牽引變壓器油紙絕緣熱老化及仿真模擬研究*

陳學(xué)軍 方亞楠 聶文鵬 劉 凱 蔡國強(qiáng) 高 波高國強(qiáng) 吳廣寧

(1.中車唐山機(jī)車車輛有限公司動(dòng)車檢修事業(yè)部 唐山 063000；2.西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院 成都 610000)

1 引言

近年來，我國高速動(dòng)車組制造技術(shù)在不斷提高和完善，保障動(dòng)車組安全運(yùn)行的科學(xué)技術(shù)也隨之不斷發(fā)展和完善。其中，車載牽引變壓器作為動(dòng)車組的核心部件，是車輛牽引與制動(dòng)以及通信等功能的能量來源[1]，擔(dān)負(fù)著保證動(dòng)車正常持續(xù)運(yùn)行的重要職責(zé)。實(shí)際運(yùn)行過程中，牽引變壓器運(yùn)行工況比較復(fù)雜，常面臨著牽引負(fù)荷波動(dòng)劇烈、起停和過分相等問題[2]。同時(shí)，車載牽引變壓器的尺寸和重量受到嚴(yán)格限制，造成其幾何結(jié)構(gòu)更為緊湊，內(nèi)部電場分布更為復(fù)雜、熱場更為集中。由此可見，相較于電力變壓器，動(dòng)車組牽引變壓器存在諸多特殊性，對其進(jìn)行研究十分有必要。

在實(shí)際變壓器運(yùn)行中，變壓器油性能劣化主要是熱老化[3-4]，研究變壓器絕緣油在熱老化下的性能參數(shù)變化規(guī)律對于實(shí)際動(dòng)車組運(yùn)行安全意義重大，也有利于后續(xù)開展制定檢修標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的工作，如制定合理的換油周期、濾油周期等。

同時(shí)，在動(dòng)車組牽引變壓器的運(yùn)維工作中，狀態(tài)監(jiān)測是一項(xiàng)不可或缺的內(nèi)容，油中溶解氣體分析便是一種常用的測試手段。將近年來興起的分子模擬技術(shù)應(yīng)用于牽引變壓器熱老化產(chǎn)氣特性的研究，不僅可以驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，還可以從微觀原子層面精確分析絕緣材料老化所產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物及其生成路徑，目前已有眾多學(xué)者利用分子模擬技術(shù)對變壓器絕緣材料進(jìn)行了此類研究。……