動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修絕緣工藝

摘要：絕緣失效是動(dòng)車組牽引電機(jī)常出現(xiàn)的故障，嚴(yán)重影響動(dòng)車組的安全穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)簡(jiǎn)要分析了動(dòng)車組牽引電機(jī)絕緣損壞的原因，并提出了幾種動(dòng)車組牽引電機(jī)的高級(jí)修絕緣工藝，可有效降低牽引電機(jī)定子接地風(fēng)險(xiǎn)，保障動(dòng)車組牽引電機(jī)正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;牽引電機(jī);高級(jí)修絕緣工藝;浸水試驗(yàn)檢測(cè)

0 引言

隨著我國(guó)動(dòng)車發(fā)展速度逐步加快，其運(yùn)行速度日益提升，開行密度逐漸增大，因此對(duì)動(dòng)車組在行車過(guò)程中的安全性與可靠性要求也逐漸提高。牽引電機(jī)作為動(dòng)車組動(dòng)力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的頻率較高，所以，牽引電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性已經(jīng)成為影響動(dòng)車組安全、可靠運(yùn)行的重要因素。在以往發(fā)生的牽引電機(jī)各類故障中，大多數(shù)是由于其絕緣性能降低造成的，因此需要充分重視高速動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修絕緣工藝的研究與應(yīng)用，以有效解決動(dòng)車組牽引電機(jī)故障，保障動(dòng)車組的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1 動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修加強(qiáng)絕緣的重要意義

在動(dòng)車組牽引電機(jī)的正常運(yùn)行過(guò)程中，其穩(wěn)定性是保障動(dòng)車可靠、穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要前提。在以往所發(fā)生的動(dòng)車故障中，絕大多數(shù)是由于牽引電機(jī)發(fā)生故障造成的，其中占比最高的是由于牽引電機(jī)定子繞組接地所引發(fā)的故障。牽引電機(jī)的定子繞組故障作為造成牽引電機(jī)失效的主要原因，大約占牽引電機(jī)故障總數(shù)的30%～40%，對(duì)其故障類型進(jìn)行歸納，最常見的是定子繞組發(fā)生匝間短路。由于牽引電機(jī)在生產(chǎn)、制造或檢修過(guò)程中，對(duì)絕緣薄弱點(diǎn)重視不足，導(dǎo)致定子線圈發(fā)生接地，使得電機(jī)出現(xiàn)故障。因此，針對(duì)動(dòng)車牽引電機(jī)高級(jí)修過(guò)程，需要采取恰當(dāng)?shù)墓に?，在增加?duì)牽引電機(jī)絕緣性檢測(cè)的同時(shí)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)牽引電機(jī)定子繞組線圈的絕緣性，以有效防止?fàn)恳姍C(jī)繞組絕緣失效，造成牽引電機(jī)發(fā)生接地故障。

2 動(dòng)車組牽引電機(jī)絕緣損壞的原因分析

通常情況下，影響動(dòng)車組牽引電機(jī)可靠運(yùn)行的原因主要有兩個(gè)方面：一方面是牽引電機(jī)抗機(jī)械振動(dòng)的能力;另一方面是其對(duì)抗其他影響因素的能力，例如電沖擊、潮濕、溫度變化以及灰塵等。牽引電機(jī)在這兩方面的能力與電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度、介電性能密切相關(guān)，由于牽引電機(jī)在動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中所處的環(huán)境較為惡劣，需要承受溫度、電振動(dòng)、電沖擊以及機(jī)械應(yīng)力等作用，同時(shí)水、油、灰塵等均會(huì)對(duì)牽引電機(jī)的絕緣材質(zhì)造成一定的影響與破壞。因此，牽引電機(jī)的絕緣性能是高級(jí)修過(guò)程中需要特別重視的關(guān)鍵性問(wèn)題。為了更好地保障動(dòng)車組牽引電機(jī)的正常運(yùn)行，需要充分重視其絕緣性能、絕緣材料的使用安全，盡可能提高其抗腐蝕能力與抗振能力，采取有效的檢修工藝，提升牽引電機(jī)的絕緣性，更好地保障動(dòng)車組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修提高絕緣性的有效方法

3.1? ? 浸水試驗(yàn)檢測(cè)

