CRH3动车组牵引变压器冷却系统维护与保养

CRH3动车组牵引变压器冷却系统维护与保养

杨亮  艾景隆  郑佳

中车唐山机车车辆有限公司  河北唐山   064000

摘要：CRH3动车组牵引冷却系统主要有牵引变压器冷却系统、牵引变流器冷却系统、牵引电机冷却系统，各系统在日常运行过程中也发生过不少问题，而本文就是以牵引变压器冷却系统为例，从冷却系统组成、冷却系统控制原理、冷却系统典型案例及后续维护措施等方面入手，分析其在动车组日常运用、检修维护等方面的注意事项。

关键词：CRH3型动车组    牵引变压器    冷却系统    分析与维护

CRH3系列动车组（包含CRH3C、CRH380B、CRH380BL等），在北京、广州、上海、西安、成都、济南、哈尔滨、沈阳等铁路局均有配属，同时也跨局运行在全国范围内。受动车组运行环境及气候影响，春夏季节容易造成牵引变压器冷却单元冷却效果不好,严重的还将影响着正常的运行秩序，旅客舒适性严重下降，更有甚者还因此影响正常的运输秩序。

一、牵引变压器冷却系统组成

CRH3动车组由两个对称的牵引单元组成（如图1.1所示），通过车顶电缆（高压线）相连，每个牵引单元有1个牵引变压器。CRH3主变压器将25kV的一次电压降至供4个牵引绕组使用的 1550V 的二次电压。

主变压器设计为适用于设备舱装配的单相牵引变压器，变压器油箱为钢结构，冷却介质是矿物油，通过冷却泵完成冷却循环。其设计寿命约为20年，假定变压器不超过额定功率和最大允许温度，并遵守规定的维护程序和操作说明，则变压器可以达到其设计寿命。

主变采用强迫导向油循环风冷，其冷却系统包含油箱、热交换器、冷却泵及其他附属冷却管路。主变冷却系统主要有油温检测、油压检测等自动检测系统。

冷却装置设计用于散发变压器产生的热损耗。使用冷却风机通过空气过滤器沿垂直于车辆的走行方向从外部抽入冷却空气。热空气在穿过冷却器后朝着道床向下吹出。

二、牵引变压器温度保护逻辑分析

变压器冷却效果图如下：使用冷却风机通过空气过滤器沿垂直于车辆的走行方向从外部抽入冷却空气，热空气在穿过冷却器后朝着道床向下吹出。 具体为从格栅裙板处吸入空气，经过滤网、格栅过滤后，再至热交换器冷却，最后热空气沿底板格栅孔吹出，格栅裙板及冷却单元冷却空气走向如下图箭头示意。

从上面冷却原理可知，如果冷却空气进入受阻，则通过热交换器的冷却不彻底，冷却功率降低，变压器油温持续升高，进出口温度传感器监控油温达到限制时，会触发控制系统报出相应故障。

主变温度保护逻辑

主变温度保护影响程度

三、牵引变压器冷却系统维护

(一)  I2修作业维护

1．准备工作：断开牵引变压器冷却装置电源，确保与电源安全隔离并接地。

2．目测检查冷却单元：

2.1检查管路连接接头、螺旋塞（螺旋塞位于冷却单元与变压器中间，冷却单元滤网侧，塞门上盖有一个橡胶帽。该塞门紧靠冷却单元的黄绿色接地线）等部位，应无牵引变压器冷却液泄漏。

2.2 检查防护网、进气口、出气口、冷却器和冷却电机等，应无阻碍气流的异物，清洁特别脏的组件。

a）使用工业吸尘器（工作压力≥0.2bar）及软毛刷去除表面污物（包括棉絮、纸屑、塑料膜等）。

注意：请勿使用高压水枪直接冲洗防护网。如网上沾有油污等杂质，将防护网拆卸后，使用软毛刷及清水清洗，晾干以后安装。在清洁过程中，不得损坏冷却设备及其组件。

c） 防护网与空气过滤连接紧固件为M8 A2-70 螺栓，扭矩要求为17.5Nm。

2.3 在清洁过程中，不能使用高压吸尘器清洁风扇叶轮，不得损坏冷却设备及其组件。

2.4 恢复裙板并紧固。

2.5 作业完毕，恢复现场。

3．作业完毕，撤除接地。

（二） M1修作业维护

1. 准备工作：

车组降弓，按照高压设备作业防护办法先进行车组放电接地作业；

断蓄电池；

2.1 检查管路连接接头、螺旋塞（螺旋塞位于冷却单元与变压器中间，冷却单元滤网侧，塞门上盖有一个橡胶帽。该塞门紧靠冷却单元的黄绿色接地线）等部位，应无牵引变压器冷却液泄漏。

