HXD2C型机车变压器油温高故障的分析与解决方案

李国旗

摘要：目前，HXD2C型电力机车普遍存在变压器散热器及复合冷却塔滤网过脏，容易造成变压器油温过高，变压器油温超过规定温度后就会使机车降功运行或者发生机车牵引封锁的问题，容易发生设备故障，给运输安全生产埋下了严重的质量隐患。为了彻底解决导致HXD2C型机车变压器油温高的根本原因，提出了相对合理的解决方案，为机车安全运输提供了有力保障。

关键词：HXD2C型电力机车;牵引封锁;变压器油温;压水雾清洗枪

0  引言

侯马北机务段自2014年10月份以来，主要使用HXD2C型机车担当南同蒲线牵引任务，截止目前为止共计有40台HXD2C型机车投入使用。每年进入暑期以后，随着气温的逐渐升高，因主变压器油温高造成的机车牵引封锁故障呈现上升趋势。当主变压器油温高于95℃时，将会造成机车功率降低30%运行，当变压器油温高于105℃时，将会造成机车功率降低50%运行，当主变压器油温高于115℃时，主断路器将自动断开，机车将发生牵引封锁故障，这样就会影响到机车在的正常运行，既增加了机车发生机破、临修的概率，同时也加大了检修作业量，也严重影响了列车运行和机车周转秩序。为了彻底查清楚导致变压器油温过高的原因，针对HXD2C型机车存在的此类惯性故障问题，在不影响机车运转的情况下，通过不断的摸索，制定了解决HXD2C型机车变压器油温高的技术措施。

1  原因分析

2016年七月份针对HXD2C型机车变压器油温高的问题，查找引起HXD2C型機车变压器油温高的原因，依据HXD2C型机车变压器冷却系统工作原理及工作环境，查找引起变压器油温高的主要因素，当变压器冷却系统工作时，电机带动冷却风扇转动，从车顶吸进冷却空气，首先吹向水散热器，然后经过油散热器，在散热器中与水、油进行交换，吸收水、油介质中的热量，使水、油冷却到要求的温度。被加热后的冷却空气排到车架下的大气环境中。通过对HXD2C型机车变压器油泵的性能检测、油管路漏泄检查、复合冷却塔风机的性能检查及风机风量检测，最终确定造成变压器油温高的根本原因主要表现在两个方面。一是变压器散热器翅片内被脏污堵塞;二是复合冷却塔滤网过脏堵塞，导致通风不畅。

2  解决措施

2.1 根据变压器散热器翅片被污脏堵塞程度的不同，采用不同的方法对变压器散热器的空气侧进行清洗

①蒸汽喷洗：污脏较轻时可采用蒸汽喷洗，这种方法效果较好且操作简便。清洗时用蒸汽与水的混合液冲洗散热器表面，压力为500kPa，压力水流的方向应与散热器空气翅片中空气流道的方向平行，压力喷嘴应距离散热器翅片表面80-100mm。

②洗涤剂清洗：用浓度为1-2%的金属洗涤剂或洗衣粉水溶液浸泡散热器，液温在80-100℃。待浸泡一段时间后，用毛刷刷洗散热器翅片表面，最好使散热器不停震动或上下浮动，这样污垢更容易脱落。

③高效除油剂清洗：用NH-360高效除油剂或一般空调机等清洗用除油剂，按具体的使用说明配制成水溶液后浸泡散热器，液温在80-100℃。待浸泡一段时间后，用毛刷刷洗散热器翅片表面，最好使散热器不停震动或上下浮动，这样污垢更容易脱落。

④草酸清洗：散热器污脏较严重时，可用4%脂肪醇硫酸钠和2%草酸的水溶液浸泡散热器，液温为60-80℃，同时使散热器不停震动或上、下浮动。

通过对以上四种方法反复论证，结合我段生产实际，最后确定使用蒸汽喷洗清洗变压器散热器翅片。按照蒸汽喷洗方法的要求，需要将水进行雾化处理。通过调查研究，检修车间利用现有的生产条件和设备设施，通过多次试验，制作了一套能将水雾化的设备（高压水雾清洗抢），喷洗水压不大于500kPa，压力水流的方向应与散热器空气流道方向一致，喷洗压力喷嘴应距离散热器翅片表面80-100mm。喷洗完后，全频工况下，复合冷却散热器风机运转3至5分钟，确保复合冷却散热器表面及风道内水分全部吹干，使用该设备对变压器散热器翅片进行清洗，既能保障变压器散热器翅片的清洗效果，又能防止水流过于集中对散热器翅片造成的伤害，起到了很好的效果。

