HXD1D型機(jī)車牽引變壓器布赫繼電器故障原因分析和對(duì)策

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1、HXD1D型機(jī)車牽引變壓器布赫繼電器故障原因分析和對(duì)策 　　牽引變壓器布赫繼電器又稱瓦斯繼電器，是一種氣體繼電器。HXD1D型機(jī)車牽引變壓器上配置的布赫繼電器安裝在牽引變壓器的冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，位于牽引變壓器到儲(chǔ)油柜的連接管路上。運(yùn)行期間，出現(xiàn)了布赫繼電器報(bào)警的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)布赫繼電器的構(gòu)造及報(bào)警原理的分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，得到了初步的報(bào)警原因論證，以及可行性的解決方案。 287HXD1D型機(jī)車牽引變壓器布赫繼電器故障原因分析和對(duì)策_(dá)[] 　　窗體頂端 　　Traction transformer Buchholz relay is also k

2、nown as gas relay， it is a kind of gas relay. The Buchholz relay arranged on the traction transformer of type HXD1D locomotive is installed in the cooling circulation system of the traction transformer， and it is located on the connecting line of the traction transformer to the oil conservator. Duri

3、ng the operation， there appeared the problem of Buchholz relay warning. Through the analysis of the structure and alarm principle of Buchholz relay， and combined with the actual situation of the scene， the preliminary demonstration of the cause of the alarm and the feasibility of the solution are ob

4、tained. 　　HXD1D；布赫繼電器；報(bào)警；原因分析；措施 　　HXD1D； Buchholz relay； alarm； cause analysis； measures 　　64.36；69.6 A 1673-1069（2017）06-0053-02 　　1 引言 　　HXD1D型電力機(jī)車由中車株洲電力機(jī)車有限公司研發(fā)制造，2014年6月份開始在我段逐步配屬HXD1D型電力機(jī)車，至目前共計(jì)配屬HXD1D電力機(jī)車共計(jì)72臺(tái)，在三年多的運(yùn)用檢修中，布赫繼電器報(bào)警時(shí)有發(fā)生，影響了機(jī)車運(yùn)用率和鐵路運(yùn)行秩序。本文介紹了HXD1D機(jī)車布赫繼電器結(jié)構(gòu)、報(bào)警原理，并對(duì)報(bào)警原因進(jìn)行了論證分析

5、，同時(shí)提出了改進(jìn)措施和建議。 　　2 我段HXD1D型機(jī)車布赫繼電器動(dòng)作發(fā)生情況 　　梳理2016年1月至2107年2月我段配屬的HXD1D型電力機(jī)車布赫繼電器的碎修故障預(yù)報(bào)，共涉及9臺(tái)車，12件次預(yù)報(bào)，其中警告預(yù)報(bào)4件次，報(bào)警預(yù)報(bào)8件次。通過(guò)梳理12件次故障預(yù)報(bào)的各類數(shù)據(jù)，根據(jù)機(jī)車運(yùn)行時(shí)間、LKJ及6A視頻，分析發(fā)現(xiàn)其中5件預(yù)報(bào)為HXD1D型機(jī)車在外段庫(kù)內(nèi)時(shí)，人為試驗(yàn)所致。其余的7件故障預(yù)報(bào)為布赫繼電器動(dòng)作導(dǎo)致警告或報(bào)警，均更換了布赫繼電器或牽引變壓器后良好。 　　3 布赫繼電器的構(gòu)造及作用原理 　　3.1 布赫繼電器的構(gòu)造 　　在通常工作狀態(tài)下，布赫繼電器內(nèi)部充滿了絕緣油，由于浮

