任鹏云
包神铁路集团机务分公司
摘要：主变压器为电力机车的关键设备，其主要功能是对电力机车牵引系统的电压等级进行划分并对能量进行分配，属于电力机车所有设备中价格最为昂贵、最为重要的设备，是列车运行可靠性高效性的基础。目前，针对电力机车故障诊断的检测手段还相对欠缺，而且绝大多数的故障仅能够在其动态运行中发现。
关键词：电力机车;主变压器;故障诊断;
引言
电力机车主变压器运行过程中会受各种因素的影响，要结合电力机车数字化、智能化、网络化的发展趋势，立足于电力机车主变压器的结构分析和系统定位，对各类信息、数据进行及时、准确、全面地分析和研判，在有效确定电力机车主变压器故障类型和位置的前提下，提供维修和保养对策和方法，确保主变压器正常运行，达到电力机车的设计指标和工作目标，更好地满足当前铁路大提速、大发展的实际要求和现实需要.
1电力机车主变压器概述
电力机车主变压器的主要功能是，根据电力机车不同功能的需要，将25kV电弧型并网电压转换为不同电压等级。因此，电力机车主变压器负荷是电力机车的总负荷，与机车相应的运行状态在动态变化。电力机车主变压器是其主电路的重要组成部分，还包括并网侧电路、主变换器、牵引电动机等。主变压器将25kV交流电流转化为直流电流，在牵引变换器作用下将直流电压传递给牵引电动机，最后将直流电流转化为机械能，通过转向架向电力机车牵引电动机提供动能。一般来说，电力机车的主变压器由轴系划分、休息-心、下悬架安装等多绕组变压器组成。，具有高阻抗、低质量的特点。实践表明，电力机车主变压器在实际应用中的主要缺陷形式是短路事故，可能导致主变压器绕组出现严重发热和变形。此外，垃圾填埋场是主变压器常见故障之一，包括局部垃圾填埋场、火花填埋场和电弧填埋场类型。
1电力机车主变压器故障
1.1电力机车主变压器过热问题的诊断
电力机车主变压器过热一般来源于两方面:一是电力机车主变压器冷却系统发生了故障。系统中通风机运转不良，无法吸入足够的风量作为冷却剂，导致电力机车主变压器过热。冷却系统中散热器的工作状态不稳定，特别是散热片堵塞、过滤网污损等问题会大大降低冷却系统的工作效率，不但无法有效起到散热效果，反而会因为代偿性能耗过大而产生新的热源积累，进而引发电力机车主变压器过热故障。二是电力机车主变压器冷却系统维护工作不全面产生的故障。一些企业在日常维护和保养工作中没能做好开盖检查、清洗叶片、滤网更换、规范清洁等相关操作，导致冷却系统出现杂物堵塞、通风不畅等问题，日积月累使电力机车主变压器冷却系统产生了过热问题。
1.2冷却系统发生故障
冷却系统采用冷却空气对主变压器进行冷却，机车车顶侧壁设有通风窗，冷却塔通风机通过窗吸入空气，经过通风带，首先冷却的是冷却塔内的散热器。在此过程中，通风是必不可少的环节，冷却系统通风不畅，冷却功能无法实现，油道产生的热量无法排出，主变压器会变热过热。冷却系统故障有两种情况:一是塔内风扇出现问题无法呼吸冷却空气；其次，散热器出现故障，主要是堵塞。分为通风过滤网故障和散热器故障，阻塞通风过滤网可减少进气冷却空气量，堵塞散热器机翼可大大降低过滤效率，最终影响整个冷却系统的通风量。
1.3电力机车主变压器渗油诊断
电力机车主变压器渗油问题一般出现在运行和维护中，特别是电力机车经过长时间、大负荷工作后容易出现。
