动车组车顶绝缘子电场分布特性研究
CRH2型动车组车顶用绝缘子的分析
CRH2型动车组车顶用绝缘子的分析上海铁道科技2009年第4期CRH2型动车组车I页用绝缘子的分析汪淑琴上海铁路局上海动车客车段2007年4月,我国铁路进行了第六次大提速,部分区段开行时速200km/h的动车组列车.两年多以来200km速度级动车组奔驰在祖国的大江南北,经受住了酷暑和严寒的考验,标志着我国铁路跨人了高速时代.在此期问需要我们消化和吸收的东西很多,例如高速动车组车顶用绝缘子在2007年的冬季出现了部分闪络和开裂的故障,影响了动车组正常的运营.为此,本分析的目标是:综合动车组开通以来的运行情况,结合国内运行的电力机车车顶用绝缘子的成功经验,进一步分析国内环境下高速动车组车顶绝缘子的适应性,安装设计以及使用维护方法,从而提高车顶绝缘子的可靠性,降低动车组的故障率.1绝缘子运用环境及材料大气质量的下降和接触网绝缘子爬距的大幅度提高f从600mm调到1200mm,导致幅值很高的过电压引向机车/动车组),车顶绝缘子的绝缘水平已经不能适应冬季雾雪天气,特别是铁路大提速以后,原有绝缘子不能满足安全运行的需要.车顶绝缘子的闪络类型主要有污闪,雨闪,冰闪,雷闪和操作闪络.针对此特点,高速动车组在选车顶用绝缘子时首先考虑绝缘子的材料和工艺,就材料而言可分为高压电瓷绝缘子,硅橡胶复合绝缘子和环氧树脂体系复合材料绝缘子三种.国内的电力机车正在用硅橡胶复合绝缘子逐步取代高压电瓷绝缘子, 环氧树脂体系复合材料绝缘子在国内运用还比较少,目前正在试验阶段的300km/h动车受电弓支撑用的绝缘子是进口的环氧树脂材料产品.2各种材料绝缘子的优,缺点2.1瓷绝缘子瓷绝缘子在车顶上已使用多年.瓷是无机材料,耐侯性优异,原材料成本低,因而至今仍在各种领域中用量最大. 但其耐污闪性能很差,在湿污条件下闪络电压极低,极易发生污闪事故.它们在电力机车的实际使用中主要存在以下问题:(1)由于裸露在车顶,常年遭受风吹雨淋,容易污染,使绝缘强度降低,在运行中(尤其是雨,雪,雾天气)容易发生高压爬电污闪击穿故障,造成途停或机破, 给安全运输带来严重损失.(2)为了保证其绝缘强度,需要投入大量的人力,物力去清洁,擦拭,而机车回段的整备作业时间较短,所以很难保证清洁.(3)机车运行中绝缘子由于受重力较大,加上冲击,振动,容易使瓷瓶出现老化,裂纹,有的不易发现,给安全生产带来了隐患.(4)在回库检修时,由于车顶空间狭窄,工作过程中绝缘子容易被工具等物碰破,造成不必要的经济损失.(5)由于重量大,当损坏需要更换时极为不便,对安全生产造成了严重影响.2.2硅橡胶复合绝缘子硅橡胶复合绝缘子具有良好的机电性能和优越的抗污闪能力,产品最高电压等级为150kV.我国将复合绝缘子列为"八五"重点推广项目.从电力机车车顶用硅橡胶复合绝缘子取代瓷绝缘子的实际运用来看,各铁路局收到了明显的经济效果.硅橡胶材料的优劣,将直接影响其憎水性的表现,以及绝缘子的耐污性能, 机械负载强度等,是适应高速,抗老化, 防污闪的关键,也是研究成果的关键.好的硅橡胶伞套,具备优良的耐气侯性,耐漏电起痕性,耐臭氧老化性,阻燃性,憎水性等.硅橡胶的配方尤其是添加剂的选取与配合是保证硅胶质量的关键,同时价格相差十几倍之多,最终导致技术指标差别很大.遇到严重污秽或雨,雪, 雾等不良天气时,劣质硅橡胶绝缘子仍会发生污闪事故.硅橡胶复合绝缘子主要有以下特性:(1)耐污秽性能好(以CRH:动车组受电弓绝缘子为例)硅橡胶伞裙具有很高的耐污性和憎水性,并具有恢复性和迁移性;在相同的爬电距离条件下,复合绝缘子的耐污性是瓷绝缘子的1.3～1.4倍,型式试验按IV级特重污秽地区,人工污秽耐受电压GRH型动车组车顶用绝缘子的分析为40kV;人污秽闪络电压为50kV. (2)机械强度高环氧玻璃纤维制品有着良好的电气,机械性能,用作产品内绝缘支撑,保证了产品的内绝缘和机械性能,与瓷绝缘相比有良好的减振性能,对于运动状态的机车来说,这--A使产品机械性能较瓷绝缘有明显优势.例如CRH动车组受电弓用绝缘子设计运行速度200km/h,并承受最大风速(35m/s)压力, 载荷以及机车加速度的要求.