专利名称：防爆式电力机车主变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力机车变压器技术领域，尤其适用于6K型电力机车进口 SUB型 及仿6K机车的SS7系列的一种防爆式电力机车主变压器。
背景技术：
目前，现有6K型电力机车已运用二十余年.2003年K36机车曾发生过主变压器故 障引起的油箱爆裂事故。检查为主变压器高压绕组匝间短路引起变压器油箱爆裂，裂纹最 长长度达300mm，次边抽头过热开裂，而安装于油箱侧面最上方的防爆膜未进行保护，解体 后内部绕组全部烧损。该次事故暴露了该变压器存在重大的安全隐患。进口的6K机车主变压器安全保护除设置油温报警装置外，在主变压器上部储油 柜上方设置了防爆膜，用酚树脂积层板制成，厚1mm，直径178mm。由K36机车的主变压器内 部短路致油箱爆裂的故障看，各牵引绕组S抽头裂纹较大，原边套筒开裂严重，油箱外鼓， 变形严重。当时通往车下的油管上有油，外表现象显示防爆膜破裂。但打开油释放通路后， 发现防爆膜状态完好，说明车下油管的油为变压器裂后油流粘上的。所以安全保护系统没 有起到作用。由于短路开始到变压器油箱爆裂之间的时间非常短，且6K车防爆膜位置设计 不合理，距离绕组太远，故障压力没有来得及传到防爆膜，便使油箱发生了爆裂。由流体力学可知，液体在冲击力的作用下，液体的压力传导与重力、惯性力、质量、 密度、粘度、摩擦损失等有关，特别是还与其传递的距离和曲折度有较强的梯度关系，其正 确位置应是最靠近故障点的地方，而且是故障油流的第一次冲击方向，即在变压器下部的 主变压器箱体高压引线侧和低压引线侧各安装一个。SUB变压器结构为组合式变压器，大体 上为上下二部分箱体，上部为平波电抗器，虽平波电抗器发生故障的机率较小，下部为壳式 主变压器，其匝电压达50V，容易发生短路故障，且故障后释放的能量也相当大，该处存在设 计上的重大缺陷。因其绕组的特殊结构形式，其故障油流有明显的方向性，当故障发生后， 下部分箱体内的油流冲击无法传递至防爆膜释放，极易造成油箱开裂。另外，如果6K机车主变压器出现油箱爆裂故障后，因原边过流线路接触器跳开， 而此时司机无法判定跳开原因容易二次合闸，易引起变压器爆燃事故。早期的TBQ型机车 变压器的安全气道设计在储油柜观察窗边，存在不合理的现象。现有的国产SS4改机车和 SS;3B固定重联机车及其它国产韶山系列机车，在变压器油温高时也存在无任何保护的现 象。如何对机车主变压器进行安全保护系统的改造，使其切实有效地保护变压器成了亟待 解决的问题。
发明内容为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种防爆式电力机车主变压器，能 够防止油箱及各部瓷瓶破裂或损坏，能够对故障后的修复仅限于内部放电部位的修复，大 大减少了修复费用。为实现如上所述的发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案[0008]所述的防爆式电力机车主变压器，包括绕组和油箱，所述油箱的下部主变油箱的 高压引线侧和低压引线侧分别设置有处于故障油流第一次冲击方向的压力释放阀；所述油 箱的上部平波电抗器油箱侧部设置有一个压力释放阀；所述的压力释放阀均与主断联锁装 置实现电连接；所述油箱外部的功率因数补偿电抗器PFCL侧和平波电抗器有MSL标志侧均 设置有监测风路是否堵塞的测风压装置，所述油箱外部的管路设置有直观显示的油流继电
