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【摘要】：近几年来，随着我国社会经济水平的不断提高，铁路货运需求也随之增加，对大型机动车辆的需求也不断加大。然而，由于受到各种因素的影响，使得机车高压互感器发生爆炸，影响人们出行安全。为此，本文以HXD3型电力机车为例，分析高压互感器爆炸原因及其预防对策。
【关键字】：电力机车；高压互感器；爆炸；预防对策
HXD3型机车是由我国大连机车车辆有限公司制造的电力机车，拥有较大的功率，自2006年4月投入到京沪干线上使用，至今发挥着重要作用。到目前为止，干线所使用的机车辆数达到上百台，其使用深受用户好评。然而，由于各种因素的综合影响使得HXD3型机车高压互感器发生爆炸，影响机车的正常运行。为了进一步发挥传动机车的优势，提高机车整体质量，增强运行安全性及可靠性，本文特对其爆炸原因及预防对策进行分析，以望对今后高压互感器预防工作提供借鉴。
1.HXD3型电力机车
对于HXD3型电力机车，其行驶过程中可以在接触网上获取25 kV、 50 Hz的单相工频交流电，并且高压电流经受电弓、主断路器以及高压电流互感器被送到机车内牵引变压器中。HXD3型电力机车内高压电压互感器是并联在车顶25 kV的高压母线之上的，其可以将25 kV降压到100V，并且经降压变压器（100/5）降为交流5 V，从而达到对机车微机柜的网压保护目的，与此同时将其提供给机车网压表，显示出机车电度表的电压源。HXD3型电力机车网侧电路是通过高压电流互感器进行的，因此对于高压电流互感器故障不仅会导致机车事故，还将会造成弓网拉弧接触网断线，中断行车，影响铁路运输的健康运行。
2.高压互感器爆炸原因
HXD3型电力机车中，因为高压互感器内部的绕组绝缘水平降低，因此在短路接地后，就会造成变电所跳闸，从而导致接触网停电。由于此时的机车网压表中并无网压显示，因此机车上的乘务员会认为是接触网停电，因此会将受电弓降下。那么当变电所自动的重合闸时，受电弓也会再次升起，这时由于在机车内部的高压互感器绕组已经接地，那么会在接触网与受电弓接触的瞬间，引起强大的电流通过空气介质，造成弓网间拉弧放电，从而使接触网烧损，导致受电弓滑板与接触网烧断。以下就来分析造成HXD3型电力机车高压电压互感器爆炸的原因：
首先，对于高压互感器爆炸，因为在机车中高压互感器存在的阻抗本身很小，其额定电压比为25 000/100。那么，在主断路器断合闸瞬间操作过电压，合闸涌流引起电压互感器形成铁磁谐振过电压，过电压、过电流导致电压互感器绕组线圈绝缘破坏；并且也会因为绕组线圈本身工艺的缺陷，导致层间绝缘的破坏；当绕组线圈绝缘破损之后，就会导致其内部绕组匝之间短路发热，因此造成油箱内的空气压力以及温度升高，引起高压安全阀动作，导致变压器油喷出。由于高压互感器的变压器油量减少，线圈冷却及绝缘状态恶化，电流急速增长，就会烧毁线圈，从而造成线圈短路接地，导致机车电压互感器箱盖发生炸裂。
其次，对于高压互感器来说，一次绕组由数万匝漆包线卷绕起来，且在漆包线的一层与一层之间，也会使用到大面积的绝缘薄膜进行隔离。非常明显的就是其匝数层数越多，那么隔离用绝缘薄膜也就会越多，从而导致气隙含量增多。由于这些气隙以及漆膜、绝缘薄膜都会在使用的过程中吸附水分，当水分超标以及气温突降时，其过量的水分就会导致高压互感器绕组表面结露，从而绝缘下降造成绕组闪络，并最终造成高压互感器爆炸。
最后，高压电压互感器上高压安全阀开启时，其压力标准为（35士5 ）kPa，只有在油箱内压力超过标准压力时，那么高压安全阀就会产生动作，向外喷油，这样才可以避免箱体爆炸。由于高压安全阀内部积灰、弹簧锈蚀，开启压力过低，造成高压安全阀误动作，向外喷油。当互感器内变压器油大量减少后，线圈冷却及绝缘状态恶化，电流极速增长烧毁线圈，最终使线圈内部短路后接地，使箱内温度极速升高，增大压力，最终导致电压互感器箱盖炸裂。
3.预防机车高压互感器爆炸对策
