牵引变电所主要电气设备常见故障浅析

供变电课程报告

牵引变电所主要电气设备常见故障浅析

北京铁路局宋志刚

牵引变电所主要电气设备常见故障浅析

北京铁路局宋志刚

摘要：本文以牵引供变电基础理论结合现场实践及行业经验，针对牵引变电所主要电气设备常见故障进行了归类分析，为提高牵引变电所主要电气设备运行维护提出建设性意见。

关键词：牵引变电所电气设备故障

前言

随着电气化铁路的飞速发展，牵引变电所电气设备安全可靠供变电越显重要，特别是变压器、断路器、开关、互感器及并补装置等设备日常正常运行为列车提速发挥着举足轻重的作用。因此牵引变电所主要电气设备日常运行维护必须到位，同时必须明晰常见设备故障根源及表征，尽可能消除或缩小设备故障，提高牵引变电所供电质量。现以牵引供变电基础理论结合现场实践及行业经验，浅析如下：

1牵引变压器

故障判断是一个综合过程，需通过现场直观判断、详细测量及综合分析等几个环节。其中，现场直观判断最直接、最简捷。对变压器故障而言，直接判断可通过声音、气味、颜色、体表、渗漏油及温度的异常来进行。

1.1 声音

变压器正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果变压器出现故障或运行不正常，声音就会出现异常：

(1) 电网发生过电压，例如中性点不接地电网有单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐；

(2) 变压器过载运行时，音调高、音量大。如带有电弧炉、可控硅整流器等负荷时，因负荷变化大，又因谐波作用，变压器会瞬间发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声，监视测量仪表指针发生摆动；

(3) 个别零件松动(如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧)或有零件遗漏在铁芯上时，变压器会发出强烈而不均匀的“噪音”，或有“锤击”和“吹风”之声；

(4) 变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电声；

(5) 变压器高压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；

(6) 变压器铁芯接地断线，会产生劈裂声；

(7) 变压器内部局部放电或电接不良，会发出“吱吱”或“劈啪”声，且次声音随离故障部位远近而变化；

(8) 变压器绕组短路，将有“劈啪”声，严重时会有巨大轰鸣声，随后可能起火；

(9) 变压器绕组高压引出线之间或它们对外壳闪络放电时，有爆裂声音；

(10) 变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触时，会产生连续的、有规律的撞击或摩擦声。

1.2 气味、颜色

变压器内部故障及各部件过热将引起一系列气味和颜色的变化：

(1) 瓷套管端子的紧固部分松动，接触面过热氧化，会引起变色和异常气味；

(2) 变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均，引起涡流，会使油箱局部过热引起油漆变色；

(3) 瓷套管污损产生电晕、闪络会发出奇臭味；

(4) 冷却风扇、油泵烧毁会发出烧焦气味；

(5) 吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿计变色。

1.3 体表

变压器故障时都伴随着体表的变化。主要有：(1) 呼吸口不灵或内部故障可引起防爆膜龟裂、破损。(2) 大气过电压，内部过电压等，会引起瓷件、瓷套管表面龟裂，并有放电痕迹。

1.4 渗漏油

变压器运行中渗漏油的主要原因是：

(1) 油箱与零部件联接处的密封不良，焊件或铸件存在缺陷，运行中额外荷重或受到震动等；

(2) 内部故障使油温升高，引起油的体积膨胀，发生漏油或喷油。

1.5 温度

变压器的很多故障都伴随着急剧的温升：

(1) 由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺栓损坏会使变压器油温升高；

(2) 绕组局部层间或匝间的短路，内部接点有故障，二次线路上有大电阻短路等，均会使变压器油温升高；

(3) 过负载、环境温度过高，冷却风扇和输油泵故障，散热器阀门忘记打开，渗漏油引起油量不足等原因都会造成变压器温度不正常。

以上所述仅能作为对变压器故障的现场直观的初步判断，因为变压器的故障不仅仅是某一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至会出现假象。因此，只有进行详细测量和综合分析，才能准确可靠地找出故障原因，判明事故性质，提出较合理的处理办法，使故障尽快得到消除。

2断路器、开关设备故障

随着铁道电气化的发展, 高压断路器设备的装用量将大幅度上升, 了解高压断路器设备的故障原因, 采取积极的防范措施, 对提高牵引变电所供电的可靠性是很有帮助的。

2.1绝缘事故

绝缘事故的主要原因: 一方面是高压断路器的绝缘件设计制造质量不符合技术标准的要求, 拉杆拉脱,使运动部分操作不到位。另一方面是高压断路器在安装、调试、检修过程中工装工艺不到位。所以, 严格高压断路器工装工艺流程、外购件检验、装配环境清洁度以及必备的检测手段等是杜绝绝缘事故发生的重要措施。必须引起设计、制造和应用部门的高度重视。

2.2拒动、误动事故

拒动和误动事故是指高压断路器拒分、拒合和不该动作时而乱动。其中拒分事故约占同类型事故的50% 以上, 是主要事故。分析其主要原因是因为制造质量以及安装、调试、检修不当, 二次线接触不良所致。因此, 使用部门应该和制造部门有机地结合起来, 尽可能使高压断路器的设计定型、材质选择、必备的备品备件、工艺要求、调试需知等合理、实用, 将人的行为过失可能发生的事故局限在先, 做到防患于未然。

2.3开断与关合事故

开断与关合事故是油断路器在开断过程中喷油短路、灭弧室烧损严重、断路器开断能力不足、关合速度后加速偏低等所致。因此, 在高压断路器的安装、检修、调试过程中, 重视油断路器的排气方向、动静触头打磨、灭弧室异物排除、断路器开断能力的核定与选型、合分速度特性的调整等, 以遏制开断与关合事故的发生, 切勿疏忽大意。

2.4截流事故

截流事故发生的主要原因多数都是由于动、静触头接触不良引起的, 主要原因是动静触头或者隔离插头接触不良, 在大电流的长期作用下过热, 以至触头烧融、烧毁、松动脱落等。所以, 对于高压断路器触头弹簧的材质选择与热处理、触头压力的调整, 是防止截流事故发生的重要技术措施。

2.5外力及其它事故