在動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修過(guò)程中，需要對(duì)牽引電機(jī)開展浸水試驗(yàn)檢測(cè)，有效檢驗(yàn)牽引電機(jī)定子繞組的絕緣性能，以更好地保障其絕緣質(zhì)量。通過(guò)對(duì)牽引電機(jī)進(jìn)行浸水試驗(yàn)檢測(cè)，能有效提高動(dòng)車組牽引電機(jī)處于潮濕環(huán)境下正常運(yùn)行的性能，有效降低動(dòng)車組牽引電機(jī)定子發(fā)生短路故障的可能性。

例如，可以清潔動(dòng)車組牽引電機(jī)，在此基礎(chǔ)上開展?fàn)恳姍C(jī)的絕緣檢測(cè)，在絕緣檢測(cè)結(jié)果合格后，可以將動(dòng)車組牽引電機(jī)的定子引線端向上放置，將牽引電機(jī)整體浸入水箱中，使?fàn)恳姍C(jī)的定子引線端以及鐵芯端面處于完全進(jìn)入水中的狀態(tài)。之后可以每隔5 min，利用絕緣測(cè)試工具對(duì)牽引電機(jī)的定子繞組進(jìn)行對(duì)地絕緣電阻測(cè)試，如果牽引電機(jī)浸入水中后的絕緣電阻檢測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定值，則可判斷該動(dòng)車組牽引電機(jī)浸水試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果合格。通過(guò)對(duì)牽引電機(jī)進(jìn)行浸水試驗(yàn)檢測(cè)，能夠利用簡(jiǎn)單的方法測(cè)定電機(jī)的絕緣性，在試驗(yàn)過(guò)程中，可以將定子繞組存在一定絕緣薄弱的牽引電機(jī)進(jìn)行篩選和區(qū)分。當(dāng)動(dòng)車組牽引電機(jī)的定子在潮濕環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，會(huì)大大增強(qiáng)其繞組的接地故障率，因此，浸水試驗(yàn)檢測(cè)是開展高級(jí)修的基礎(chǔ)性內(nèi)容，通過(guò)有效篩選絕緣薄弱的牽引電機(jī)，可以在后續(xù)工作中有針對(duì)性地采取有效措施，對(duì)牽引電機(jī)定子的絕緣薄弱點(diǎn)開展修復(fù)和加固工作，以增強(qiáng)牽引電機(jī)定子的絕緣性能，更好地保障牽引電機(jī)的可靠運(yùn)行。

3.2? ? 浸漬絕緣漆

在找準(zhǔn)動(dòng)車組牽引電機(jī)定子的絕緣薄弱點(diǎn)后，需要采取有效措施對(duì)其定子絕緣性能進(jìn)行修復(fù)和加固，其中浸漬絕緣漆是有效的方法之一。通過(guò)將牽引電機(jī)的定子裝配以真空的方式浸入絕緣漆或樹脂中，能夠有效增強(qiáng)定子繞組的抗腐蝕性和防潮性能，提高其絕緣強(qiáng)度，同時(shí)還能夠有效提升牽引電機(jī)定子的機(jī)械強(qiáng)度，有效增強(qiáng)其散熱與導(dǎo)熱性能，減緩老化速度，有效延長(zhǎng)其使用壽命。

