电力机车通风系统测量实践研究

于江涛

【摘 要】 作为电力机车的重要组成部分，机车通风系统主要负责对机车上有强迫冷却需要的电气设备进行冷却，从而保证电气设备的运行正常。由于电力机车上的一些强电设备，如牵引电动机、主变流器、牵引变压器等在工作时的电压和电流都较大，因此要保证这些关键电气设备的运行正常，就必须控制其工作温度在允许范围以内。本文通过对传统电力机车通风系统的概述以及实践一种新型机车通风系统测试装置进行论述。

【关键词】 机车通风系统 测量实践研究

随着科学技术的快速发展，各类新技术、新材料、新设备也开始广泛地在机车系统中应用，为机车运行的正常、可靠提供重要的保障。机车通风系统作为保证机车电气设备工作温度在允许范围以内的重要系统，其运行效率直接影响到机车的正常运行。而这些主要电气设备在正常运行中，往往会产生极大的电压与电流，随之其工作温度也会快速升高，进而影响到这些电气设备的正常运行。因此，在现有电力机车通风系统实际应用情况的基础之上，设计一种新型的机车通风系统测试装置，使电气设备得到有效的通风冷却，是非常有必要的。

1.机车通风系统概述

现代电力机车辅助滤波柜通风系统采用车体通风方式，利用辅助滤波柜风机在进风口侧产生负压（一般机车内负压约为100～200Pa），使机车外空气通过侧墙过滤器和百叶窗吸入车内，然后被吸入辅助滤波柜，再由辅助滤波柜风机加压流向辅助滤波柜内的电抗器表面使电抗器冷却。

目前电力机车辅助滤波柜在机车上实际通风状态有下面一些问题：

一、它是通过辅助滤波柜单独试验后所获得的风机流量数据（一般约为1.5m3/s左右）和风机压力数据（一般约为1000Pa左右）。二、由于冷却风从进风进入到达辅助滤波柜经过了五个部件，每个部件的大小及形状各不相同，所产生的阻力也不一样，所以最终流向辅助滤波柜的冷却风的流量和风压与理论计算也就存在很大的误差。三、受结构限制，一但各部件安装完毕，就不可能再检测辅助滤波柜的冷却风的流量和风压了。综上所述辅助滤波柜得不到足够的冷却风的流量和风压，最终导致电抗器发热过高影响牵引电抗器的绝缘性能，造成电抗器烧损产生机破，给机车运行造成重大经济损失。或者由于冷却风的流量和风压参数设计过高，造成生产成本过高，产生不必要的浪费。

2.新型机车通风系统设计实践

2.1 设计目的。本设计涉及一种模拟机车辅助滤波柜通风流量、压力测试系统，它是测试铁路电力机车各种辅助滤波柜在机车上实际通风状态的系统。本设计的目的是针对上述问题，在辅助滤波柜投入使用前就对最终流向辅助滤波柜的冷却风的流量和风压进行模拟测试，使辅助滤波柜通风系统的设计和制造成本处于最佳壮态，保证辅助滤波柜内的电抗器安全运行。

2.2 设计方案。本设计的模拟机车辅助滤波柜通风流量、压力测试系统，包括：

（1）进风口； （2）百叶窗； （3）进风管道； （4）进风口测量风道； （5）辅助滤波柜风机； （6）辅助滤波柜风机安装； （7）风室； （8）调节风门；

其中：百叶窗安装在进风口上，通过法兰与进风管道联接，进风管道与进风口测量风道联接，进风口测量风道安装在辅助滤波柜风机上，辅助滤波柜风机安装在辅助滤波柜座上，风室与辅助滤波柜连接。风室是为了满足不同型号、不同尺寸的辅助滤波柜的测量需要而设置的。

2.3 设计实践。进风口测量风道（或调节风门）是将风速测量仪分别插入9个测量孔内（或在出风口面积上均匀布置9个测量点）记录下9个数据再根据公式算出平均风速=（V*S）；其中，通风总面积为：S 最后计算风量：Q=S*V；将压力测量仪分别接至进风口测量风道（或调节风门）的6个测量喷嘴上再算出平均压力P。

调节风门是一个多孔板，通过调节孔的数量的多少来达到风量和压力的调节。

辅助滤波柜风机是为此通风系统测试装置提供风源而设置的，它使机车外空气经过辅助滤波柜风机加压，通过辅助滤波柜流向电抗器，使电抗器冷却。

风室是为了满足不同型号、不同尺寸的辅助滤波柜的测量需要而设置的。

2.4 效果评估。本项设计旨在整个设计系统能够对电力机车的电气设备在运行过程中的工况进行测量，从而为其提供合理、有效的通风冷却效果。经试验实践表明：辅助滤波柜内的电抗器可以得到足够的冷却风的流量和压力，延长电抗器的使用寿命减少生产成本，产生更好的经济效益。

2.5 设计创新点探讨。（1）它是通过模拟机车辅助滤波柜实际安装方式安装测试所获得的流量数据和压力数据真实无误差。（2）由于冷却风从进风进入到达辅助滤波柜经过了五个部件，每个部件的大小及形状各不相同，所产生的阻力也不一样，该系统可以测量出每个部件的流量和压力损失。（3）它不但可以检测不同型号、不同尺寸的辅助滤波柜而且还不受结构限制，一旦各部件安装完毕，还可以增加和减少部件来检测辅助滤波柜的冷却风的流量和风压了。综上所述辅助滤波柜可以得到足够的冷却风的流量和压力，延长辅助滤波柜内电抗器的使用寿命减少生产成本，产生更好的经济效益。

3.结语

本设计是测试铁路电力机车各种辅助滤波柜在机车上实际通风状态的系统。包括进风口、百叶窗、进风管道、进风口测量风道、辅助滤波柜、辅助滤波柜风机、风室、出风口测量风道。特征是：一、该通风流量、压力测试系统的各部件是比照机车实际尺寸和安装方式安装连接的，测试所获得的流量数据和压力数据真实无误差。二、由于冷却风从进风进入到达辅助滤波柜经过了五个部件，每个部件的大小及形狀各不相同，所产生的阻力也不一样，该系统可以测量出每个部件的流量和压力损失。三、它不但可以检测不同型号、不同尺寸的辅助滤波柜而且还不受结构限制，一旦各部件安装完毕，还可以增加和减少部件来检测辅助滤波柜的冷却风的流量和风压了。综上所述辅助滤波柜可以得到足够的冷却风的流量和压力，延长电抗器的使用寿命减少生产成本，产生更好的经济效益。