HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器油溫高故障的分析與解決方案

李國(guó)旗

摘要：目前，HXD2C型電力機(jī)車(chē)普遍存在變壓器散熱器及復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)過(guò)臟，容易造成變壓器油溫過(guò)高，變壓器油溫超過(guò)規(guī)定溫度后就會(huì)使機(jī)車(chē)降功運(yùn)行或者發(fā)生機(jī)車(chē)牽引封鎖的問(wèn)題，容易發(fā)生設(shè)備故障，給運(yùn)輸安全生產(chǎn)埋下了嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。為了徹底解決導(dǎo)致HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器油溫高的根本原因，提出了相對(duì)合理的解決方案，為機(jī)車(chē)安全運(yùn)輸提供了有力保障。

關(guān)鍵詞：HXD2C型電力機(jī)車(chē);牽引封鎖;變壓器油溫;壓水霧清洗槍

0? 引言

侯馬北機(jī)務(wù)段自2014年10月份以來(lái)，主要使用HXD2C型機(jī)車(chē)擔(dān)當(dāng)南同蒲線牽引任務(wù)，截止目前為止共計(jì)有40臺(tái)HXD2C型機(jī)車(chē)投入使用。每年進(jìn)入暑期以后，隨著氣溫的逐漸升高，因主變壓器油溫高造成的機(jī)車(chē)牽引封鎖故障呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。當(dāng)主變壓器油溫高于95℃時(shí)，將會(huì)造成機(jī)車(chē)功率降低30%運(yùn)行，當(dāng)變壓器油溫高于105℃時(shí)，將會(huì)造成機(jī)車(chē)功率降低50%運(yùn)行，當(dāng)主變壓器油溫高于115℃時(shí)，主斷路器將自動(dòng)斷開(kāi)，機(jī)車(chē)將發(fā)生牽引封鎖故障，這樣就會(huì)影響到機(jī)車(chē)在的正常運(yùn)行，既增加了機(jī)車(chē)發(fā)生機(jī)破、臨修的概率，同時(shí)也加大了檢修作業(yè)量，也嚴(yán)重影響了列車(chē)運(yùn)行和機(jī)車(chē)周轉(zhuǎn)秩序。為了徹底查清楚導(dǎo)致變壓器油溫過(guò)高的原因，針對(duì)HXD2C型機(jī)車(chē)存在的此類慣性故障問(wèn)題，在不影響機(jī)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，通過(guò)不斷的摸索，制定了解決HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器油溫高的技術(shù)措施。

1? 原因分析

2016年七月份針對(duì)HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器油溫高的問(wèn)題，查找引起HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器油溫高的原因，依據(jù)HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器冷卻系統(tǒng)工作原理及工作環(huán)境，查找引起變壓器油溫高的主要因素，當(dāng)變壓器冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，從車(chē)頂吸進(jìn)冷卻空氣，首先吹向水散熱器，然后經(jīng)過(guò)油散熱器，在散熱器中與水、油進(jìn)行交換，吸收水、油介質(zhì)中的熱量，使水、油冷卻到要求的溫度。被加熱后的冷卻空氣排到車(chē)架下的大氣環(huán)境中。通過(guò)對(duì)HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器油泵的性能檢測(cè)、油管路漏泄檢查、復(fù)合冷卻塔風(fēng)機(jī)的性能檢查及風(fēng)機(jī)風(fēng)量檢測(cè)，最終確定造成變壓器油溫高的根本原因主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是變壓器散熱器翅片內(nèi)被臟污堵塞;二是復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)過(guò)臟堵塞，導(dǎo)致通風(fēng)不暢。

2? 解決措施

2.1 根據(jù)變壓器散熱器翅片被污臟堵塞程度的不同，采用不同的方法對(duì)變壓器散熱器的空氣側(cè)進(jìn)行清洗

①蒸汽噴洗：污臟較輕時(shí)可采用蒸汽噴洗，這種方法效果較好且操作簡(jiǎn)便。清洗時(shí)用蒸汽與水的混合液沖洗散熱器表面，壓力為500kPa，壓力水流的方向應(yīng)與散熱器空氣翅片中空氣流道的方向平行，壓力噴嘴應(yīng)距離散熱器翅片表面80-100mm。

②洗滌劑清洗：用濃度為1-2%的金屬洗滌劑或洗衣粉水溶液浸泡散熱器，液溫在80-100℃。待浸泡一段時(shí)間后，用毛刷刷洗散熱器翅片表面，最好使散熱器不停震動(dòng)或上下浮動(dòng)，這樣污垢更容易脫落。

