CN104228852A - 一种机车用辅助变压器双循环通风柜 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种机车用辅助变压器双循环通风柜，包括柜体，柜顶风机和变压器；还包括隔板结构，旋风除尘器，除尘盒、排尘风道和辅助变压器散热风机；所述隔板结构包括斜板、水平板和垂直板；所述斜板一端与柜体内部连接，一端与所述水平板一端连接；所述斜板和水平板形成的角度为130～160度；所述水平板另一端和除尘盒连接；所述垂直板一端与所述斜板连接，另一端紧贴所述变压器；所述旋风除尘器和辅助变压器散热风机设于所述柜体内侧；所述旋风除尘器和除尘盒均和排尘风道连通。本发明使辅助变压器的工作环境得到了极大的改善，彻底解决了由于进水、进尘引起的辅助变压器接地故障。

Description

一种机车用辅助变压器双循环通风柜

技术领域

本发明涉及电力机车机械间散热领域，特别涉及一种机车用辅助变压器双循环通风柜。

背景技术

目前，国内外电力机车辅助变压器柜通风方式有两种： 1、辅助变压器柜仅给辅助变压器通风散热，不具备机械间通风散热功能。2、辅助变压器柜既给辅助变压器通风散热，又具有机械间通风散热功能。

两种形式的辅助变压器柜均只有一条通风支路，配置一个散热风机。适用于机械间通风散热的辅助变压器柜，车外空气由散热风机从机车外吸入,经侧墙百叶窗的粗过滤，给辅助变压器通风散热，经旋风除尘器过滤后的空气进入机车机械间，给机械间内其他屏柜散热后排到车外；这种辅助变压器柜还具有维持机械间正压的功能。.

从车外进风的电力机车辅助变压器柜，车外空气经过粗过滤后仍有部分雨水和灰尘进入柜内，辅助变压器长期在雨水、灰尘的环境中工作，加快了绝缘老化，绝缘性能下降，导致辅助变压器接地故障。在某些雨量大的南方地区曾出现批量辅助变压器接地故障。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种机车用辅助变压器双循环通风柜，改善辅助变压器工作环境，解决由于进水和进灰导致的接地故障。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机车用辅助变压器双循环通风柜，包括柜体，柜顶风机和变压器；还包括和所述柜体内壁连接，将所述柜体隔为上腔体和下腔体的隔板结构，旋风除尘器，除尘盒、排尘风道和辅助变压器散热风机；所述隔板结构包括斜板、水平板和垂直板；所述斜板一端与柜体内部连接，一端与所述水平板一端连接；所述斜板和水平板形成的角度为130～160度；所述水平板另一端和除尘盒连接；所述垂直板一端与所述斜板连接，另一端紧贴所述变压器；所述旋风除尘器和辅助变压器散热风机设于所述柜体内侧；所述旋风除尘器和除尘盒均和排尘风道连通。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述隔板结构的安装位置，在保证所述下腔体内变压器安装空间足够的前提下，尽可能往下安装，扩大所述上腔体的空间。

所述隔板结构与所述柜体内壁连接处设有密封结构。

所述风机出风口由柜体中部改进到柜体后部，增加了15CM的流场组织距离。

所述变压器和所述柜体的空隙处设有围板，起到隔风作用，使风尽可能从变压器线圈间隙中吹过,以提高散热效果。

本发明的设计思路：考虑到目前机车上的过滤装置不能完全杜绝雨水、灰尘从机车外进入辅助变压器柜内，为改善辅助变压器的工作环境，避免雨水、灰尘对辅助变压器的影响，辅助变压器的通风散热直接从机车内进风。同时，由于机车设备布置要求，辅助变压器柜必须同时满足辅助变压器通风散热要求和机械间通风散热要求。

从改进辅助变压器的工作环境着手,对机车辅助变压器柜采用双循环通风方式: 在一个柜体内，设计辅助变压器通风散热和机械间通风散热两条通风支路。机械间通风散热从机车外进风，辅助变压器通风散热从机车内进风。两条通风散热支路相对独立，如附图1所示：

机械间通风支路：柜顶风机从机车外吸风，经侧墙百叶窗、旋风除尘器过滤后的大部分洁净空气进入机械间，给机械间内的其他设备散热及维持机械间正压，然后排到机车外。少量混合着雨水、灰尘的空气从柜体下部直接排出车外。

辅助变压器通风散热支路：辅助变压器散热风机从机车内吸风，给辅助变压器散热后排到机车内。由于从机车内进风，辅助变压器的工作环境得到了极大的改善，彻底解决了由于进水、进尘引起的辅助变压器接地故障。

本发明的设计要点：双循环独立通风系统的实现主要通过柜体内的中间隔板，但如果仅仅是单纯地增加一个简单隔板结构，会对机车内部风量、压力等参数以及空气质量产生不良影响，显然是不行的；因此，本发明主要从以下几个方面进行了设计，保证安装中间隔板后，机车内部的参数仍能达到标准要求。

1、旋风除尘器的过滤效率。中间隔板的位置和结构直接影响柜内上部的空气流场。为保证旋风除尘器的过滤效果，避免雨水、灰尘进入机车机械间，中间隔板的位置布置应合理组织空气流场，使得进入旋风除尘器的空气流场均匀，因此，进行了如下合理设计。

