電力機車主電路分析與檢查（十八）

1、（二）平波電抗器平波電抗器是串接在牽引電動機回路中的電感裝置，可用來減小 整流電流的脈動，以改善牽引電動機的換回和限制過高的溫升。1.平波電抗器的結(jié)構(gòu)txp系列平波電抗器為國產(chǎn)ss系列電力機車配套的平波電抗器。ss4改型電力機車上采用txp7型平波電抗器，ss8型電力機車上采 用txp8型平波電抗器。ss4改型及ss8型電力機車的每節(jié)車內(nèi)裝有 一臺平波電抗器，它的4組電抗繞組分別串入4臺牽引電動機電路中。主受疾苗賽圖267 txp7型平波電抗器1 鐵心組;2引線;3-繞組;4油道隔板組;5壓釘螺栓;6-擋油圈;7墊腳絕緣。txp7型平波電抗器市鐵心組裝、繞組、引線、油道隔板組等4部分組成，如圖

2、2-67所示。txp7型平波電抗器為帶氣隙的鐵心式平波電抗器，有氣隙是為了 有效地改善牽引電機的換向，要求脈動系數(shù)在很寬的負載范圍內(nèi)基本 保持不變，因此平波電抗器的電感電流特性曲線在其工作范圍內(nèi)近似 一條雙曲線。根據(jù)具有氣隙磁路的特點，只要合理選擇氣隙長度是能 滿足這一要求的。所以，機車上的平波電抗器不僅工作在脈流工況， 而il耍求電感值隨負載變化而變化。因此在動力牽引的iec標準上， 稱平波電抗器的電感為脈流電感，也可稱為擺動電感。鐵心組裝鐵心構(gòu)成平波電抗器的磁路，鐵心組裝情況如圖2-68所示。除圖中所示零部件外，還有夾件絕緣、壓梁絕緣、夾板絕緣、壓 釘螺栓、接地片等。鐵心采用0. 5mm厚

3、的電工鋼片疊成，電工鋼片牌號為dw470-50o 這種電工鋼片為晶粒無取向冷軋電工鋼片，表面有涂層，但不很牢固。 在沖剪、運輸過程中要小心，不要碰破涂層。該種電工鋼片表血波浪 小，疊片系數(shù)可達0. 96o3iiii圖2-68平波電抗器鐵心組裝1-鐵心；2-散熱器側(cè)上夾件；3-變壓器側(cè)上夾件；4-散熱器側(cè)下夾件；5-變壓器側(cè)下夾件；6上壓梁；7下壓梁；8-拉螺桿；9-氣隙墊塊；10-穿心螺桿。值得注意的是，平波電抗器一般不能采用晶粒取向冷軋電工鋼 片。在額定工況下，平波電抗器鐵心在交、直流同時勵磁時，磁通密 度已達飽和（因為受尺寸和重量限制，磁通密度取得很高），若采用 晶粒取向冷軋電工鋼片，會造

4、成電感量過低，使脈流系數(shù)超過30%。 而無取向冷軋電工鋼片雖然起始飽和磁通密度并不高，但高飽和時， 它的磁化曲線仍具有較人的斜率，因而在高飽和工況下尚有較人的脈 流電感。平波電抗器鐵心柱截面近似圓形。鐵心柱的中間部分做成分段 的，每柱有若干段鐵心餅。鐵軌截面為矩形，鐵軌截面大于心柱截面，這是對矩形鐵軌截面 的一般要求。在鐵軌和鐵心餅之間以及鐵心餅與鐵心餅之間，均安置 有氣隙墊塊，氣隙墊塊的材料為環(huán)氧玻璃布板。鐵心中的磁通在通過氣隙時，一部分垂直穿過，另一部分則由氣 隙外面繞行而過，后者稱繞行磁通，如圖2-69所示。氣隙越大，繞 行磁通越多，繞行磁通垂直穿過電工鋼片邊緣時，會產(chǎn)生較大的渦流 損耗

5、和噪?yún)?。氣隙分段后，每段氣隙相對減小，繞行磁通相應減少， 產(chǎn)生的渦流損耗及噪音就顯著減少。繞行磁通o圖269通過氣隙的磁通氣隙分段布置對平波電抗器電感特性有影響，因此，必須使心柱 氣隙排放在繞組高度以內(nèi)，至少低于繞組兩個端面10mmo這樣可以 減少散磁通，使電感計算較為準確。在結(jié)構(gòu)設計、施工生產(chǎn)、故障檢修時，要注意防止平波電抗器的 鐵心短路。磁短路會使平波電抗器氣隙失去作用，從而使平波電抗器 不能運行。在垂直方向，上、下鐵軌與分段鐵心之間由兩心柱處4根 m22的不銹鋼拉螺桿拉緊。在txp7型平波電抗器上，在鐵心窗口中 間增設了兩根m30的不銹鋼拉螺桿。所選不銹鋼均為非導磁不銹鋼， 這樣可避免由

