣口抽取油樣，待油樣裝滿針管約30mL時(shí)，關(guān)閉取樣閥門。把玻璃針管進(jìn)樣口朝上，向外拉動(dòng)密封塞使針管內(nèi)容積增大，旋轉(zhuǎn)并將針管傾斜使管壁完全被油樣清洗約5s，將硅油從針管內(nèi)擠至塑料油盆中。注意不要用手直接接觸取樣裝置與油樣接觸的表面。按此操作清洗3次以上。

圖1 動(dòng)車組牽引變壓器的下截止閥取樣口

圖2 玻璃針管取樣

圖3 膠皮密封塞密封玻璃針管

（3）打開閥門先放掉出油管路上即下截止閥的硅油約3s，將玻璃針管進(jìn)樣口放置在下截止閥尾部，抽取油樣約60mL，關(guān)閉取樣閥門。注意抽取油樣的過(guò)程中讓硅油充滿油道，并讓玻璃針管抵住下截止閥法蘭面以保證取樣過(guò)程完全與空氣隔絕如圖2所示。將針管進(jìn)樣口朝上，一邊慢慢地向里推動(dòng)密封塞使油樣慢慢往外溢出，一邊取膠皮密封塞并將其捏扁排出空氣，將捏扁的膠皮密封塞對(duì)準(zhǔn)往外溢出硅油的針管密封，保證針管內(nèi)無(wú)氣泡，如圖3所示。用工業(yè)擦拭紙將針管表面的油樣擦拭干凈并貼好記錄了變壓器編號(hào)的粘貼紙。

（4）按照上述方法取兩支針管的油樣，進(jìn)行硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測(cè)。

3 硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測(cè)

通過(guò)上述的方法完成油樣采集后，對(duì)油樣進(jìn)行油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測(cè)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述油樣采集方法的有效性，選取了10臺(tái)采用上述油樣采集方法前后的同修程的200km時(shí)速動(dòng)車組牽引變壓器硅油中含氣量及水分含量數(shù)據(jù)值。

表1 采用本油樣采集方法前油中含氣量及水分含量值

表2 采用本油樣采集方法后油中含氣量及水分含量值

由于動(dòng)車組牽引變壓器中硅油各氣體組分及水分值指標(biāo)非常嚴(yán)格，其在油中的含量不高，所以對(duì)于空氣等的污染較為敏感。特別是油中水分的含量只有幾十個(gè)ppm，若是取油樣過(guò)程中樣品一直暴露在空氣中，則空氣中的水分對(duì)于油樣中水分含量的測(cè)定影響較大，導(dǎo)致油樣檢測(cè)數(shù)據(jù)失真。通過(guò)表1、表2中水分含量的數(shù)據(jù)分析可知，采用上述油樣采集方法后油中水分含量值比未采用上述方法的值偏低，說(shuō)明通過(guò)本油樣采集方法避免了油樣與空氣接觸，盡可能地保證了油樣檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

4 結(jié)語(yǔ)

在油樣檢測(cè)過(guò)程中，由于化驗(yàn)設(shè)備、操作人員、操作工藝等因素，可能造成溶解氣體色譜分析及水分含量試驗(yàn)結(jié)果存在誤差。色譜分析及水分含量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠至關(guān)重要，因此在通過(guò)油中溶解氣及水分含量判斷變壓器故障性質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意造成可能降低精確度的各種因素。通過(guò)本油樣采集方法采集油樣，最大程度地降低了取樣過(guò)程中人為造成的影響因素，提高了油樣檢測(cè)的精度。

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Application of Oil Sampling Method in Traction Transformer of EMU

XIN Qin，DAI Yao-hui，LUO Xing-ming
（Zhuzhou Electric Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412001，China）

This paper introduces the excellent characteristics of dimethyl silicone oil，analyzes the relationship between dissolved gas content and transformer failure in the silicone oil of traction transformer of EMU，and puts forward a rigorous and effective method for oil sample collection and improves the application process Oil sample detection accuracy.

dimethyl silicone oil；EMU traction transformer；oil sample collection

TH132

A

2095-980X（2017）04-0076-01

2017-04-15

辛勤（1987-），男，助理工程師，主要從事動(dòng)車組牽引變壓器檢修工作。