1)增加风机出风口到旋风除尘器的距离，风机出风口位置由柜体中部改进到柜体的后部，增加了15CM的流场组织距离，同时风机出风口的面积增加到0.17m²。

2）在保证设备布置的情况下，隔板的布置成一定的倾斜角度（145±15°时，滤水滤尘过滤效果比较好。），形成一个前小后大，类似渐扩式的风道，尽量消除流场中的涡流，有利于流场均匀性组织。

3）废气中的灰尘和雨水可沿斜板而下，流入开有小孔的除尘盒，最后通过排尘风道排出车外。 

2、中间隔板的结构必须能保证有效的密封防水。确保柜体上部的雨水不能进入到柜体下部。中间隔板的密封条采用弹性系数适中的密封条进行密封，同时在中间隔板安装后再进行打胶处理。

3、设备的合理布置。由于柜体空间尺寸有限，为防止柜内设备布置及辅助变压器的接线困难，在柜内下部预留了合适的安装空间。

辅助变压器柜在安装好后,对辅助变压器柜两个通风支路进行了多次试验，最终方案有以下结论：  

1、辅助变压器柜在组装好后进行淋雨试验，辅助变压器的工作环境几乎无水、无尘；

2、辅助变压器的最大温升ΔΤ=71K＜115K，辅助变压器通风散热支路满足相关设计和标准的要求。

3、辅助变压器柜装车后，无雨水进入机械间；在开启压缩机的情况下，机械间正压ΔP=58Pa，在关闭压缩机的情况下，机械间正压ΔP=101Pa，机械间通风支路满足相关设计要求（机械间正压在50Pa~150 Pa之间）。

本发明具有如下优点：

1、机车辅助变压器柜设计了一种双循环通风方式：机械间通风散热和辅助变压器通风散热两条通风支路集成在一个柜体内，两种通风支路相对独立。

2、辅助变压器工作环境得到了极大的改善，彻底解决了由于进水、进尘引起的辅助变压器接地故障。

3、辅助变压器柜结构紧凑，既满足辅助变压器通风散热要求；又满足机械间通风散热要求。

4.在增加了柜体中间隔板的情况下，机车内部各类运行参数仍满足机车正常运行的标准要求。

下面结合附图详细说明本发明,其作为本说明书的一部分,通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明通风状态示意图；

图2为本发明内部结构示意图（辅助变压器散热风机未画出）。

图1-2中附图标记的对应关系为：

1-旋风除尘器，     2-柜顶风机，     3-侧墙百叶窗，

4-风机出风口，     5-变压器，   6-辅助变压器散热风机，

7-风机电机，8-斜版；9-水平板；10-除尘盒；11-排尘风道；12-垂直板；13-围板；14-车外侧墙进风；15-机械间进风；16-辅助变压器散热进风；17-辅助变压器散热出风；18-车外排风（同时排出水、尘）。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1-2所示，本实施例的机车用辅助变压器双循环通风柜，包括柜体，柜顶风机2和变压器5；还包括和所述柜体内壁连接，将所述柜体隔为上腔体和下腔体的隔板结构，旋风除尘器1，除尘盒10、排尘风道11和辅助变压器散热风机6；隔板结构包括斜板8、水平板9和垂直板12；斜板8一端与柜体内部连接，一端与水平板9一端连接；斜板8和水平板9形成的角度为150度；水平板9另一端和除尘盒10连接；垂直板12一端与斜板8连接，另一端紧贴变压器5；旋风除尘器1和辅助变压器散热风机6设于柜体内侧；旋风除尘器1和除尘盒10均和排尘风道11连通。风机出风口4由柜体中部改进到柜体后部。变压器5和柜体的空隙处设有围板13。

如上表所示，经试验，在风量为0.8 M³/S的情况下，原通风结构的变压器5的温升为117.8k，高于设计标准115k无法使用；而在加装导风隔板（即垂直板12）和围板13的情况下，变压器5的温升为71k小于115k，满足安全运行要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机车用辅助变压器双循环通风柜，包括柜体，柜顶风机（2）和变压器（5）；其特征在于：还包括和所述柜体内壁连接，将所述柜体隔为上腔体和下腔体的隔板结构，旋风除尘器（1），除尘盒（10）、排尘风道（11）和辅助变压器散热风机（6）；所述隔板结构包括斜板（8）、水平板（9）和垂直板(12)；所述斜板(8)一端与柜体内部连接，一端与所述水平板(9)一端连接；所述斜板（8）和水平板（9）形成的角度为130~160度；所述水平板（9）另一端和开有小孔的除尘盒(10)连接；所述垂直板(12)一端与所述斜板(8)连接，另一端紧贴所述变压器(5)；所述旋风除尘器（1）和辅助变压器散热风机（6）设于所述柜体内侧；所述旋风除尘器（1）和除尘盒（10）均和排尘风道(11)连通。

2.根据权利要求1所述的机车用辅助变压器双循环通风柜，其特征在于：所述隔板结构的安装位置，在保证所述下腔体内变压器（5）安装空间足够的前提下，尽可能往下安装，扩大所述上腔体的空间。

3.根据权利要求1所述的机车用辅助变压器双循环通风柜，其特征在于：所述隔板结构与所述柜体内壁连接处设有密封结构。

4.根据权利要求1所述的机车用辅助变压器双循环通风柜，其特征在于：所述风机出风口(4)由柜体中部改进到柜体后部。

5.根据权利要求1所述的机车用辅助变压器双循环通风柜，其特征在于：所述变压器(5)和所述柜体的空隙处设有围板(13)。