動車組牽引電機高級修絕緣工藝

摘要：絕緣失效是動車組牽引電機常出現的故障，嚴重影響動車組的安全穩定運行。現簡要分析了動車組牽引電機絕緣損壞的原因，并提出了幾種動車組牽引電機的高級修絕緣工藝，可有效降低牽引電機定子接地風險，保障動車組牽引電機正常運行。

關鍵詞：動車組;牽引電機;高級修絕緣工藝;浸水試驗檢測

0 引言

隨著我國動車發展速度逐步加快，其運行速度日益提升，開行密度逐漸增大，因此對動車組在行車過程中的安全性與可靠性要求也逐漸提高。牽引電機作為動車組動力系統的重要設備之一，在運行過程中發生故障的頻率較高，所以，牽引電機運行的穩定性與安全性已經成為影響動車組安全、可靠運行的重要因素。在以往發生的牽引電機各類故障中，大多數是由于其絕緣性能降低造成的，因此需要充分重視高速動車組牽引電機高級修絕緣工藝的研究與應用，以有效解決動車組牽引電機故障，保障動車組的正常穩定運行。

1 動車組牽引電機高級修加強絕緣的重要意義

在動車組牽引電機的正常運行過程中，其穩定性是保障動車可靠、穩定、安全運行的重要前提。在以往所發生的動車故障中，絕大多數是由于牽引電機發生故障造成的，其中占比最高的是由于牽引電機定子繞組接地所引發的故障。牽引電機的定子繞組故障作為造成牽引電機失效的主要原因，大約占牽引電機故障總數的30%～40%，對其故障類型進行歸納，最常見的是定子繞組發生匝間短路。由于牽引電機在生產、制造或檢修過程中，對絕緣薄弱點重視不足，導致定子線圈發生接地，使得電機出現故障。因此，針對動車牽引電機高級修過程，需要采取恰當的工藝，在增加對牽引電機絕緣性檢測的同時，需要進一步加強牽引電機定子繞組線圈的絕緣性，以有效防止牽引電機繞組絕緣失效，造成牽引電機發生接地故障。

2 動車組牽引電機絕緣損壞的原因分析

通常情況下，影響動車組牽引電機可靠運行的原因主要有兩個方面：一方面是牽引電機抗機械振動的能力;另一方面是其對抗其他影響因素的能力，例如電沖擊、潮濕、溫度變化以及灰塵等。牽引電機在這兩方面的能力與電機絕緣結構的機械強度、介電性能密切相關，由于牽引電機在動車組運行過程中所處的環境較為惡劣，需要承受溫度、電振動、電沖擊以及機械應力等作用，同時水、油、灰塵等均會對牽引電機的絕緣材質造成一定的影響與破壞。因此，牽引電機的絕緣性能是高級修過程中需要特別重視的關鍵性問題。為了更好地保障動車組牽引電機的正常運行，需要充分重視其絕緣性能、絕緣材料的使用安全，盡可能提高其抗腐蝕能力與抗振能力，采取有效的檢修工藝，提升牽引電機的絕緣性，更好地保障動車組的安全穩定運行。

3 動車組牽引電機高級修提高絕緣性的有效方法

3.1? ? 浸水試驗檢測

在動車組牽引電機高級修過程中，需要對牽引電機開展浸水試驗檢測，有效檢驗牽引電機定子繞組的絕緣性能，以更好地保障其絕緣質量。通過對牽引電機進行浸水試驗檢測，能有效提高動車組牽引電機處于潮濕環境下正常運行的性能，有效降低動車組牽引電機定子發生短路故障的可能性。

例如，可以清潔動車組牽引電機，在此基礎上開展牽引電機的絕緣檢測，在絕緣檢測結果合格后，可以將動車組牽引電機的定子引線端向上放置，將牽引電機整體浸入水箱中，使牽引電機的定子引線端以及鐵芯端面處于完全進入水中的狀態。之后可以每隔5 min，利用絕緣測試工具對牽引電機的定子繞組進行對地絕緣電阻測試，如果牽引電機浸入水中后的絕緣電阻檢測各項數據結果均能達到標準測定值，則可判斷該動車組牽引電機浸水試驗檢測結果合格。通過對牽引電機進行浸水試驗檢測，能夠利用簡單的方法測定電機的絕緣性，在試驗過程中，可以將定子繞組存在一定絕緣薄弱的牽引電機進行篩選和區分。當動車組牽引電機的定子在潮濕環境中長時間運行時，會大大增強其繞組的接地故障率，因此，浸水試驗檢測是開展高級修的基礎性內容，通過有效篩選絕緣薄弱的牽引電機，可以在后續工作中有針對性地采取有效措施，對牽引電機定子的絕緣薄弱點開展修復和加固工作，以增強牽引電機定子的絕緣性能，更好地保障牽引電機的可靠運行。

