電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)量實(shí)踐研究

于江濤

【摘 要】 作為電力機(jī)車的重要組成部分，機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)車上有強(qiáng)迫冷卻需要的電氣設(shè)備進(jìn)行冷卻，從而保證電氣設(shè)備的運(yùn)行正常。由于電力機(jī)車上的一些強(qiáng)電設(shè)備，如牽引電動(dòng)機(jī)、主變流器、牽引變壓器等在工作時(shí)的電壓和電流都較大，因此要保證這些關(guān)鍵電氣設(shè)備的運(yùn)行正常，就必須控制其工作溫度在允許范圍以內(nèi)。本文通過對(duì)傳統(tǒng)電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)的概述以及實(shí)踐一種新型機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)試裝置進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng) 測(cè)量實(shí)踐研究

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各類新技術(shù)、新材料、新設(shè)備也開始廣泛地在機(jī)車系統(tǒng)中應(yīng)用，為機(jī)車運(yùn)行的正常、可靠提供重要的保障。機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)作為保證機(jī)車電氣設(shè)備工作溫度在允許范圍以內(nèi)的重要系統(tǒng)，其運(yùn)行效率直接影響到機(jī)車的正常運(yùn)行。而這些主要電氣設(shè)備在正常運(yùn)行中，往往會(huì)產(chǎn)生極大的電壓與電流，隨之其工作溫度也會(huì)快速升高，進(jìn)而影響到這些電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，在現(xiàn)有電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)一種新型的機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)試裝置，使電氣設(shè)備得到有效的通風(fēng)冷卻，是非常有必要的。

1.機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)概述

現(xiàn)代電力機(jī)車輔助濾波柜通風(fēng)系統(tǒng)采用車體通風(fēng)方式，利用輔助濾波柜風(fēng)機(jī)在進(jìn)風(fēng)口側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓（一般機(jī)車內(nèi)負(fù)壓約為100～200Pa），使機(jī)車外空氣通過側(cè)墻過濾器和百葉窗吸入車內(nèi)，然后被吸入輔助濾波柜，再由輔助濾波柜風(fēng)機(jī)加壓流向輔助濾波柜內(nèi)的電抗器表面使電抗器冷卻。

目前電力機(jī)車輔助濾波柜在機(jī)車上實(shí)際通風(fēng)狀態(tài)有下面一些問題：

一、它是通過輔助濾波柜單獨(dú)試驗(yàn)后所獲得的風(fēng)機(jī)流量數(shù)據(jù)（一般約為1.5m3/s左右）和風(fēng)機(jī)壓力數(shù)據(jù)（一般約為1000Pa左右）。二、由于冷卻風(fēng)從進(jìn)風(fēng)進(jìn)入到達(dá)輔助濾波柜經(jīng)過了五個(gè)部件，每個(gè)部件的大小及形狀各不相同，所產(chǎn)生的阻力也不一樣，所以最終流向輔助濾波柜的冷卻風(fēng)的流量和風(fēng)壓與理論計(jì)算也就存在很大的誤差。三、受結(jié)構(gòu)限制，一但各部件安裝完畢，就不可能再檢測(cè)輔助濾波柜的冷卻風(fēng)的流量和風(fēng)壓了。綜上所述輔助濾波柜得不到足夠的冷卻風(fēng)的流量和風(fēng)壓，最終導(dǎo)致電抗器發(fā)熱過高影響牽引電抗器的絕緣性能，造成電抗器燒損產(chǎn)生機(jī)破，給機(jī)車運(yùn)行造成重大經(jīng)濟(jì)損失?；蛘哂捎诶鋮s風(fēng)的流量和風(fēng)壓參數(shù)設(shè)計(jì)過高，造成生產(chǎn)成本過高，產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

2.新型機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐

2.1 設(shè)計(jì)目的。本設(shè)計(jì)涉及一種模擬機(jī)車輔助濾波柜通風(fēng)流量、壓力測(cè)試系統(tǒng)，它是測(cè)試鐵路電力機(jī)車各種輔助濾波柜在機(jī)車上實(shí)際通風(fēng)狀態(tài)的系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的目的是針對(duì)上述問題，在輔助濾波柜投入使用前就對(duì)最終流向輔助濾波柜的冷卻風(fēng)的流量和風(fēng)壓進(jìn)行模擬測(cè)試，使輔助濾波柜通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造成本處于最佳壯態(tài)，保證輔助濾波柜內(nèi)的電抗器安全運(yùn)行。

2.2 設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)的模擬機(jī)車輔助濾波柜通風(fēng)流量、壓力測(cè)試系統(tǒng)，包括：

（1）進(jìn)風(fēng)口； （2）百葉窗； （3）進(jìn)風(fēng)管道； （4）進(jìn)風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道； （5）輔助濾波柜風(fēng)機(jī)； （6）輔助濾波柜風(fēng)機(jī)安裝； （7）風(fēng)室； （8）調(diào)節(jié)風(fēng)門；

