牽引變壓器的故障分析及處理

劉文濤

（大秦鐵路股份有限公司侯馬北供電段，山西侯馬　043000）

牽引變壓器的故障分析及處理

劉文濤

（大秦鐵路股份有限公司侯馬北供電段，山西侯馬043000）

隨著社會不斷發展，用戶對于列車的運輸要求逐漸增高，同時對牽引變壓器的工作性能的要求也越來越苛刻。牽引變壓器是鐵路運輸中重要電力設備，其運行情況對鐵路運輸業的發展具有重要影響。由于變壓器在使用過程中會遇到多種故障，影響列車的正常運行，因此了解變壓器故障的表現及原因，可為變壓器故障的排除提供一定的幫助。文章對變壓器常見的故障表現及處理方法進行了詳細分析和論述。

牽引變壓器故障繞組套管

1　引言

牽引變壓器作為保障鐵路運輸系統中重要的電力設備之一，其變電工作對于鐵路列車的安全運行起到了關鍵性的作用，對鐵路運輸事業的發展具有極其重要的意義。在實際工作中，由于工作環境影響，牽引變壓器發生故障的頻率較高，這不僅影響了運輸行業的經濟利益，還危害到了鐵路運輸在社會中的影響。因此，了解牽引變壓器的常見故障及維修方法，保障牽引變壓器在運輸過程中工作性能的安全性和穩定性十分必要。

2　牽引變壓器故障分析

牽引變壓器故障類型可根據不同分類標準，有不同的劃分，按故障原因可分為過電流引起的故障或超負荷引起的故障；按故障部位可分為內部故障和外部故障；按表現現象可分為聲音異常、溫度異常、油位異常以及輕瓦斯保護動作。

2.1牽引變壓器聲音異常

（1）聲音異常表現：變壓器處于正常工作狀態時，發出的聲音為平穩、連續且均勻的蜂鳴聲，當變壓器在有故障隱患的情況下工作時，聲音會發生改變。通過聲音對變壓器故障進行排查的方法已經得到廣泛應用。1）變壓器工作狀態的聲音聲調升高，對人的聽覺產生強烈刺激時，可能存在超負荷運轉的情況，需要工作人員注意防備超負荷引起的設備故障。2）變壓器內部有放電聲音時，可能變壓器內套管存在放電現象，此時需要對變壓器進行詳細檢修，以確定故障原因，進行檢修。3）若變壓器出現爆裂聲時，其內部結構發生了較為嚴重的故障，為避免安全事故的產生，應立即停機檢修。

（2）聲音異常的原因：造成變壓器聲音異常的原因有電壓過大、超負荷運行或大容量電力機啟動；變壓器內部零件松動、接觸不良或絕緣擊穿放電、外部放電；氣候異常引起放電；內部結構斷路或分接開關接觸不良等。聲音異常是對變壓器進行故障判斷的常用方法，維修人員應在工作過程中總結經驗，充分利用聲音的異常在第一時間對變壓器的故障進行排查。

2.2牽引變壓器溫度異常

溫度異常表現：牽引變壓器在正常工作狀態下，會隨著工作時間的延長，溫度不斷上升，一般上升至85℃即停止。當變壓器中的散熱裝置或內部零件發生故障時，會引起變壓器溫度異常，可能超過85℃，此時應立即停機檢查，排除故障，防止給變壓器帶來嚴重損害。

溫度升高原因：造成變壓器溫度升高的原因較多，內部結構受損造成變壓器部件絕緣性能下降引起的過電流，內部繞組出現短路引起的過電流，外在因素的改變導致變壓器溫度升高，如雷電等造成的變壓器部件絕緣性能的降低。

2.3牽引變壓器油位異常

（1）變壓器的油位在正常工作過程中的變化幅度較小，若變壓器內部部分部件的管道阻塞、閥門松動造成漏油現象或溫度出現異常時，可能引起油位大幅度的變化。通過油位的變化幅度，可以判斷變壓器是否存在故障隱患。

（2）引起油位異常原因：變壓器渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺栓絕緣損壞；繞組局部層間或匝間出現短路；分接開關內部節點發生故障引起電阻增大；內部發生斷路引起過熱；油溫溫度計故障使示數不準。

3　牽引變壓器故障處理

牽引變壓器故障表現及種類較多，現根據發生故障的部位說明常見故障的處理方法：

（1）繞組故障處理。繞組是牽引變壓器的核心部件，由于列車長期超載運行，外界環境濕度較大，繞組本身制造工藝性能較差，絕緣油面與潮濕空氣接觸面積過大等原因的存在，繞組極易發生故障，并將產生極其嚴重的負面影響，需要及時處理。一般繞組產生的故障有繞組接頭焊接開裂、繞組間絕緣性能降低、繞組接地等，在對繞組進行檢修時，需要對繞組絕緣施加保護措施，以免故障加重。繞組故障處理較為復雜，更換繞組是最直接有效的解決方法。處理時應進行絕緣保護，確保變壓器在日常運行中能夠使繞組內部結構免受破壞。同時，要避免牽引變壓器長期運行或超負荷運行，以保護變壓器極其內部結構。

（2）套管故障處理。套管發生故障主要是因為負荷調整不合適，分接開關區域的螺絲出現松動，絕緣板絕緣性能降低，彈簧壓力過小以及套管受到酸性試劑的腐蝕，這些故障會引起變壓器在運行過程中出現非正常的聲音，如爆炸聲，溫度升高或漏油等現象。針對以上故障可采取對套管進行干燥處理、更換處理、改善變壓器環境或對變壓器內部零件進行固定等處理。潮濕環境會降低絕緣板的絕緣性能，因此應根據氣候條件對變壓器進行及時的干燥處理，預防設備故障的發生。

（3）鐵心故障處理。鐵心兩點或兩點以上接地時，會在接地點形成短路，從而產生較大電流，造成過熱現象；若接地片接觸不良、鐵片松、鐵芯與油箱壁拉板松動時，會造成鐵心接地不良引起局部過熱，并伴隨特征氣體生成；由于絕緣層長期使用造成的老化或者磨損引起的短路；由于鐵心的其他部件產生故障引起的局部過熱等。當鐵心發生故障時，可通過檢測變壓器空載損耗、電流等方法對短路故障進行排查，還可通過色譜分析其他特征成分的含量是否與正常值一致、是否具有焦糊氣味等檢測方法進行故障排查。若確定故障為短路，應吊芯檢測各部件的絕緣電阻，找到故障部位，進行更換處理。

（4）瓦斯故障處理。當變壓器在運行期間受到外界干擾，內部結構發生巨大變化時引發輕重瓦斯故障。例如，變壓器在運行過程中，遭受雷擊后內部出現放電致使變壓器絕緣層擊穿，產生氫氣（H2）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）和甲烷（CH4）等瓦斯氣體。當出現瓦斯故障時，應立即停機檢查，對受損絕緣層進行更換，糾正變壓器工作環境后重新開始運行。除雷電外，地震、火災、雷雨后，均應對變壓器進行徹底檢查，防止變壓器在具有故障隱患的情況下運行，引發安全事故。

4　結語

牽引變壓器的運行關系到鐵路運輸業的發展，由于科技不斷進步，變壓器升級換代的速度越來越快，故障種類也不斷增加。鐵路供電設備維修人員應在工作過程中，根據故障表現及時發現故障原因，并采取有效的處理措施，保障變壓器的正常運行，提高鐵路運輸業的高效性和穩定性。