楊曉鋒 逯凌娜

（固安北信鐵路信號(hào)有限公司，河北固安 655000）

隨著鐵路電氣化的大面積應(yīng)用，扼流變壓器也得到了大范圍使用。扼流變壓器作為電氣化與信號(hào)的接口關(guān)鍵設(shè)備，其自身的品質(zhì)、參數(shù)的優(yōu)良程度將對(duì)軌道電路的應(yīng)用產(chǎn)生直接影響。而直接反應(yīng)扼流變壓器優(yōu)劣性的，就是扼流變壓器的扼流線圈結(jié)構(gòu)可靠性。

1 問(wèn)題提出

現(xiàn)有的扼流變壓器扼流線圈是使用雙玻璃絲包扁銅線作導(dǎo)線，在制作時(shí)，將扁銅線的扁平面（即寬面）緊貼在相應(yīng)的胎具上進(jìn)行纏繞，然后對(duì)扼流線圈進(jìn)行整形，以達(dá)到設(shè)計(jì)需要的安裝尺寸。這種生產(chǎn)工藝行內(nèi)稱為“平繞”。其外形如圖1所示。

這種加工方式簡(jiǎn)單可行，方便生產(chǎn)。但是，隨著目前動(dòng)車組、重載車的廣泛使用，使得機(jī)車牽引電流大幅度提升，扼流變壓器的回流電流大小也同樣大幅度提高。當(dāng)扼流線圈上需要通過(guò)數(shù)百安培的牽引電流時(shí)，為保證扼流線圈電流密度要求，減小線圈溫升，就必須增大導(dǎo)線的橫截面積。由于導(dǎo)線變粗，給生產(chǎn)加工增大了難度。纏繞扼流線圈時(shí)需使用較大的彎曲力，在內(nèi)層線圈與外層線圈間或匝間位置不可避免地發(fā)生摩擦，導(dǎo)致扁銅線外部的絕緣層受到損壞，進(jìn)而造成線圈匝間短路。

另外，由于扼流線圈為雙層結(jié)構(gòu)，不利于大電流情況下導(dǎo)線熱量的擴(kuò)散。由于扼流變壓器是長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)的設(shè)備，較高的溫度會(huì)加快扼流線圈外部絕緣的雙玻璃絲材料的使用壽命，進(jìn)而發(fā)生絕緣層老化，降低線間絕緣度，造成線圈層間短路。

上述扼流線圈“層間”、“匝間”短路在扼流變壓器生產(chǎn)廠家的出廠常規(guī)測(cè)試中很有可能檢測(cè)不出來(lái)，而在現(xiàn)場(chǎng)使用中會(huì)慢慢反映。

經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，扼流變壓器在使用過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題的原因主要是由于扼流線圈的絕緣破損導(dǎo)致。而問(wèn)題的直接影響就是發(fā)生紅軌，影響行車安全。

扼流變壓器扼流線圈的絕緣問(wèn)題已經(jīng)成為不可忽視的安全隱患問(wèn)題，引起各使用單位的重視，迫切需要改進(jìn)。

2 解決方案

針對(duì)目前扼流變壓器容易發(fā)生的安全隱患問(wèn)題，提出了新的技術(shù)方案來(lái)加以解決，這就是“立繞式鐵路信號(hào)用扼流線圈”實(shí)用新型專利技術(shù)。

該方案將扼流線圈設(shè)計(jì)為單層線圈結(jié)構(gòu)，從根本上解決扼流線圈層間絕緣破損問(wèn)題。同時(shí)，在每匝線圈之間加入絕緣性能優(yōu)良的環(huán)氧玻璃布板，可以徹底解決因線圈絕緣皮破損造成的匝間短路問(wèn)題。

使用裸扁銅線作為導(dǎo)線進(jìn)行扼流線圈加工。用扁銅線的窄面為支撐面，將扁銅線繞制在相應(yīng)大小的胎具上，形成一個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)的牽引線圈。繞制完成后，需對(duì)線圈進(jìn)行整形，以達(dá)到要求的外形尺寸。每匝銅線間放置圓弧形的環(huán)氧玻璃布板作為層間絕緣，線圈外部用絕緣帶緊密纏繞，使線圈、層間絕緣形成一個(gè)整體，通過(guò)真空壓力浸漆，達(dá)到絕緣要求。其外形如圖2所示。

綜上所述，采用這種實(shí)用新型專利技術(shù)進(jìn)行加工的扼流線圈除了具有“平繞”方式扼流線圈的參數(shù)性能外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）線圈為單層結(jié)構(gòu)，散熱好，從根本上解決扼流線圈層間短路的缺點(diǎn)。

（2）采用裸線作為導(dǎo)線，線圈為彈簧結(jié)構(gòu)，匝間填充了高絕緣、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高的材料，消除線圈匝間短路現(xiàn)象，并能有效提升變壓器的絕緣等級(jí)和使用壽命。

（3）大幅度降低扼流線圈高度，節(jié)省鐵心空間，縮小扼流變壓器體積，有效節(jié)約生產(chǎn)成本。減小變壓器匝長(zhǎng)，降低扼流變壓器發(fā)熱量，從而減小線圈溫升。

以既有使用的BE1-1000/25型扼流變壓器為例，扼流線圈分別采用兩種加工方式情況下的材料消耗對(duì)比如表1所示。

表1 材料消耗對(duì)比

從表1中可以看出，由于采用了實(shí)用新型專利技術(shù)方案，可以使相同型號(hào)的扼流變壓器在導(dǎo)線消耗上減少3％；同樣，線圈的發(fā)熱量將減少3％，鐵心重量減少10％，扼流變壓器體積縮小，重量減輕。

3 總結(jié)

本扼流線圈結(jié)構(gòu)新思路可以徹底解決扼流變壓器的扼流線圈絕緣破損問(wèn)題，采用該專利技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于合武、合寧、武廣等客運(yùn)專線以及各種分路不良區(qū)段，產(chǎn)品運(yùn)行至今沒有發(fā)生任何因扼流線圈絕緣引起的事故投訴，并得到電務(wù)段的好評(píng)。