ο所述的防爆式电力机车主变压器，所述压力释放阀具有将变压器油喷出快速泄压 的机构，且压力释放阀具有跳开主断路器的自锁辅助触头装置。所述的防爆式电力机车主变压器，压力释放阀的自锁辅助触头装置设置成避免变 压器发生故障后二次合主断造成变压器故障扩大的装置，在跳主断的同时控制司机室信号 灯的显示，通知司机不要二次合主断路器。所述的防爆式电力机车主变压器，所述变压器的上油箱设置有传感器通过信号线 连接在司机台上的温控装置；温控装置为70度回段维护，90度跳主断。所述的防爆式电力 机车主变压器，所述的测压装置为盛有水的“U”型管，“U”型管一端与测试设备连通，“U”型 管另一端与大气连通。所述的防爆式电力机车主变压器，所述的油流继电器设置为指针式油流继电器。由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下所述的优越性该防爆式电力机车主变压器，能够对6K型、SS7系列电力机车及相仿的机车主变 压器故障进行及时保护，使得故障后的修复仅限于放电部位的修复。实践证明，通过对发生 故障后变压器各部的检测，发现除故障部位烧损外，主变压器其余部位得到了及时保护。通 过修复烧损部位、清洗内部和更换变压器油，主变压器可投入正常运用。有效保护了其余各 部线圈，防止了油箱及各部瓷瓶破裂或损坏，大大减少了修复费用。如K23机车，若不保护 则需修复各部线圈、油箱及瓷瓶，保护后仅需更换高压套管和更换主变压器油，节省费用约 36万元；而K62机车则可节省费用34万元。本实用新型通过对6K型、SS7型及相仿的电力机车主变压器的风路、油路监测入 手加装“U”型管压力计(8)，能够有效控制主变压器温度及延长其使用寿命。为保证安全在 近平波电抗器处也安装一个压力释放阀，故在压力释放阀上设置联锁控制电气线路通知司 机变压器的故障也是设计上应该实现的.国产韶山系列机车的压力释放阀可比照该设计 思路，在变压器箱体的另一侧增加1个压力释放阀，同时加电气联锁、设置温度保护，保证 变压器故障时司机室有显示，温度高时跳开线路接触器或主断路器。
图1为防爆式电力机车主变压器的结构示意图；图2为图1的后视图，位于主变压器散热器侧；图3为图1的A-A向视图；图4为主变压器的压力释放阀电气联锁电路图；图5为图1的侧视图；图中1-高压套筒箱；2-绕组瓷瓶；3-压力释放阀；4-排油管道；5-平波电抗器 油箱；6-功率因数补偿电抗器PFCL ；7-油温表；8-散热器安装板；9-散热器油管。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示该防爆式电力机车主变压器，包括绕组和油箱，所述油箱的 下部主变油箱——高压套筒箱1的高压引线侧和低压引线侧分别安装有处于故障油流第一 次冲击方向的压力释放阀3 ；低压引线侧为主变油箱安装散热器侧；所述油箱的上部平波 电抗器油箱5侧部设置有一个保护的压力释放阀；所述的压力释放阀均与主断联锁装置电 连接；所述油箱外部的功率因数补偿电抗器PFCL6功率因数补偿电抗器PFCL侧和平波电 抗器侧有MSL标志侧均设置有测风压力的测压装置，所述油箱外部的管路设置有直观显示 的油流继电器。所述压力释放阀3具有将变压器油喷出快速泄压的机构，且压力释放阀具 有跳开主断路器的自锁辅助触头装置。所述压力释放阀3的自锁辅助触头装置设置成避免 变压器发生故障后二次合主断造成变压器故障扩大的装置，通过电气联锁控制司机台信号 灯，通知司机不能二次合闸。该防爆式电力机车主变压器的上油箱设置有传感器通过信号线连接在司机台上 的温控装置；温控装置为70度回段维护，90度跳主断。所述的测压装置为盛有水或油的“U”型管压力计，“U”型管压力计一端与测试设 备的进风口连通，“U”型管压力计另一端与大气连通。当压力大于设定值时，表示该变压器 风路堵塞，需要维护；所述的油流继电器设置为指针式油流继电器。指针式油流继电器安装 在散热器油管9上。当油流量小于设定值时，显示该变压器油路堵塞，需要维护。所述的主 变压器的散热器安装板8上用于安装散热器，所述的主变压器上层油温表7用于监测油温。本实用新型通过对6K型电力机车进口主变压器的安全保护系统的设计缺陷的科 学分析，对SS7系列主变压器的防爆装置也提供方案进行了改造。