渗油的原因主要有三个:一是电力机车主变压器管路系统的连接存在问题，特别是法兰盘和管路紧固过程中出现密封胶垫密闭不严、连接件之间过度挤压，长时间、大负荷工作状态下易出现薄弱部位，导致油品渗漏。二是电力机车主变压器管路在焊接过程中留有砂眼、裂缝等，运行中由于油压过高、腐蚀性物质侵蚀等原因出现薄弱部位的恶化现象，最终形成电力机车主变压器管路上的漏点，引发渗油问题。三是电力机车主变压器管路由于震动和应力产生物理性疲劳，在弯角处、变径处等关键位置出现金属疲劳和材料老化，在较大的压力和长时间运行后出现破损和开裂，导致主变压器渗油问题。
2电力机车主变压器故障处理策略
2.1电力机车主变压器过热问题的处理
首先应判断冷却系统故障类型，要检查冷却塔、通风机、电机的工作状态，特别是要检查系统内的接地电阻阻值，避免因短路、断路、三项不平衡而出现机械性故障，对出现问题的设备必须予以更换，确保尽量在短时间内解决问题，为电力机车主变压器高效率、高安全运行奠定基础。要通过声音、温度的判断来确定冷却系统的工作状态，特别是要具备异常声音、震动和温度的判别能力，快速鉴别叶片卡顿、运行啸声、轴承故障等常见问题，丰富维护经验和保养技巧。要根据电力机车主变压器的技术规范和实际运行条件，针对性地做好冷却系统的保养工作，做好散热器表面的开盖检查，维护风道通畅性，及时更换散热滤网，定期清理系统堵塞物，保障电力机车主变压器的通风良好。
2.2判定冷却塔通风机故障的方法与相应的处理措施
冷却风扇故障主要有两种形式，第一种是电路故障；第二，机械故障。不同故障有不同的确定和处理方法，主要有以下几点:(1)确定是电路故障还是机械故障。首先，可以检查冷却塔风扇排气回路是否跳闸，如果跳闸，我们先断开主站的连接，然后关闭排气回路，再次关闭主站。如果重合后的排气回路正常，则为弧网瞬时电致排气回路，且线未发生故障；如果排气回路仍处于打开状态，则风扇回路可能出现短路或断电问题。在这种情况下，应使用万用表检测电机接线盒上的三相线圈，看其是否平衡。如果结果为否，则说明风扇线路出现故障。我们现在就要换掉它。(2)判断是否为机械故障，也可以通过声音直接判断。如果机车在正常运行过程中能听到风扇异常噪音，则需进行关机检查，手动转动风扇叶片，查看是否有堵塞、是否有堵塞、是否可能损坏或轴承是否出现故障。在这两种情况下，都需要更换风扇。
2.3电力机车主变压器渗油处理
应本着及时发现、迅速处理的原则妥善处理，避免油品渗漏造成电力机车主变压器运行的不稳定，延长电力机车主变压器的使用寿命。对于电力机车主变压器连接环节上存在的渗油问题，应采取检视方法确定渗油部位和性质，紧固法兰件、密封胶垫，如果经过紧固后依然存在渗油现象，则要排出电力机车主变压器的油，再对密封胶垫、法兰盘、连接器件进行更换，进行密封部位的紧固处理，最后将油品注入电力机车主变压器内部。对于电力机车主变压器焊接部位存在的焊接缺陷，首先要排出电力机车主变压器的油品，通过检视和仪器检查确定焊接薄弱部位，拆卸后进行补焊或加强处理，做好相应紧固和密封后，重新加注变压器油，在加压、加温的基础上确定薄弱部位的状况，有效解决焊接薄弱部位的渗油问题。
结束语
电力机车为当前我国运输系统的重要组成部分，其运行的安全性和可靠性备受关注。主变压器为电力机车的重要组成部分，其承担着将25kV电压根据需求变化为不同电压等级的任务，而且主变压器的故障占电力机车所有故障类型的30%。机车变压器发生故障后，若能够及时找出原因，采取恰当的解决措施，就能够减少故障，提高检修效率，保障机车的工作安全。
参考文献
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