③高效除油劑清洗：用NH-360高效除油劑或一般空調(diào)機(jī)等清洗用除油劑，按具體的使用說(shuō)明配制成水溶液后浸泡散熱器，液溫在80-100℃。待浸泡一段時(shí)間后，用毛刷刷洗散熱器翅片表面，最好使散熱器不停震動(dòng)或上下浮動(dòng)，這樣污垢更容易脫落。

④草酸清洗：散熱器污臟較嚴(yán)重時(shí)，可用4%脂肪醇硫酸鈉和2%草酸的水溶液浸泡散熱器，液溫為60-80℃，同時(shí)使散熱器不停震動(dòng)或上、下浮動(dòng)。

通過(guò)對(duì)以上四種方法反復(fù)論證，結(jié)合我段生產(chǎn)實(shí)際，最后確定使用蒸汽噴洗清洗變壓器散熱器翅片。按照蒸汽噴洗方法的要求，需要將水進(jìn)行霧化處理。通過(guò)調(diào)查研究，檢修車(chē)間利用現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和設(shè)備設(shè)施，通過(guò)多次試驗(yàn)，制作了一套能將水霧化的設(shè)備（高壓水霧清洗搶），噴洗水壓不大于500kPa，壓力水流的方向應(yīng)與散熱器空氣流道方向一致，噴洗壓力噴嘴應(yīng)距離散熱器翅片表面80-100mm。噴洗完后，全頻工況下，復(fù)合冷卻散熱器風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)3至5分鐘，確保復(fù)合冷卻散熱器表面及風(fēng)道內(nèi)水分全部吹干，使用該設(shè)備對(duì)變壓器散熱器翅片進(jìn)行清洗，既能保障變壓器散熱器翅片的清洗效果，又能防止水流過(guò)于集中對(duì)散熱器翅片造成的傷害，起到了很好的效果。

2.2 針對(duì)HXD2C型機(jī)車(chē)復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)過(guò)臟的問(wèn)題進(jìn)行討論，并確定了整治方案

根據(jù)HXD2C型電力機(jī)車(chē)保養(yǎng)相關(guān)制度，復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)應(yīng)每月清掃一次，而實(shí)際情況是，我段所擔(dān)當(dāng)區(qū)段的大氣環(huán)境惡劣，特別是夏季時(shí)節(jié)開(kāi)始的柳絮、楊絮，容易造成濾網(wǎng)在較短時(shí)間發(fā)生堵塞，嚴(yán)重影響復(fù)合冷卻塔的散熱效果，從而導(dǎo)致機(jī)車(chē)牽引封鎖故障頻發(fā)，給運(yùn)輸生產(chǎn)秩序帶來(lái)較大的安全隱患。為了從根本上解決此類故障，通過(guò)對(duì)復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋設(shè)計(jì)構(gòu)造的研究，以及通過(guò)對(duì)機(jī)檢作業(yè)人員作業(yè)流程進(jìn)行跟蹤寫(xiě)實(shí)，發(fā)現(xiàn)原裝復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋用8條16mm的緊固螺栓固定，每次清掃作業(yè)工序復(fù)雜，拆裝耗時(shí)較長(zhǎng)，且需配備專職作業(yè)人員多，因頻繁拆裝極易造成螺栓孔絲扣扣體破壞，增加了機(jī)車(chē)整備停時(shí)，容易造成機(jī)車(chē)晚出庫(kù)問(wèn)題的發(fā)生。為了解決存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)復(fù)合冷卻塔工作原理的分析及檢修整備生產(chǎn)實(shí)際情況，提出對(duì)原車(chē)安裝的檢查孔蓋進(jìn)行改造，方便工作人員清掃更換濾網(wǎng)，拆除原復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋，利用原復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋的固定螺孔，將新檢查孔蓋螺絲孔做成橢圓形的，孔徑為16*13mm，避免因各機(jī)車(chē)檢查孔安裝位置有偏差造成的需重新打眼的問(wèn)題，確保改造的復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋能安裝在原位置，復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋內(nèi)側(cè)防塵墊為膠皮的，膠皮厚度為3mm，鎖閉器為雙把手，保證在鎖閉狀態(tài)下受力均衡，平整度及鎖閉器作用良好，蓋整體密封良好，方便作業(yè)人員清掃更換復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)。