2.2 针对HXD2C型机车复合冷却塔滤网过脏的问题进行讨论，并确定了整治方案

根据HXD2C型电力机车保养相关制度，复合冷却塔滤网应每月清扫一次，而实际情况是，我段所担当区段的大气环境恶劣，特别是夏季时节开始的柳絮、杨絮，容易造成滤网在较短时间发生堵塞，严重影响复合冷却塔的散热效果，从而导致机车牵引封锁故障频发，给运输生产秩序带来较大的安全隐患。为了从根本上解决此类故障，通过对复合冷却塔检查孔盖设计构造的研究，以及通过对机检作业人员作业流程进行跟踪写实，发现原装复合冷却塔检查孔盖用8条16mm的紧固螺栓固定，每次清扫作业工序复杂，拆装耗时较长，且需配备专职作业人员多，因频繁拆装极易造成螺栓孔丝扣扣体破坏，增加了机车整备停时，容易造成机车晚出库问题的发生。为了解决存在的问题，通过对复合冷却塔工作原理的分析及检修整备生产实际情况，提出对原车安装的检查孔盖进行改造，方便工作人员清扫更换滤网，拆除原复合冷却塔检查孔盖，利用原复合冷却塔检查孔盖的固定螺孔，将新检查孔盖螺丝孔做成椭圆形的，孔径为16*13mm，避免因各机车检查孔安装位置有偏差造成的需重新打眼的问题，确保改造的复合冷却塔检查孔盖能安装在原位置，复合冷却塔检查孔盖内侧防尘垫为胶皮的，胶皮厚度为3mm，锁闭器为双把手，保证在锁闭状态下受力均衡，平整度及锁闭器作用良好，盖整体密封良好，方便作业人员清扫更换复合冷却塔滤网。

2.3 对制定的技术措施予以执行，并进行效果跟踪

为了取得更好的效果，继续组织检修、整备车间对制定的技术措施逐台落实。将HXD2C型电力机车通风冷却散热系统的清洁、吹扫作业质量纳入日常检查量化范围，不定期对上述通风冷却系统的清洁、吹扫、更换、清洗过滤棉作业状况及台账进行抽检，并按照技术要求严格盯控落实。

由检修车间、整备车间负责安排专业人员，利用机车修程、回库整备等时机对40台车进行变压器散热器翘片内脏污彻底清理及复合冷却塔滤网的清扫与更换。专业工程师对40台HXD2C型机车变压器散热器清洗后的效果及复合冷却塔滤网清洁效果进行了2个月的跟踪，在跟踪期间，再未发生因变压器油温高造成机车机破或临修的问题，说明清洗效果显著，达到了预期的效果，为今后HXD2C机车的正常使用打下良好质量基础，根据这次经验，将变压器散热器清洗工作纳入每次修程范围，形成常态化检修，整备车间将复合冷却塔滤网的清扫更换工作纳入日常的整备范围。

3  取得成效

通過对HXD2C型电力机车自变压器散热器翅片清洗及复合冷却塔滤网的清扫更换以来，迄今未发生一起因主变压器油温高造成的机车牵引封锁故障。此整治措施实施高效，作业工序简单，操作方便、快捷，且节约用工成本。同时机检人员也能及时掌握变压器散热器的清洁状态，有效防止因变压器散热不良而导致的主变压器油温升高引起的牵引封锁故障，压缩了因牵引封锁故障而造成的机破、临修件数。职工反映良好，效果极其明显。

4  结束语

根据机车运行的实际环境情况，由于HXD2C型电力机车每次修程间隔时间跨度较大，利用每次修程中对变压器散热器翅片清洗容易导致清洗不及时而造成油温过高，引起牵引封锁。要求在每年的四月至八月期间，提高清理散热器的频率，机车每趟入库在全频工况下测量复合冷却散热器风速;距离复合冷却散热器防护网底面25±5mm，在复合冷却散热器防护网左、右、中水平间距约280mm，测量三点风速，最小值不小于9.5m/s。至少每3天对变压器散热器滤网进行一次清理、清扫，每次作业后，作业人应在复合冷却塔检查孔盖及侧壁二级过滤器张贴的作业记录表上签字。散热器内部的清理只有在性能下降以后再进行，清理要特别注意不要损伤散热器，尤其是散热器翅片。

参考文献：

[1]张曙光.HXD2型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2009，7.

[2]HXD2C型大功率交流传动电力机车（F、G方案）检修手册[M].三版.中国北车集团大同电力机车有限公司，2014，9.

[3]史方正，陆斌，赵莉莉.变压器热点温度及顶层油温预测模型[J].内燃机与配件，2018（06）：115-117.