即在主变压器下部的主 变油箱二侧安装有二个处于故障油流第一次冲击方向的压力释放阀；并且在平波电抗器箱 体上安装一个保护的压力释放阀；压力释放阀可将变压器油喷出快速泄压，有自锁辅助触 头控制跳开主断路器。所述压力释放阀是变压器的一个重要安全装置，当变压器油箱遇短 路压力升高时，如不将压力及时释放掉，油箱就会产生变形甚至爆炸着火。装有压力释放 阀后，油箱中压力升高至一定值时压力释放阀自动开启，将压力释放掉，保证不发生着火事 件，且保护油箱不受损坏。排油管道4分三根，分别连接三个压力释放阀3保护电力机车主变压器的方法当机车主变压器故障时，如K23机车主变压器高 压导电杆对套筒箱放电，在整个放电过程中，产生大量乙炔气体，由于瞬间温度过高，乙炔 气体急剧膨胀致使变压器高压侧的箱壁有可能变形，由于安装的压力释放阀3保护及时， 故障点仅限于高压导电杆本身和其对套筒放电后主变压器油的损坏。通过故障时对高、低 压线圈和平波电抗器、滤波电抗器的检测，发现其绝缘值和冷态电阻值均正常；通过换油和 高压套管后变压器的各项例行试验数据，从而可以得出变压器各绕组线圈、补偿电抗器线 圈及平波电抗器线圈无异常的结论。说明仅高压套管烧损，油质损坏，其余绕组完好无损， S抽头正常无裂纹，油箱无变形爆裂；即主变压器其余部位均得到了及时保护。更换高压套 管和变压器油后，主变压器投入正常运用，损失降到了最小。
权利要求1.一种防爆式电力机车主变压器，其特征在于包括绕组和油箱，所述油箱的的下部 主变油箱——高压套筒箱(1)的高压引线侧和低压引线侧分别安装有处于故障油流第一次 冲击方向的压力释放阀(3)；所述油箱的上部平波电抗器油箱(5)侧部设置有一个保护的 压力释放阀；所述的压力释放阀(3)均与主断联锁装置电连接；所述油箱外部的功率因数 补偿电抗器PFCL侧和平波电抗器有MSL标志侧均设置有测风压力的测压装置，所述油箱外 部的管路设置有直观显示的油流继电器。
2.根据权利要求1所述的防爆式电力机车主变压器，其特征在于所述压力释放阀(3) 具有将变压器油喷出快速泄压的机构，且压力释放阀具有跳开主断路器的自锁辅助触头装 置。
3.根据权利要求1所述的防爆式电力机车主变压器，其特征在于所述压力释放阀(3) 的自锁辅助触头装置设置成避免变压器发生故障后二次合主断造成变压器故障扩大的装 置，通过电气联锁控制司机台信号灯，通知司机不能二次合闸。
4.根据权利要求1所述的防爆式电力机车主变压器，其特征在于所述的测压装置为 盛有水或油的“U”型管压力计，“U”型管压力计一端与测试设备连通，“U”型管压力计另一 端与大气连通。
5.根据权利要求1所述的防爆式电力机车主变压器，其特征在于所述的油流继电器 设置为指针式油流继电器。
6.根据权利要求1所述的防爆式电力机车主变压器，其特征在于所述变压器的上油 箱设置有传感器通过信号线连接在司机台上的温控装置；温控装置为70度回段维护，90度 跳主断。
专利摘要本实用新型介绍了一种防爆式电力机车主变压器，包括绕组和油箱，所述油箱的下部主变油箱——高压套筒箱(1)的高压引线侧和低压引线侧分别安装有处于故障油流第一次冲击方向的压力释放阀(3)；所述油箱的上部平波电抗器油箱(5)侧部设置有一个保护的压力释放阀；所述的压力释放阀均与主断联锁装置电连接；所述油箱外部的功率因数补偿电抗器PFCL侧和平波电抗器有MSL标志侧均设置有测风压力的测压装置，所述油箱外部的管路设置有直观显示的油流继电器。本实用新型具有对电力机车及相仿机车的主变压器进行及时保护，有效地保护绕组线圈，防止油箱及瓷瓶破裂，大大减少了修复费用，有效地控制了主变压器温度及延长主变压器的使用寿命。
文档编号F16K17/02GK201893220SQ20102029775
公开日2011年7月6日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者刘同锋, 孟庆亚, 晋海青, 李霞, 柳甲贤, 贾安国, 赵建华, 郑杰 申请人:洛阳铁路安达实业发展中心