6、力的作用，浮子處在最高位置。布赫繼電器對(duì)HXD1D型機(jī)車牽引變壓器內(nèi)部絕緣油的流失、內(nèi)部繞組絕緣擊穿、鐵芯和繞組發(fā)熱和放電等故障產(chǎn)生的氣體及牽引變壓器內(nèi)部瞬時(shí)故障產(chǎn)生的過(guò)高涌流都能做出及時(shí)反應(yīng)，以警告或報(bào)警的方式予以提醒。 　　3.2 布赫繼電器工作原理 　　①氣體積累導(dǎo)致布赫繼電器動(dòng)作。主要原因是?懇?變壓器內(nèi)部有不明氣體，氣體可能是空氣，也可能由于牽引變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體（如乙炔等烴類氣體）。由于絕緣油中的氣體上升，擠壓絕緣油，造成絕緣油上浮子的運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)警告開關(guān)。②牽引變壓器滲漏造成絕緣油流失導(dǎo)致布赫繼電器動(dòng)作。牽引變壓器內(nèi)絕緣油發(fā)生流失，絕緣油水平面持續(xù)下降，通過(guò)浮子的運(yùn)動(dòng)，帶

7、動(dòng)開關(guān)元件，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，機(jī)車跳主斷保護(hù)。③壓力波流沖擊導(dǎo)致布赫繼電器動(dòng)作。當(dāng)牽引變壓器內(nèi)部發(fā)生瞬時(shí)或突發(fā)性故障（如電弧發(fā)電）時(shí)，由于巨大的能量使附近大量的絕緣油裂解，瞬時(shí)產(chǎn)生大量的氣體，來(lái)不及溶解與擴(kuò)散，產(chǎn)生了向儲(chǔ)油柜方向運(yùn)動(dòng)的壓力波流，觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作，直接報(bào)警。 　　3.3 布赫繼電器動(dòng)作原理 　　布赫繼電器警告、報(bào)警觸點(diǎn)電路原理圖（見(jiàn)圖1） 　　布赫繼電器有兩對(duì)報(bào)警觸點(diǎn)：①警告（WARNING）：DXM35輸入信號(hào)E37-01無(wú)布赫繼電器警告（低電平報(bào)警）；②報(bào)警（ALARM）：DXM35輸入信號(hào)E37-02無(wú)布赫繼電器報(bào)警（低電平報(bào)警）。 　　當(dāng)布赫繼電器持續(xù)動(dòng)作，布赫繼電器下浮

8、子隨著絕緣油液面的下降也慢慢下降，此時(shí)機(jī)車會(huì)持續(xù)布赫繼電器警告。當(dāng)絕緣油液面下降到布赫繼電器報(bào)警整定值位置時(shí)，與下浮子相連的永久磁鐵立即使兩組干簧管觸點(diǎn)斷開，即12-13常閉觸點(diǎn)斷開，8-9常閉觸點(diǎn)斷開。由于布赫繼電器的12-13常閉觸點(diǎn)串接于主斷硬件回路，一旦布赫繼電器持續(xù)動(dòng)作，且達(dá)到報(bào)警時(shí)，主斷硬件回路斷開。在12-13常閉觸點(diǎn)斷開的同時(shí)，8-9常閉觸點(diǎn)也斷開，送往DXM35的高電平變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)，該低電平信號(hào)通過(guò)DXM35向機(jī)車CCU發(fā)出布赫繼電器報(bào)警提示，同時(shí)微機(jī)屏顯示相關(guān)報(bào)警信息，延時(shí)2秒后，機(jī)車跳主斷保護(hù)，如果布赫繼電器報(bào)警出現(xiàn)2次，主斷將被鎖定。 　　4 布赫繼電器故障動(dòng)作原因

9、分析 　　4.1 機(jī)車牽引變壓器內(nèi)部發(fā)生瞬時(shí)或突發(fā)性故障 　　由于故障產(chǎn)生的巨大能量使得附近大量的油裂解，產(chǎn)生大量的氣體，來(lái)不及溶解與擴(kuò)散，涌入機(jī)車布赫繼電器內(nèi)，超過(guò)擋板流速整定值而報(bào)警。 　　4.2 布赫繼電器內(nèi)部有非故障特征組分的自由氣體 　　這些自由氣體主要是氮?dú)狻⒀鯕?、氫氣、少量烴類等氣體，原因?yàn)闋恳儔浩鏖L(zhǎng)時(shí)間做功，絕緣油中含氣量達(dá)到飽和狀態(tài)，因油溫升高，受熱分解或壓力的改變而釋放氣體進(jìn)入布赫繼電器的頂部，迫使布赫繼電器內(nèi)部油位下降，使得布赫繼電器動(dòng)作。 　　4.3 牽引變壓器某處漏氣形成負(fù)壓 　　該負(fù)壓由油流流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生，使其存在一定壓力差。可能是冷卻系統(tǒng)密封不嚴(yán)造成