其中：百葉窗安裝在進(jìn)風(fēng)口上，通過法蘭與進(jìn)風(fēng)管道聯(lián)接，進(jìn)風(fēng)管道與進(jìn)風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道聯(lián)接，進(jìn)風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道安裝在輔助濾波柜風(fēng)機(jī)上，輔助濾波柜風(fēng)機(jī)安裝在輔助濾波柜座上，風(fēng)室與輔助濾波柜連接。風(fēng)室是為了滿足不同型號(hào)、不同尺寸的輔助濾波柜的測(cè)量需要而設(shè)置的。

2.3 設(shè)計(jì)實(shí)踐。進(jìn)風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道（或調(diào)節(jié)風(fēng)門）是將風(fēng)速測(cè)量?jī)x分別插入9個(gè)測(cè)量孔內(nèi)（或在出風(fēng)口面積上均勻布置9個(gè)測(cè)量點(diǎn)）記錄下9個(gè)數(shù)據(jù)再根據(jù)公式算出平均風(fēng)速=（V*S）；其中，通風(fēng)總面積為：S 最后計(jì)算風(fēng)量：Q=S*V；將壓力測(cè)量?jī)x分別接至進(jìn)風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道（或調(diào)節(jié)風(fēng)門）的6個(gè)測(cè)量噴嘴上再算出平均壓力P。

調(diào)節(jié)風(fēng)門是一個(gè)多孔板，通過調(diào)節(jié)孔的數(shù)量的多少來達(dá)到風(fēng)量和壓力的調(diào)節(jié)。

輔助濾波柜風(fēng)機(jī)是為此通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)試裝置提供風(fēng)源而設(shè)置的，它使機(jī)車外空氣經(jīng)過輔助濾波柜風(fēng)機(jī)加壓，通過輔助濾波柜流向電抗器，使電抗器冷卻。

風(fēng)室是為了滿足不同型號(hào)、不同尺寸的輔助濾波柜的測(cè)量需要而設(shè)置的。

2.4 效果評(píng)估。本項(xiàng)設(shè)計(jì)旨在整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏C(jī)車的電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中的工況進(jìn)行測(cè)量，從而為其提供合理、有效的通風(fēng)冷卻效果。經(jīng)試驗(yàn)實(shí)踐表明：輔助濾波柜內(nèi)的電抗器可以得到足夠的冷卻風(fēng)的流量和壓力，延長(zhǎng)電抗器的使用壽命減少生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)探討。（1）它是通過模擬機(jī)車輔助濾波柜實(shí)際安裝方式安裝測(cè)試所獲得的流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)真實(shí)無誤差。（2）由于冷卻風(fēng)從進(jìn)風(fēng)進(jìn)入到達(dá)輔助濾波柜經(jīng)過了五個(gè)部件，每個(gè)部件的大小及形狀各不相同，所產(chǎn)生的阻力也不一樣，該系統(tǒng)可以測(cè)量出每個(gè)部件的流量和壓力損失。（3）它不但可以檢測(cè)不同型號(hào)、不同尺寸的輔助濾波柜而且還不受結(jié)構(gòu)限制，一旦各部件安裝完畢，還可以增加和減少部件來檢測(cè)輔助濾波柜的冷卻風(fēng)的流量和風(fēng)壓了。綜上所述輔助濾波柜可以得到足夠的冷卻風(fēng)的流量和壓力，延長(zhǎng)輔助濾波柜內(nèi)電抗器的使用壽命減少生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.結(jié)語

本設(shè)計(jì)是測(cè)試鐵路電力機(jī)車各種輔助濾波柜在機(jī)車上實(shí)際通風(fēng)狀態(tài)的系統(tǒng)。包括進(jìn)風(fēng)口、百葉窗、進(jìn)風(fēng)管道、進(jìn)風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道、輔助濾波柜、輔助濾波柜風(fēng)機(jī)、風(fēng)室、出風(fēng)口測(cè)量風(fēng)道。特征是：一、該通風(fēng)流量、壓力測(cè)試系統(tǒng)的各部件是比照機(jī)車實(shí)際尺寸和安裝方式安裝連接的，測(cè)試所獲得的流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)真實(shí)無誤差。二、由于冷卻風(fēng)從進(jìn)風(fēng)進(jìn)入到達(dá)輔助濾波柜經(jīng)過了五個(gè)部件，每個(gè)部件的大小及形狀各不相同，所產(chǎn)生的阻力也不一樣，該系統(tǒng)可以測(cè)量出每個(gè)部件的流量和壓力損失。三、它不但可以檢測(cè)不同型號(hào)、不同尺寸的輔助濾波柜而且還不受結(jié)構(gòu)限制，一旦各部件安裝完畢，還可以增加和減少部件來檢測(cè)輔助濾波柜的冷卻風(fēng)的流量和風(fēng)壓了。綜上所述輔助濾波柜可以得到足夠的冷卻風(fēng)的流量和壓力，延長(zhǎng)電抗器的使用壽命減少生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。