動車組牽引變壓器油樣采集方法的應用

辛 勤，戴耀輝，羅興銘

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

動車組牽引變壓器油樣采集方法的應用

辛 勤，戴耀輝，羅興銘

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

文章介紹了二甲基硅油的優良特性，分析了動車組牽引變壓器的硅油中溶解氣體含量與變壓器故障之間的關系，提出一種了嚴謹有效的油樣采集方法并在應用過程中提高了油樣檢測的精度。

二甲基硅油；動車組牽引變壓器；油樣采集

二甲基硅油，也稱為聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane），無毒無味，具有生理惰性、良好的化學穩定性。電絕緣性和耐候性好，并具有很高的抗剪切能力，可在-50～200℃下長期使用，具有優良的物理特性，可直接用于防潮絕緣。由于以上優良的特性，二甲基硅油被作為動車組牽引變壓器油。動車組牽引變壓器作為動車組列車提供牽引動力的電力設備，其運行可靠性直接影響動車組列車的安全穩定運行。

隨著動車組列車的運行時間增長，牽引變壓器逐步進入檢修期。對于檢修變壓器，硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測在變壓器的安全運行和故障判斷中占有相當重要的地位，硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測是變壓器檢修試驗項目的首要項目之一。那么，嚴謹有效的油樣采集方法能夠最大程度地保證變壓器中原始油樣的采集以便進行硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測。

1 硅油中溶解氣體含量與變壓器故障之間的關系

變壓器故障大致可以分成三類：過熱、放電和受潮。由于動車組牽引變壓器為密封性較好的殼式結構，受潮的現象很少見，因此動車組牽引變壓器故障主要是過熱和放電。當變壓器存在發熱、放電故障時，導致硅油中烴類物質的C-H、C-C鍵的斷裂，伴隨著生成少量和不穩定的氫原子和碳氫自由基，這些氫原子和自由基通過化合生成氫氣和低分子烴類氣體，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。此外，變壓器鐵芯包含有大量的絕緣紙板，絕緣紙板在高溫時會完全裂解和碳化，裂解的過程中產生水的同時還生成大量的CO、CO2和少量的烴類氣體。

2 油樣采集方法

動車組牽引變壓器的取樣口在變壓器的下截止閥，如圖1所示。

動車組牽引變壓器的油樣采集是利用玻璃針管通過下截止閥口取樣，具體的方法步驟如下。

（1）準備兩支干凈的100mL玻璃針管，放至烘爐中進行烘焙，保證玻璃針管干燥潔凈。

（2）打開變壓器取樣閥門，硅油自然流出。把玻璃針管進樣口放置在取樣口抽取油樣，待油樣裝滿針管約30mL時，關閉取樣閥門。把玻璃針管進樣口朝上，向外拉動密封塞使針管內容積增大，旋轉并將針管傾斜使管壁完全被油樣清洗約5s，將硅油從針管內擠至塑料油盆中。注意不要用手直接接觸取樣裝置與油樣接觸的表面。按此操作清洗3次以上。

圖1 動車組牽引變壓器的下截止閥取樣口

圖2 玻璃針管取樣

圖3 膠皮密封塞密封玻璃針管

（3）打開閥門先放掉出油管路上即下截止閥的硅油約3s，將玻璃針管進樣口放置在下截止閥尾部，抽取油樣約60mL，關閉取樣閥門。注意抽取油樣的過程中讓硅油充滿油道，并讓玻璃針管抵住下截止閥法蘭面以保證取樣過程完全與空氣隔絕如圖2所示。將針管進樣口朝上，一邊慢慢地向里推動密封塞使油樣慢慢往外溢出，一邊取膠皮密封塞并將其捏扁排出空氣，將捏扁的膠皮密封塞對準往外溢出硅油的針管密封，保證針管內無氣泡，如圖3所示。用工業擦拭紙將針管表面的油樣擦拭干凈并貼好記錄了變壓器編號的粘貼紙。

（4）按照上述方法取兩支針管的油樣，進行硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測。

3 硅油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測

通過上述的方法完成油樣采集后，對油樣進行油中溶解氣體色譜分析及水分含量檢測。為了進一步驗證上述油樣采集方法的有效性，選取了10臺采用上述油樣采集方法前后的同修程的200km時速動車組牽引變壓器硅油中含氣量及水分含量數據值。

表1 采用本油樣采集方法前油中含氣量及水分含量值

表2 采用本油樣采集方法后油中含氣量及水分含量值

由于動車組牽引變壓器中硅油各氣體組分及水分值指標非常嚴格，其在油中的含量不高，所以對于空氣等的污染較為敏感。特別是油中水分的含量只有幾十個ppm，若是取油樣過程中樣品一直暴露在空氣中，則空氣中的水分對于油樣中水分含量的測定影響較大，導致油樣檢測數據失真。通過表1、表2中水分含量的數據分析可知，采用上述油樣采集方法后油中水分含量值比未采用上述方法的值偏低，說明通過本油樣采集方法避免了油樣與空氣接觸，盡可能地保證了油樣檢測數據的真實性。

4 結語

在油樣檢測過程中，由于化驗設備、操作人員、操作工藝等因素，可能造成溶解氣體色譜分析及水分含量試驗結果存在誤差。色譜分析及水分含量數據的準確可靠至關重要，因此在通過油中溶解氣及水分含量判斷變壓器故障性質時，應注意造成可能降低精確度的各種因素。通過本油樣采集方法采集油樣，最大程度地降低了取樣過程中人為造成的影響因素，提高了油樣檢測的精度。

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Application of Oil Sampling Method in Traction Transformer of EMU

XIN Qin，DAI Yao-hui，LUO Xing-ming
（Zhuzhou Electric Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412001，China）

This paper introduces the excellent characteristics of dimethyl silicone oil，analyzes the relationship between dissolved gas content and transformer failure in the silicone oil of traction transformer of EMU，and puts forward a rigorous and effective method for oil sample collection and improves the application process Oil sample detection accuracy.

dimethyl silicone oil；EMU traction transformer；oil sample collection

TH132

A

2095-980X（2017）04-0076-01

2017-04-15

辛勤（1987-），男，助理工程師，主要從事動車組牽引變壓器檢修工作。