2.3 對(duì)制定的技術(shù)措施予以執(zhí)行，并進(jìn)行效果跟蹤

為了取得更好的效果，繼續(xù)組織檢修、整備車(chē)間對(duì)制定的技術(shù)措施逐臺(tái)落實(shí)。將HXD2C型電力機(jī)車(chē)通風(fēng)冷卻散熱系統(tǒng)的清潔、吹掃作業(yè)質(zhì)量納入日常檢查量化范圍，不定期對(duì)上述通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的清潔、吹掃、更換、清洗過(guò)濾棉作業(yè)狀況及臺(tái)賬進(jìn)行抽檢，并按照技術(shù)要求嚴(yán)格盯控落實(shí)。

由檢修車(chē)間、整備車(chē)間負(fù)責(zé)安排專業(yè)人員，利用機(jī)車(chē)修程、回庫(kù)整備等時(shí)機(jī)對(duì)40臺(tái)車(chē)進(jìn)行變壓器散熱器翹片內(nèi)臟污徹底清理及復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)的清掃與更換。專業(yè)工程師對(duì)40臺(tái)HXD2C型機(jī)車(chē)變壓器散熱器清洗后的效果及復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)清潔效果進(jìn)行了2個(gè)月的跟蹤，在跟蹤期間，再未發(fā)生因變壓器油溫高造成機(jī)車(chē)機(jī)破或臨修的問(wèn)題，說(shuō)明清洗效果顯著，達(dá)到了預(yù)期的效果，為今后HXD2C機(jī)車(chē)的正常使用打下良好質(zhì)量基礎(chǔ)，根據(jù)這次經(jīng)驗(yàn)，將變壓器散熱器清洗工作納入每次修程范圍，形成常態(tài)化檢修，整備車(chē)間將復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)的清掃更換工作納入日常的整備范圍。

3? 取得成效

通過(guò)對(duì)HXD2C型電力機(jī)車(chē)自變壓器散熱器翅片清洗及復(fù)合冷卻塔濾網(wǎng)的清掃更換以來(lái)，迄今未發(fā)生一起因主變壓器油溫高造成的機(jī)車(chē)牽引封鎖故障。此整治措施實(shí)施高效，作業(yè)工序簡(jiǎn)單，操作方便、快捷，且節(jié)約用工成本。同時(shí)機(jī)檢人員也能及時(shí)掌握變壓器散熱器的清潔狀態(tài)，有效防止因變壓器散熱不良而導(dǎo)致的主變壓器油溫升高引起的牽引封鎖故障，壓縮了因牽引封鎖故障而造成的機(jī)破、臨修件數(shù)。職工反映良好，效果極其明顯。

4? 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)機(jī)車(chē)運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境情況，由于HXD2C型電力機(jī)車(chē)每次修程間隔時(shí)間跨度較大，利用每次修程中對(duì)變壓器散熱器翅片清洗容易導(dǎo)致清洗不及時(shí)而造成油溫過(guò)高，引起牽引封鎖。要求在每年的四月至八月期間，提高清理散熱器的頻率，機(jī)車(chē)每趟入庫(kù)在全頻工況下測(cè)量復(fù)合冷卻散熱器風(fēng)速;距離復(fù)合冷卻散熱器防護(hù)網(wǎng)底面25±5mm，在復(fù)合冷卻散熱器防護(hù)網(wǎng)左、右、中水平間距約280mm，測(cè)量三點(diǎn)風(fēng)速，最小值不小于9.5m/s。至少每3天對(duì)變壓器散熱器濾網(wǎng)進(jìn)行一次清理、清掃，每次作業(yè)后，作業(yè)人應(yīng)在復(fù)合冷卻塔檢查孔蓋及側(cè)壁二級(jí)過(guò)濾器張貼的作業(yè)記錄表上簽字。散熱器內(nèi)部的清理只有在性能下降以后再進(jìn)行，清理要特別注意不要損傷散熱器，尤其是散熱器翅片。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曙光.HXD2型電力機(jī)車(chē)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2009，7.

[2]HXD2C型大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)（F、G方案）檢修手冊(cè)[M].三版.中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大同電力機(jī)車(chē)有限公司，2014，9.

[3]史方正，陸斌，趙莉莉.變壓器熱點(diǎn)溫度及頂層油溫預(yù)測(cè)模型[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（06）：115-117.