3.1.提高高压互感器检修质量。为降低HXD3型电力机车高压互感器爆炸的几率，应该采取一定的预防措施，提高对机车高压电压互感器的检修质量，并且在对HXD3型电力机车的小辅修程中，还应该检测高压电压互感器的一次、二次线圈，化验分析高压互感器的变压器油，并且同时在HXD3型电力机车的整备作业中，还应该加强检测高压互感器，可以及时更换吸湿器，焊修多次漏油的互感器，保证机车箱体的密封。
3.2.加强高压安全阀的检修作业。对HXD3型电力机车检修中，应该强化对高压安全阀的检修作业，提高机务段高压安全阀检修工艺，确保及时修理高压安全阀故障，更换毁坏的高压安全阀，提高HXD3型电力机车高压安全阀质量。另外，还应对高压安全阀的试验设备进行检查，确保安全阀符合相关技术标准。
3.3.加强接触网的检修。当HXD3型电力机车在运行途中，对于车顶发生的顶电故障，对于接触网断电情况，乘务员不应该盲目升弓，需要对车顶的电器进行重点检查，如：发现车顶异常，瓷瓶导电杆烧损等，车体上有变压器油泄露等情况，可利用供电段的重合闸机会，判断顶电机车故障。
3.4.其他措施。为预防HXD3型电力机车高压互感器爆炸，因此应该在不影响机车功能前提下，改造机车线路，拆除高压电压互感器，拆除车顶高压电压互感器接线，并将主变压器辅助绕组a6/b6，视为变比为25000/220的电压互感器，其网侧25kv高压经主变压器降压为220v，再经过降压变压器进行降压，同时降压变压器另一抽头送出100v给机车网压表及机车电度表，详见下图1。不仅可以避免引起接触网断线，正确记录机车运行里的用电量，还可以确保机车的正常运行，降低HXD3电力机车高压互感器爆炸率。另外，对电路进行改造，当网压欠压时，微机柜仍能够对网压进行保护，确保机车网压表的正常显示，对机车运行中的用电量进行记录，便于处理潜在危险隐患。
图1 改造前后电路原理图
4.结束语
总而言之，应充分认识电力机车高压互感器爆炸原因，并根据原因提出相应处理措施。更为重要的是做好预防爆炸工作，在日常机车运行过程中，应全面检查电力机车高压互感器，确保互感器运行正常，进而保证机车的安全运行。
【参考文献】
1]刘艳.电力机车高压电压互感器爆炸引起接触网断线的原因及预防措施[J].铁道机车车辆，2010，30（5）：97-98.
[2]武瑞成，李德.电力机车高压电压互感器爆炸原因分析及整改措施[J].内蒙古科技与经济，2012，（24）：69-71.
【关键字】：电力机车；高压互感器；爆炸；预防对策
HXD3型机车是由我国大连机车车辆有限公司制造的电力机车，拥有较大的功率，自2006年4月投入到京沪干线上使用，至今发挥着重要作用。到目前为止，干线所使用的机车辆数达到上百台，其使用深受用户好评。然而，由于各种因素的综合影响使得HXD3型机车高压互感器发生爆炸，影响机车的正常运行。为了进一步发挥传动机车的优势，提高机车整体质量，增强运行安全性及可靠性，本文特对其爆炸原因及预防对策进行分析，以望对今后高压互感器预防工作提供借鉴。
1.HXD3型电力机车
对于HXD3型电力机车，其行驶过程中可以在接触网上获取25 kV、 50 Hz的单相工频交流电，并且高压电流经受电弓、主断路器以及高压电流互感器被送到机车内牵引变压器中。HXD3型电力机车内高压电压互感器是并联在车顶25 kV的高压母线之上的，其可以将25 kV降压到100V，并且经降压变压器（100/5）降为交流5 V，从而达到对机车微机柜的网压保护目的，与此同时将其提供给机车网压表，显示出机车电度表的电压源。HXD3型电力机车网侧电路是通过高压电流互感器进行的，因此对于高压电流互感器故障不仅会导致机车事故，还将会造成弓网拉弧接触网断线，中断行车，影响铁路运输的健康运行。
2.高压互感器爆炸原因
HXD3型电力机车中，因为高压互感器内部的绕组绝缘水平降低，因此在短路接地后，就会造成变电所跳闸，从而导致接触网停电。由于此时的机车网压表中并无网压显示，因此机车上的乘务员会认为是接触网停电，因此会将受电弓降下。那么当变电所自动的重合闸时，受电弓也会再次升起，这时由于在机车内部的高压互感器绕组已经接地，那么会在接触网与受电弓接触的瞬间，引起强大的电流通过空气介质，造成弓网间拉弧放电，从而使接触网烧损，导致受电弓滑板与接触网烧断。以下就来分析造成HXD3型电力机车高压电压互感器爆炸的原因：