6、于拉螺桿所造成的磁短路問題。上、下鐵輒采用穿心螺桿拉緊夾件夾緊；鐵心餅采用穿心螺桿拉 緊夾板絕緣夾緊。夾件與電工鋼片、穿心螺桿與電工鋼片、穿心螺桿 之間都有絕緣措施，以避免鐵心的短路故障。拉螺桿和穿心螺桿安裝在鐵心上時，應使它們彼此z間不構(gòu)成巨 回路。例如拉螺桿，可在拉螺桿一端用絕緣套管隔斷電回路；再如， 穿心螺桿所拉緊的夾板絕緣木身就起到了隔斷電回路的作用。匝回路 會使螺桿發(fā)熱、損耗增大、絕緣老化燒損，最終導致鐵心短路。要認真對待平波電抗器鐵心接地問題，接地片的設置也要注意方 法，否則亦會造成鐵心的短路故障。為了防電感，以使牽引電動機電 流的脈動系數(shù)都在允許的范圍之內(nèi)。當故障運行時，例如切除

7、一個轉(zhuǎn) 向架上的兩臺電機，初始電感降低，但牽引電動機在額定電流運行吋, rti于磁勢減少一半，使磁路不飽和，從而使額定電流下的電感變化不 大。繞組采用連續(xù)式，兩鐵心柱上的繞組繞制方向相反。繞組繞制在附有8根撐條的絕緣筒上。撐條用電工絕緣紙板加工 制成，用以構(gòu)成油道，加強繞組的散熱。絕緣筒用酚醛紙筒制成。同一鐵心柱上的4組繞組彼此間有10mm的油道。繞組要經(jīng)過浸漆處理，一般浸1032醇酸樹脂漆。繞組浸漆可以 增加機械強度，但是降低了耐電強度和散熱能力。由于平波電抗器額 定電流較人，而電壓等級并不太高，因此通過浸漆可進一步獲取抗短 路能力和過載能力。引線在平波電抗器繞組外部，連接繞組各引出端和油箱

8、上出線端子的 導線稱為引線。引線將電感線圈串接在電機冋路。對引線有3個要求：電氣性能、機械強度和溫升。引線在盡量減 小器身尺寸的前提下，應保證足夠的電氣強度；為承受運行的顛簸、 長期運行的振動和短路電動力的沖擊，應具有足夠的機械強度；對長 期運行的溫升，短路時的溫升和大電流引線的局部溫升，不應超過規(guī) 定的限值。引線的常見形式有棵圓線、紙包圓線、裸母線排、電纜和銅管等。 txp7型平波電抗器的引線采用裸母線排，由繞組兩側(cè)岀線的方式。繞組出線通過釬焊焊在銅排上，銅排將繞組出線引到油箱的出線 裝置處，銅排與出線裝置之間再通過軟編織線（或接線片）連接。將兩鐵心柱上同位置的繞組并聯(lián)成為一組電感線圈的紙包

9、導線 稱之為聯(lián)接線，如圖8-22所示。txp7型平波電抗器的銅排和油箱出線裝置z間的連接采用軟編 織線結(jié)構(gòu)。油道隔板組如果平波電抗器僅用強迫油循環(huán)風冷（ofaf）,那么循環(huán)的油基 本上在器身與箱壁之間通過，僅有很小的一部分通過繞組內(nèi)部，其原 因為油箱壁與器身z間的油流阻力比繞組內(nèi)部的油流阻力小得多。由 于繞組內(nèi)部的循環(huán)油以自然對流為主，因此鄰近上部繞組的油溫明顯 地比油箱中的上層油溫高出io°c以上。止在試驗或運行中由于靜電感應作用使 鐵心及各金屬零部件間產(chǎn)生懸浮電位而導致局部放電，平波電抗器的鐵心必須確保一點可靠 接地，接地片的設置就是為了確保鐵心一點接地的。鐵心墊腳上的定位孔和油

10、箱底的定位釘之間不可避免地存在間隙，平波電抗器在機車 運行時也就不可避免地產(chǎn)生相對位移。同時，平波電抗器采用帶氣隙的分段鐵心結(jié)構(gòu)，較高 的平波電抗器其穩(wěn)定性也就相對較低，“搖身”現(xiàn)象必須予以重視。為了防止平波電抗器的 “移動”和“搖動”，要求對平波電抗器的上下都進行固定。平波電抗器的上部通過上夾件 與汕箱的3個壁進行固定，卜部通過下夾件的兩端與汕箱的兩個壁進行固定。為了便于操作, 在汕箱的下部開有手孔。txp7型平波電抗器為降低鐵心裝配后的總高度，上、下鐵軌開了原鐵心的上。下兩表 面均開有油槽，心往鐵餅的高度為60mm。繞組平波電抗器的每個鐵心柱上套有一個繞組。每個繞組由4組構(gòu)成，兩鐵心柱上相

11、同位 置的各組線圈通過聯(lián)線彼此井聯(lián)，構(gòu)成4組電感線圈。每組電感線圈和一臺牽引電動機串聯(lián)。 四組電感線圈從上到下按c4y4、c2y2、c3y3、c1y1排列（即按4、2、3、1排列）, 對應機車主電路中的4m、2m、3m、號電機。4組電感線圈共鐵心（磁路）布置的設計方式比起4組電感線圈設計成獨立的4個電 抗器而言，可以節(jié)省空間尺寸和重量。但小電流時，4組電感線圈的電感值略有差異，上、 下兩個電感線圈的電感值稍人，小間兩個電感線圈的電感值則稍小。設計時，適當加人繞組 c3y3c4y4y2c2yc圖270平波電抗器引線聯(lián)接圖采用強迫導向油循環(huán)風冷方式是改善平波電抗器內(nèi)部冷卻，提高 容量負荷能力的一種有效措施。這種冷卻方式的優(yōu)點是采用結(jié)構(gòu)方面 的措施，使從冷卻裝置來的油