2.2 检查防护网、进气口、出气口、冷却器和冷却电机等，应无阻碍气流的异物，清洁特别脏的组件。检查防护网有检查有无污物。拆下防护网，使用强力吸尘器去除污物（树叶等）并使用压缩空气吹净。

步骤如下：

2.2.1 卸下防护网上所有M8 螺栓，拆下防护网；

2.2.2 空气过滤器清洁：

 用吸尘器（工作压力≥0.2bar）去除污物（包括棉絮、纸屑、塑料膜等）；

 用压缩空气顺管路方向由上向下进行清理，见下图；

如有难以除去的油污等，使用高压水枪向表面及沿管路方向喷水（30-40℃清水加弱碱性清洗剂1.0%-2.5%，），清洁空气过滤器表面及通道，后用6bar 的压缩空气吹干。

2.2.3 冷却器清洗维护

a) 卸下防护网上所有M8 螺栓，拆下防护网

b) 拆下空气过滤器

c) 冷却器清洁步骤：

使用工业吸尘器（工作压力≥0.2bar）去除表面污物（包括棉絮、纸屑、塑料膜等）。

注意：清洁过程中吸尘器吸嘴不能碰触冷却器，以免损伤散热片及其他组件；

 用6bar 压缩空气由上至下沿进风方向垂直于散热片进行逐层清理；

使用高压水枪沿垂直于散热片方向喷水雾，见下图（水温30-40℃，喷嘴与散热片距离保证在50-100mm），调节水压(≤80bar)，使水能穿透整个通道，湿润清洁散热片。

向散热片吹6bar 的压缩空气，吹干翅片（合格标准：目视无异物）。

建议：水洗方法维护标准：每年柳絮季节前一周和柳絮季节后各清洗一次。

使用手电或其他光照设备向冷却器空气通道照射亮光，检查清洁效果。

整个过程中应避免对翅片造成损伤。

b) 安装空气过滤器、安装防护网

螺栓安装，并涂抹GLEP1 人工润滑油，并用扭矩扳手施加17.5Nm 的扭矩。涂打放松标记。

3.在清洁过程中，不能使用高压吸尘器清洁风扇叶轮，不得损坏冷却设备及其组件。

4. 恢复裙板并紧固,

5.作业完毕，撤除接地。

四、远程监控技术在运用检修维护中的探索应用

因主变冷却系统温度直接影响车组牵引功率功率降低、牵引丢失甚至跳主断，间接影响旅客舒适性，曾经还因此影响正常的运输秩序，因此主变冷却系统的日常维护与检修直接关系着运行秩序正常与否。但因日常滤网清洗工作量较大，不能保证周期内的所有车组均能保质清洗，同时受运行环境、气候影响，尤其在春季，杨柳絮飘飞，牵引变压器滤网可能在不到一个M1周期内已经脏堵严重。

为此，我们进行探索、研究，开发出动车组服役期可靠性运维平台（PHM），创新性的利用动车组远程监控技术实现自动预警、报警，并在春、夏季节每日13:00-15:00间，安排专人远程监控各车组主变温度情况，对于温度高于90℃的（报警温度为105℃），进库后安排对冷却系统进行重点检查与清洁，确保不因作业原因导致车组不能正常运行。

综上所述，通过高速列车维修性不断改善，检修技术现代化，采用合理的检修制度来确保检修效率及效果，则会使高速列车的寿命周期也将延长。

有待进一步研究的问题：

（一）检修问题上，随着科技的不断进步，检修工作的精细化、复杂化，都需要对动车组的零部件详细掌握，制定检修计划，因为不同零部件计划不能是在同一时间需要检修。

（二）控制原理还有待优化，应当通过不断优化及持续改进等方式优化显示方式，减少不必要的人工投入。

参考文献：

[1] 中国铁路总公司.动车组机械师[M].北京：中国铁道出版社，2017.

[2] 中国国家铁路集团有限公司机辆部.铁路动车组运用维修[M].北京：中国铁道出版社，2022.

[3]中国国家铁路集团有限公司机辆部.铁路动车组检修[M].北京：中国铁道出版社，2022.

1