首先，对于高压互感器爆炸，因为在机车中高压互感器存在的阻抗本身很小，其额定电压比为25 000/100。那么，在主断路器断合闸瞬间操作过电压，合闸涌流引起电压互感器形成铁磁谐振过电压，过电压、过电流导致电压互感器绕组线圈绝缘破坏；并且也会因为绕组线圈本身工艺的缺陷，导致层间绝缘的破坏；当绕组线圈绝缘破损之后，就会导致其内部绕组匝之间短路发热，因此造成油箱内的空气压力以及温度升高，引起高压安全阀动作，导致变压器油喷出。由于高压互感器的变压器油量减少，线圈冷却及绝缘状态恶化，电流急速增长，就会烧毁线圈，从而造成线圈短路接地，导致机车电压互感器箱盖发生炸裂。
其次，对于高压互感器来说，一次绕组由数万匝漆包线卷绕起来，且在漆包线的一层与一层之间，也会使用到大面积的绝缘薄膜进行隔离。非常明显的就是其匝数层数越多，那么隔离用绝缘薄膜也就会越多，从而导致气隙含量增多。由于这些气隙以及漆膜、绝缘薄膜都会在使用的过程中吸附水分，当水分超标以及气温突降时，其过量的水分就会导致高压互感器绕组表面结露，从而绝缘下降造成绕组闪络，并最终造成高压互感器爆炸。
最后，高压电压互感器上高压安全阀开启时，其压力标准为（35士5 ）kPa，只有在油箱内压力超过标准压力时，那么高压安全阀就会产生动作，向外喷油，这样才可以避免箱体爆炸。由于高压安全阀内部积灰、弹簧锈蚀，开启压力过低，造成高压安全阀误动作，向外喷油。当互感器内变压器油大量减少后，线圈冷却及绝缘状态恶化，电流极速增长烧毁线圈，最终使线圈内部短路后接地，使箱内温度极速升高，增大压力，最终导致电压互感器箱盖炸裂。
3.预防机车高压互感器爆炸对策
3.1.提高高压互感器检修质量。为降低HXD3型电力机车高压互感器爆炸的几率，应该采取一定的预防措施，提高对机车高压电压互感器的检修质量，并且在对HXD3型电力机车的小辅修程中，还应该检测高压电压互感器的一次、二次线圈，化验分析高压互感器的变压器油，并且同时在HXD3型电力机车的整备作业中，还应该加强检测高压互感器，可以及时更换吸湿器，焊修多次漏油的互感器，保证机车箱体的密封。
3.2.加强高压安全阀的检修作业。对HXD3型电力机车检修中，应该强化对高压安全阀的检修作业，提高机务段高压安全阀检修工艺，确保及时修理高压安全阀故障，更换毁坏的高压安全阀，提高HXD3型电力机车高压安全阀质量。另外，还应对高压安全阀的试验设备进行检查，确保安全阀符合相关技术标准。
3.3.加强接触网的检修。当HXD3型电力机车在运行途中，对于车顶发生的顶电故障，对于接触网断电情况，乘务员不应该盲目升弓，需要对车顶的电器进行重点检查，如：发现车顶异常，瓷瓶导电杆烧损等，车体上有变压器油泄露等情况，可利用供电段的重合闸机会，判断顶电机车故障。
3.4.其他措施。为预防HXD3型电力机车高压互感器爆炸，因此应该在不影响机车功能前提下，改造机车线路，拆除高压电压互感器，拆除车顶高压电压互感器接线，并将主变压器辅助绕组a6/b6，视为变比为25000/220的电压互感器，其网侧25kv高压经主变压器降压为220v，再经过降压变压器进行降压，同时降压变压器另一抽头送出100v给机车网压表及机车电度表，详见下图1。不仅可以避免引起接触网断线，正确记录机车运行里的用电量，还可以确保机车的正常运行，降低HXD3电力机车高压互感器爆炸率。另外，对电路进行改造，当网压欠压时，微机柜仍能够对网压进行保护，确保机车网压表的正常显示，对机车运行中的用电量进行记录，便于处理潜在危险隐患。
图1 改造前后电路原理图
4.结束语
总而言之，应充分认识电力机车高压互感器爆炸原因，并根据原因提出相应处理措施。更为重要的是做好预防爆炸工作，在日常机车运行过程中，应全面检查电力机车高压互感器，确保互感器运行正常，进而保证机车的安全运行。
【参考文献】
1]刘艳.电力机车高压电压互感器爆炸引起接触网断线的原因及预防措施[J].铁道机车车辆，2010，30（5）：97-98.
[2]武瑞成，李德.电力机车高压电压互感器爆炸原因分析及整改措施[J].内蒙古科技与经济，2012，（24）：69-71.