3.2? ? 浸漬絕緣漆

在找準動車組牽引電機定子的絕緣薄弱點后，需要采取有效措施對其定子絕緣性能進行修復和加固，其中浸漬絕緣漆是有效的方法之一。通過將牽引電機的定子裝配以真空的方式浸入絕緣漆或樹脂中，能夠有效增強定子繞組的抗腐蝕性和防潮性能，提高其絕緣強度，同時還能夠有效提升牽引電機定子的機械強度，有效增強其散熱與導熱性能，減緩老化速度，有效延長其使用壽命。

例如，可以將Better117C有機硅無溶劑浸漬漆作為浸漬溶液，其不含任何有機溶劑，進行固化時不會產生其他副產物，能夠實現零揮發，是一種綠色環保的浸漬絕緣漆。因此，可以將動車組牽引電機的定子線圈浸入Better117C浸漬絕緣漆中，借助浸漬絕緣漆優良的電氣絕緣性以及耐電弧電暈等性能，強化牽引電機定子的絕緣性能。這種方式通常適用于較大功率的牽引電機線圈以及繞組的絕緣加固與修復處理中。在對牽引電機定子絕緣性能進行加固的高級修過程中，可對真空浸漆罐進行加熱，抽成真空狀態，使其壓強保持在70 Pa以下，加熱工件溫度達到60～65 ℃，然后進行輸漆操作。直到絕緣漆的液面高度超過牽引電機線圈上部20 mm左右時，停止輸漆。之后，可以采取加壓保壓措施，使干燥的空氣壓強加壓至0.5 MPa以上，在此狀態下至少保持90 min，然后采用滴漆工藝進行絕緣性能的加固。最后在145～155 ℃對定子線圈進行旋轉烘焙，時間約為8 h，再進行靜止烘焙，溫度保持在195～205 ℃，靜止烘焙時長大約保持在16～18 h，最終即可完成對牽引電機定子的浸漬絕緣漆操作。通過絕緣漆的填充，能夠有效改善牽引電機電場的分布狀態，從而更好地起到修補定子絕緣薄弱點的作用，增強牽引電機的絕緣性能，保障其運行安全性與穩定性。

3.3? ? 槽口灌封膠

當動車組運行在西北部等風沙較多地區時，砂石極易進入電機內部，在機械力的撞擊下將會造成定子繞組絕緣磨損，嚴重影響牽引電機的可靠運行。因此，需要采取槽口灌封膠等有效措施，防止風沙的侵蝕，減少對牽引電機端部繞組、槽口封面線圈等處的絕緣磨損。

例如，可以采用彈性橡膠對牽引電機進行槽口灌封膠處理，以增強其絕緣性能，提高機械強度，減少振動、溫度、噪聲等對牽引電機的絕緣磨損，增強電機的抗風沙磨蝕能力。可以采用雙組分的灌封膠RT607進行處理，先將組成復合膠的各組分膠裝置在容器內，對容器進行密封與抽真空操作，使各組封膠在真空狀態下混合，混合完成后，再利用管道將雙組分灌封膠打入牽引電機槽口繞組線圈的縫隙處，使其以適當比例混合，然后進行固化處理，從而有效提升電機的防水、防潮、防腐蝕等絕緣性能。

3.4? ? 浸絕緣膠

針對長期處于潮濕環境下運行的牽引電機，可以對其進行浸絕緣膠處理，以增強其絕緣性，保證電機運行的良好狀態。

例如，可以將動車組牽引電機定子繞組的端部浸入SF-Ⅱ防腐防潮耐老化氟硅涂料等絕緣膠的膠盆中，使其靜置一段時間，讓膠液能夠充分、均勻地附著在定子繞組表面，等定子繞組線圈表面的膠液有效固化后，牢固粘接于牽引電機定子繞組表面，即可完成對牽引電機定子的浸膠處理工藝。該工藝在操作過程中，需要結合牽引電機的具體結構以及其實際運行性能要求，合理控制浸膠的時間以及浸膠部位，才能有效修復并加固定子絕緣的薄弱點。

4 結語

在動車組牽引電機高級修過程中，通過采取浸水試驗檢測、浸漬絕緣漆、槽口灌封膠以及浸絕緣膠等工藝后，能夠有效控制動車組牽引電機繞組的絕緣磨損與絕緣失效情況，有效降低牽引電機定子的接地風險，保障動車組牽引電機的正常運行。

[參考文獻]

[1] 李廷金，易鐵航，任晶.CRH5型動車組牽引電機冷卻風機三級修狀態研究[J].鐵道機車與動車，2019（4）：35-37.

[2] 高曉霞，曹永志，楊永勤，等.CRH380BL動車組牽引電機軸端聯軸器壓裝問題分析及工藝優化[J].機械設計與制造工程，2018，47（5）：91-95.

[3] 王利鋒.大規模動車組高級修工藝設計研究[J].高速鐵路技術，2018，9（6）：49-52.

收稿日期：2020-05-28

作者簡介：裴其林（1986—），男，山西運城人，工程師，研究方向：電機制造技術。