10、牽引變壓器內(nèi)部進(jìn)入空氣，也可能是潛油泵密封不良進(jìn)入空氣，空氣在牽引變壓器內(nèi)部長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)后，最終聚集在布赫繼電器內(nèi)部，引起布赫繼電器動(dòng)作。 　　4.4 HXD1D型機(jī)車潛油泵本身故障或缺陷 　　如潛油泵長(zhǎng)時(shí)間缺相運(yùn)行、接線不當(dāng)導(dǎo)致潛油泵反轉(zhuǎn)或燒損都會(huì)產(chǎn)生可燃性氣體，造成布赫繼電器動(dòng)作。 　　4.5 牽引變壓器及布赫繼電器本身振動(dòng)較大 　　主要原因是機(jī)車，速度控制不當(dāng)產(chǎn)生過(guò)度沖擊；導(dǎo)致絕緣油內(nèi)部壓力波流過(guò)大，流量激增，使得布赫繼電器產(chǎn)生流量報(bào)警誤動(dòng)作。 　　5 相關(guān)措施及進(jìn)一步建議 　　5.1 防止空氣進(jìn)入牽引變油箱內(nèi) 　　HXD1D型機(jī)車牽引變壓器真空濾油、注油、檢修或更換相關(guān)部件

11、時(shí)，應(yīng)防止大量空氣進(jìn)入牽引變壓器油箱內(nèi)。在相關(guān)工作結(jié)束后，進(jìn)行高壓試驗(yàn)，循環(huán)油泵后對(duì)布赫繼電器進(jìn)行排氣，盡量將剩余空氣全部排盡。 　　5.2 保證布赫繼電器質(zhì)量良好 　　HXD1D型機(jī)車C4、C5修時(shí)，結(jié)合牽引變壓器真空濾油的契機(jī)，將布赫繼電器下車進(jìn)行校驗(yàn)，避免由于布赫繼電器本身質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生警告、報(bào)警誤動(dòng)作。 　　5.3 平穩(wěn)操縱機(jī)車 　　乘務(wù)員操縱機(jī)車時(shí)，盡可能減少列?發(fā)生較大的慣性沖擊，防止布赫繼電器因振動(dòng)較大產(chǎn)生報(bào)警誤動(dòng)作。 　　5.4 加強(qiáng)牽引變相關(guān)部件檢查 　　結(jié)合機(jī)車出入庫(kù)及修程，重點(diǎn)檢查絕緣油的油位是否符合標(biāo)準(zhǔn)，檢查牽引變壓器的冷卻循環(huán)系統(tǒng)及合口是否有漏、滲痕跡、潛油泵的對(duì)地絕緣及密封是否良好等。 　　5.5 做好布赫繼電器的排氣工作 　　進(jìn)入修程，重點(diǎn)做好HXD1D型機(jī)車布赫繼電器的排氣工作，特別是機(jī)車高壓試驗(yàn)后也應(yīng)落實(shí)排氣作業(yè)。 　　5.6 建議對(duì)氣體成分進(jìn)行分析 　　建議添加設(shè)備對(duì)布赫繼電器的氣體也進(jìn)行色譜分析，通過(guò)氣體含量與絕緣油中的實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，能更好地確定牽引變壓器內(nèi)部是否存在故障。 　　 　　何成才.電力機(jī)車牽引變壓器油箱體裂紋故障的分析及處理[J]. 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（01）：18-19.