【摘 要】變壓器A端子作為將電能引入機車的重要構(gòu)成部分，在大功率交流機車中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用，其可靠性直接影響到機車正常的運行。本文對A端子結(jié)構(gòu)、參數(shù)、安裝要求進行了介紹，并對和諧型機車在運用過程出現(xiàn)的變壓器A端子故障進行統(tǒng)計，根據(jù)故障現(xiàn)象分析了其故障原因。

【關(guān)鍵詞】A端子；統(tǒng)計；故障；原因

Analysis the fault of HXD1 locomotive

transformer’s A terminal

LIHui

（Maintenance services branch，CSR，Zhuzhou Electric Locomotive Co.，Ltd， Hunan Zhuzhou 412001， China）

Abstract： A terminal of the transformer as bring power into the locomotive's main component has been widely used in high power AC locomotive. Its reliability will directly affect the normal operation of locomotive. In this paper， A terminal’s structure， parameters， installation requirements were introduced， and also statistic the fault of the AC locomotive the transformer’s A terminal， then analysis the fault according to the phenomenon.

Key words： A Terminal； Structure； Fault Analysis；

一、引言

和諧1型機車采用25kV電流制。車頂設(shè)備包含2個受電弓、2個車頂隔離開關(guān)、1個高壓互感器、1個主斷路器、1個接地開關(guān)和1個避雷器，它們與變壓器之間用一根高壓電纜和A端子連接。

電能是通過接觸網(wǎng)-受電弓-隔離開關(guān)-主斷路器-電流互感器-高壓電纜-A端子-變壓器-主變流柜-牽引電機（如圖1）。電能進入牽引電機后，轉(zhuǎn)化成動能，驅(qū)動機車運行。

A端子作為將電能引入機車的干路上的重要構(gòu)成部分，其可靠性影響到機車的正常運行。

二、A端子故障現(xiàn)象

和諧1型機車上線運行來，多次發(fā)生變壓器A端子放電炸裂的故障。

截止到2011年8月份，由于變壓器A端子故障，導(dǎo)致更換變壓器的HXD1C型機車共計27臺。通過故障信息統(tǒng)計和現(xiàn)場情況分析，A端子故障發(fā)生時間主要集中在2011年，故障率較高的批次為2010-7XX。A端子故障主要表現(xiàn)為整體炸裂并漏油，安裝法蘭緊固螺栓附近開裂，樹脂材料碳化，中心導(dǎo)電桿熔毀后有凹陷狀，表面有磨砂狀顆粒。

三、A端子結(jié)構(gòu)及其安裝要求

A端子中間為黃銅導(dǎo)電桿，主絕緣體是環(huán)氧樹脂澆注的實心絕緣護套，導(dǎo)電桿中心有一圈金屬屏蔽網(wǎng)，又叫屏蔽電極，起到改善內(nèi)部電場分布的作用，參見圖2。金屬屏蔽網(wǎng)有2個外部接地引出點，外部通過黃綠接地線與變壓器外殼接地。

A端子六點整體法蘭安裝，參見圖3。

根據(jù)螺母的類型、法蘭材質(zhì)選擇的緊固力矩，而且要求六點對角安裝，全部預(yù)緊后再定扭緊固。法蘭安裝與水平面的夾角>30°度時需重新考慮A端子材料強度和力矩。

高壓電纜總成的T型頭與變壓器A端子的安裝過程如圖4所示。

四、故障分析

（一）電氣原因

A端子的屏蔽電極制造工藝上圓滑過渡處理不當(dāng)，或者存在毛刺，會造成導(dǎo)電桿對屏蔽電極放電，導(dǎo)致A端子炸裂。

A端子為環(huán)氧樹脂材料，分戶內(nèi)、戶外樹脂兩類，其溫高脆性高，溫低韌性高。在真空澆注A端子時，若金屬導(dǎo)電桿與環(huán)氧樹脂的熱膨脹系數(shù)相差很大，會形成氣隙，同時環(huán)氧樹脂材料本身若不均勻，會存在氣泡或瑕疵。環(huán)氧樹脂材料的介質(zhì)損耗角的正切值（tgσ），該值直接影響環(huán)氧樹脂材料的發(fā)熱和損耗，若該值發(fā)生改變，會使材料正常溫度超過產(chǎn)品的耐受溫度。這都會造成A端子局部放電使絕緣破壞，導(dǎo)電桿過流升溫，導(dǎo)致絕緣材料炸裂或接地線炸開。

A端子應(yīng)用在溫度變化大、振動沖擊強烈的機車使用環(huán)境，機車在運行過程中頻繁過分相、開合主斷，這些會造成電動力和電沖擊。若A端子存在局部細小裂紋，電沖擊累計會造成對金屬放電，最終使A端子炸裂。

A端子在30℃時，工作電壓為36kV，額定載流量是630A。正常工作溫度升高時，端子本身的額定載流量會低于630A。此時，如果產(chǎn)生了過流，會造成A端子炸裂。

（二）機械原因

A端子六點整體法蘭安裝，根據(jù)螺母的類型、法蘭材質(zhì)選擇適合的緊固力矩，六點對角安裝，全部預(yù)緊后再定扭緊固。若安裝工藝不當(dāng)或緊固力矩選擇不合適，在加上在機車運行過程中對T型頭的機械載荷，會導(dǎo)致A端子強度出現(xiàn)損傷，造成A端子炸裂。

A端子和T型頭在螺栓緊固時存在機械配合不當(dāng)。從A端子螺紋損傷情況可以看出，高壓電纜接頭緊固螺栓與A端子連接時存在安裝不當(dāng)或匹配的問題，從而使高壓電纜接頭與A端子安裝面不能很好的壓緊，造成A端子放電和T型頭燒損。

在裝配T型頭時，A端子會產(chǎn)生機械應(yīng)力集中點。A端子的環(huán)氧樹脂為脆性材料，在機車運行過程中，T型頭會使A端子內(nèi)應(yīng)力集中加劇，造成環(huán)氧樹脂產(chǎn)生局部裂紋，A端子的應(yīng)力場和電場因此改變，會使裂紋處產(chǎn)生局部放電，放電電流逐漸加大，最后沿A端子表面爬電，隨著裂紋不斷的擴大，最終使A端子對地擊穿，導(dǎo)致A端子炸裂。