摘 要：TLTF3.6A型辅助滤波柜是HXD1B型交流电力机车重要的保护设备及辅助电源输出单元，而辅助滤波柜风机、辅助变压器接地故障是HXD1B型电力机车机破和临修的重要原因，有必要对辅助滤波柜通风系统构造进行分析和改进，以提高辅助变压器的使用寿命。
关键词：辅助滤波柜 风机 电机 辅助变压器 验证
1 前言
HXD1B型电力机车是我国自主生产的大功率交流传动干线货运电力机车，单机功率9600KW。目前已生产650台，其中武汉铁路局江岸机务段配备了270 台。自2009年上线运用以来，辅助滤波柜风机电机接地、变压器接地故障率居高不下，结合HXD1B型机车高级修，解决滤波柜风机电机、辅助变压器故障，确保机车可靠运用势在必行。
2.辅助滤波柜概述
辅助滤波柜是一个保护设备，保证磁性部件的气流有可控制的路径，滤波柜风机沿车顶侧墙百页窗吸入冷空气，经风道导入辅助变压器。空气流经高阻抗变压器线圈并冷却磁性部件。旋风式过滤器过滤空气中的粉尘和湿气，并以指定的气压吹入机械间。
2个辅助变压器：1个VVVF 频率 10-60HZ，电压80-440V，额定容量 300 KVA，为 6个牵引风机、2个冷却塔风机提供电源；1个CVCF，频率 60HZ，电压 440V，额定容量300 KVA，为变压器油泵、牵引变流器水泵、机械间风机电机、空调(包括压缩机、加热器等)、主压缩机电机、三相AC440V/230V变压器和蓄电池充电机提供电源。
3.统计与分析
3.1数据统计
江岸机务段配属HXD1B机车临修及二年检、C5修售后质量信息统计，2010-2016年，辅助滤波柜风机连续发生接地和异音等故障110起，辅助变压器共发生接地故障76件。
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3.2故障分析
车外空气通过侧墙百叶窗过滤后，粉尘及雨水进入辅助滤波柜风机电机，电机轴承进水后，轴承油脂被水浸泡发生变色，润滑效果下降，造成轴承异音，电机三根引出线是在真空浸漆后搭头再刷表面绝缘漆，电机进水后容易造成电机接地；另一方面，由于辅助变压器经常受潮，再加上机车运行时有少量粉尘进入辅助变压器附着在绕组表面，对绕组绝缘物质有腐蚀作用，也降低了辅助变压器的绝缘等级，导致接地。
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图1电机进水、辅助变压器表面灰尘累积
4 优化改进方案
2017年1月，在武汉大功率机车检修段开展首台HXD1B机车辅助滤波柜改造，原方案中辅助滤波柜只有一条通风散热支路，风机将室外空气从侧墙百页窗经风道吸入，给辅助变压器散热后，经过旋风除尘器过滤，进入机械间会有部分雨水、粉尘附着在辅助变压器表面。新方案采用双循环通风散热方式，由两条通风支路组成，分别是机械间通风散热支路、辅助变压器通风散热支路。风机直接从机械间吸风，冷却辅助变压器后再排向机械间，可避免辅助变压器直接与雨水、粉尘接触。
4.1 柜体结构改造
改造柜体，骨架增加中间隔板、挡板等防水装置，将骨架分为上下两个独立腔体。
4.2 过滤方式改造
侧墙百叶窗改为C型侧墙百叶窗过滤器，增加过滤棉，新的过滤方式为三级过滤。
4.3 辅助变压器改造
将HXD1B机车辅助变压器进行完全隔离，优化辅助变压器引线方式，采用接线头直接引出方式，增加变压器连接电缆。原变压器与HXD1D机车辅助变压器外形尺寸一致，HXD1D机车辅助变压器接线头也可满足HXD1B机车辅助变压器电气参数要求，故将HXD1B型机车辅助变压器接口修改为与HXD1D机车辅助变压器接口一致。
4.4 旋风除尘器优化
原旋风除尘器的安装方式采用螺栓安装且数量较多，给产品的维护带来不便。为减少工人维护的劳动强度且增加产品的易维护性，采用旋转式门锁的安装方式。
4.5 风机改造方案
增加一个辅助变压器风机，风量0.6m3/s，功率不超过1KW。
4.5.1 二极风机方案
HXD1B机车风机在原风机蜗壳底板上增加排水管；取消原起吊螺栓座，蜗壳底板上增加三个吊耳；加强筋3与电机支撑板连接处开缺口；加强筋2长度方向尺寸减小；风机上增加挡水板。
4.5.2 四极风机方案
在风机接口不变前提下将电机由原2极改为4极，电机转速由3520r/min减小到1760r/min，为保证风机性能，风机叶轮叶片由后向式改为前向式，提高了风机的压力系数，保证风机性能满足要求。目前该风机己应用在HXD1D机车上，运行情况良好。优缺点:四极风机轴承寿命及可靠性比二极风机更好，噪音比二极风机小，重量比二极风机要重约10kg。
4.6 风道及连接筒方案
进风道更改为HXD1D辅助滤波柜进风道结构，更有利于将水与辅助滤波柜隔绝，改造前的连接筒容易积水，改造后的连接筒按HXD1B机车接口设计，主要作用是连接进风筒和风机，在原连接筒的基础上增加排水管和接水盒，具有排水功能。
5验证及结论
5.1验证
2020年6月，HXD1B0382机车入修武汉大功率机车检修段2C4修，打开辅助滤波柜盖板对辅助变压器运用一个中修周期的情况进行检查，壁板及辅助变压器外表面无水痕；柜内地板有少量的水迹，辅助变压器本体上未发现进水的痕迹（见图3），辅助变压器运行正常。
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图3 壁板及辅助变压器外表
5.2结论
改进方案充分利用HXD1D型机车辅助滤波柜成熟的设计方案，优化了柜体结构及辅助变压器的出线方式，增加了辅助变压器通风支路、内循环风机及雨水隔离装置，并于2017年1月起，武汉大功率机车检修段结合C5修，组织对HXD1B0357、0382、0289、0301、0418等40台机车共80台逐步实施优化改造，经一个中修运用考核，现场开盖检查验证，辅助变压器内部环境干燥、洁净，该改进方案有效提高了辅助滤波柜风机电机及辅助变压器工作性能，降低了故障率。
参考文献
[1] 朱茂华 HXD1B型机车辅助滤波柜改造方案说明书[R].株机公司;2009