機車車輛變壓器用油散熱器滲油問題研究

王韜　胡貴　吳勇　譚光忠

摘 要：文章通過對機車車輛變壓器用油散熱器出現滲油現象的規律統計，對造成滲油的原因進行了電化學理論分析和流動理論分析，并提出了解決油散熱器滲油問題的措施。

關鍵詞：動車組；變壓器；油冷卻器

引言

機車車輛變壓器采用的冷卻方式是強迫導向油循環風冷卻。變壓器的冷卻系統由風機、油散熱器、油泵、油管等組成，形成一個完整的降溫回路系統。油散熱器是冷卻系統的核心部件，是實現熱量交換的部位。油散熱器是典型的板翅式熱交換器，由鋁復合板和波紋鋁翅片組成，內部為油流通道，外部為冷卻風通道，冷熱介質通過翅片進行對流換熱。由于機車車輛運行環境復雜、跨越區域大，經過長時間的運行后，油散熱器出現滲油現象。油散熱器的滲油將危害變壓器的運行安全，必須得到有效控制和徹底解決。油散熱器在整個變壓器中的位置，如圖1所示。文章對滲油發生規律進行了統計分析，對滲油原因進行了理論分析，同時提出了相應的解決措施并進行了相關驗證試驗。

1 滲油現象

機車線路維護中發現，油散熱器在長期運行過程中出現了滲油現象，同時油滲漏部位有堵塞物，如圖2所示。通過解剖油散熱器芯體發現滲漏點具有一定的分布規律，漏點主要集中在進風口方向的左下角、右下角以及頂端中部位置。

2 原因分析

2.1 電化學理論分析

當氧化還原反應不斷進行，蝕孔持續發展，造成鋁復合板最后形成穿透性蝕孔，導致油散熱器出現滲油現象。

2.2 流動理論分析

風機輸送冷卻空氣到油散熱器風道內與內部油道發生對流換熱，冷卻空氣的流動狀態也會影響流道中雜質的分布狀態，這對風翅片間流道的堵塞情況有很大影響。流道中雜質的堵塞為電化學腐蝕提供了發生環境。通過計算流體力學軟件模擬流道中空氣的流動狀態，分析各位置速度分布，得出造成堵塞的另一個原因。

計算結果，如圖3所示。從圖中觀察可以發現，在散熱器芯體進口處左下角和右下角的流速很小，此處形成了旋渦流，造成空氣中帶有的雜質在該處沉積，造成了堵塞。

3 解決措施

3.1 工藝改進措施

依據造成漏點的原因分析，采取加強鋁復合板的抗腐蝕能力，在鋁復合表面采取表面抗腐蝕涂層處理，在復合板表面形成一層抗腐蝕保護膜。采取表面抗腐蝕工藝前后的復合板在室溫下，置于NaOH溶液中進行腐蝕對比試驗，對處理后復板的抗腐蝕能力和處理前的抗腐蝕能力進行對比。結果發現，處理后的復板抗腐蝕能力明顯提高，在同等使用環境條件下復板抗腐蝕能力能夠提高一倍左右。

3.2 日常維護措施

油散熱器的堵塞為腐蝕的發生提供了有利環境，因此，加強日常運行的維護保養是解決滲漏的直接有效措施。日常維護中，加強水沖洗清理和風吹掃干燥，為油散熱器的運行提供良好環境，能夠有效延長使用壽命。

4 結束語

（1）油散熱器滲油原因是由于發生了電化學腐蝕導致復板腐蝕穿孔；（2）電化學腐蝕是由于翅片中流道堵塞，形成了電化學腐蝕環境；（3）表面抗腐蝕涂層處理能夠有效提高復合板的抗腐蝕能力；（4）加強日常維護能夠延長油冷卻器的使用壽命。

參考文獻

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作者簡介：王韜（1985，8-），男，湖南省株洲市人，現職稱：助理工程師，學歷：碩士，研究方向：機車車輛通風冷卻系統。