例如，可以將Better117C有機(jī)硅無(wú)溶劑浸漬漆作為浸漬溶液，其不含任何有機(jī)溶劑，進(jìn)行固化時(shí)不會(huì)產(chǎn)生其他副產(chǎn)物，能夠?qū)崿F(xiàn)零揮發(fā)，是一種綠色環(huán)保的浸漬絕緣漆。因此，可以將動(dòng)車組牽引電機(jī)的定子線圈浸入Better117C浸漬絕緣漆中，借助浸漬絕緣漆優(yōu)良的電氣絕緣性以及耐電弧電暈等性能，強(qiáng)化牽引電機(jī)定子的絕緣性能。這種方式通常適用于較大功率的牽引電機(jī)線圈以及繞組的絕緣加固與修復(fù)處理中。在對(duì)牽引電機(jī)定子絕緣性能進(jìn)行加固的高級(jí)修過(guò)程中，可對(duì)真空浸漆罐進(jìn)行加熱，抽成真空狀態(tài)，使其壓強(qiáng)保持在70 Pa以下，加熱工件溫度達(dá)到60～65 ℃，然后進(jìn)行輸漆操作。直到絕緣漆的液面高度超過(guò)牽引電機(jī)線圈上部20 mm左右時(shí)，停止輸漆。之后，可以采取加壓保壓措施，使干燥的空氣壓強(qiáng)加壓至0.5 MPa以上，在此狀態(tài)下至少保持90 min，然后采用滴漆工藝進(jìn)行絕緣性能的加固。最后在145～155 ℃對(duì)定子線圈進(jìn)行旋轉(zhuǎn)烘焙，時(shí)間約為8 h，再進(jìn)行靜止烘焙，溫度保持在195～205 ℃，靜止烘焙時(shí)長(zhǎng)大約保持在16～18 h，最終即可完成對(duì)牽引電機(jī)定子的浸漬絕緣漆操作。通過(guò)絕緣漆的填充，能夠有效改善牽引電機(jī)電場(chǎng)的分布狀態(tài)，從而更好地起到修補(bǔ)定子絕緣薄弱點(diǎn)的作用，增強(qiáng)牽引電機(jī)的絕緣性能，保障其運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。

3.3? ? 槽口灌封膠

當(dāng)動(dòng)車組運(yùn)行在西北部等風(fēng)沙較多地區(qū)時(shí)，砂石極易進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，在機(jī)械力的撞擊下將會(huì)造成定子繞組絕緣磨損，嚴(yán)重影響牽引電機(jī)的可靠運(yùn)行。因此，需要采取槽口灌封膠等有效措施，防止風(fēng)沙的侵蝕，減少對(duì)牽引電機(jī)端部繞組、槽口封面線圈等處的絕緣磨損。

例如，可以采用彈性橡膠對(duì)牽引電機(jī)進(jìn)行槽口灌封膠處理，以增強(qiáng)其絕緣性能，提高機(jī)械強(qiáng)度，減少振動(dòng)、溫度、噪聲等對(duì)牽引電機(jī)的絕緣磨損，增強(qiáng)電機(jī)的抗風(fēng)沙磨蝕能力?？梢圆捎秒p組分的灌封膠RT607進(jìn)行處理，先將組成復(fù)合膠的各組分膠裝置在容器內(nèi)，對(duì)容器進(jìn)行密封與抽真空操作，使各組封膠在真空狀態(tài)下混合，混合完成后，再利用管道將雙組分灌封膠打入牽引電機(jī)槽口繞組線圈的縫隙處，使其以適當(dāng)比例混合，然后進(jìn)行固化處理，從而有效提升電機(jī)的防水、防潮、防腐蝕等絕緣性能。

3.4? ? 浸絕緣膠

針對(duì)長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境下運(yùn)行的牽引電機(jī)，可以對(duì)其進(jìn)行浸絕緣膠處理，以增強(qiáng)其絕緣性，保證電機(jī)運(yùn)行的良好狀態(tài)。

例如，可以將動(dòng)車組牽引電機(jī)定子繞組的端部浸入SF-Ⅱ防腐防潮耐老化氟硅涂料等絕緣膠的膠盆中，使其靜置一段時(shí)間，讓膠液能夠充分、均勻地附著在定子繞組表面，等定子繞組線圈表面的膠液有效固化后，牢固粘接于牽引電機(jī)定子繞組表面，即可完成對(duì)牽引電機(jī)定子的浸膠處理工藝。該工藝在操作過(guò)程中，需要結(jié)合牽引電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)以及其實(shí)際運(yùn)行性能要求，合理控制浸膠的時(shí)間以及浸膠部位，才能有效修復(fù)并加固定子絕緣的薄弱點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

在動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修過(guò)程中，通過(guò)采取浸水試驗(yàn)檢測(cè)、浸漬絕緣漆、槽口灌封膠以及浸絕緣膠等工藝后，能夠有效控制動(dòng)車組牽引電機(jī)繞組的絕緣磨損與絕緣失效情況，有效降低牽引電機(jī)定子的接地風(fēng)險(xiǎn)，保障動(dòng)車組牽引電機(jī)的正常運(yùn)行。

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收稿日期：2020-05-28

作者簡(jiǎn)介：裴其林（1986—），男，山西運(yùn)城人，工程師，研究方向：電機(jī)制造技術(shù)。