额定抗弯负荷为6kN,型式试验结果分别是:FQJI 和FQJ2型额定弯曲破坏值为9.4kN, FQJ3和FQJ4型额定弯曲破坏值为7.9kN,是额定弯曲负荷的1.3～1.6倍.(3)电绝缘性能优异以CRH动车组受电弓用绝缘子为例,电性能指标按海拔3500m要求进行.在制作过程中,采用国内先进的整体模压全封闭一次成型技术,大大提高了电气的绝缘性能.型式试验技术指标为: 工频湿耐受电压80.2kV未闪络工频于耐受电压30min122.4kV未闪络工频干闪络电压146.1kV(4)抗老化能力强复合外套选用硅橡胶为基材,进行特殊的配方调整,改性后的硅橡胶,提高了耐漏电起痕和电蚀损性能,达到国际[EC标准,而且增强了抗老化能力.按此配方制造的棒形悬式绝缘子f我国第一批上网运行产品1在输电线路上运行了十三年返回试验室进行机电性能试验, 试验数据均符合标准要求.(5)安全,防爆,重量轻复合:芰柱绝缘子的重量是瓷绝缘子的1/3~1/5,FQJ3—25/6型FQJ4—25/6 (400mm)高度单个重量3.7kg;复合绝缘子是非脆性材料,不易破碎,即使遇到不可抗拒冲击,也不致造成爆破,便于运输及安装,从而保证人身和设备的安全. 但是,硅橡胶本身比较柔软,抗撕裂性能差,自身不能作为结构材料用,只能作外壳,其机械性能需要通过与其复合的支撑件来保证,因而在高速情况下伞裙有可能发生舞动搭边,撕裂和折断等现象, 而且作为机械支撑的芯棒存在脆断的风险.2.3环氧树脂体系复合材料绝缘子在德国的ICE3和法国等国家的高速动车上用一种环氧树脂体系复合材了制成的绝缘子.有关资料显示该材料除具有瓷和硅橡胶材质绝缘子的优点外还具有以下特点:(1)具有良好的憎水迁移性和憎水性恢复效应.(2)固化收缩率低,一般小于0.2%,采用适当填料后低于0.2%;线膨胀系数小,制晶尺寸稳定.(3)耐腐蚀性良好,能长期耐受各种酸碱和有机溶剂.(4)能耐大多数霉菌,可长期在苛刻的湿热带环境下使用.(5)良好的耐热性.马丁耐热温度一般为80～130%,选择合适的固化剂,可达250%以上,在长期高温下,机械强度也降低不大.(6)吸水率低,23℃下14h吸水率为0.03～0.o4%,使用偶联剂处理填料,可以进一步增强潮湿环境条件下的绝缘稳定性.(7)在温度变化时产生的内应力小,大大改善了与金属嵌件热膨胀系数不匹配引起的热循环开裂,能耐温度急剧变化引起的冲击.时速300kndh动车组目前装车的是西门子MWW公司提供的环氧树脂复合绝缘子,对于此种材料运用于高速动车组正在国内进行实际的运用考验.3环境对绝缘子的影响及运用处理方法200km/h动车组开行以来,出现了约多起绝缘子开裂,绝缘子/电压互感器闪络的故障.故障多出现在冬季,特别北方大雾的天气中一天发生多起.此现象进一步说明了环境对动车组的影响的重要性,同时也给我们研究开发高速动车组提出了更高的要求.绝缘子故障的家族中污闪和雾闪二者常常是携手同行的.由于动车组所经地区的地形,地理,气候及污染源种类多,车顶绝缘子受污染的情况十分复杂.目前我国铁道运输内燃和电力牵引并存.内燃机车排出的废气废烟不仅直接污染接触I救]的绝缘子,而且因其粘性大, 使其它污秽更容易在绝缘子表面凝积.另外,动车组车顶与接触线的空间距离十分有限,车顶绝缘子爬距较小,因此,动车组车顶绝缘污闪问题相当严重.动车组是非线性的冲击负荷,起动,停止,过分相以及受电弓与接触线的接触跳动,都可能导致电磁暂态过程产生过电压,从而对污闪放电起"点火"诱发作用.绝缘子污闪形成的三个要素是污秽,湿润和高电压.动车组开行初期由于对车顶高压设备选用缺乏经验加之维护保养认知不足,今冬的大雾天气恰好满足了上述的三个要素,因而造成了部分绝缘子/电压互感器故障.污闪形成分为积污,吸潮,烘干和出现局部小电弧,电弧发展和闪络等阶段. 为提高污闪电压,需要对其形成因素采取有效措施,或者阻止,中断污闪放电过程中的任意一个阶段.目前在高速动车组的设计中主要是考虑调整,增大泄露比距和尝试采用新材料的耐污绝缘子.现车的使用维护中主要是针对不材料的绝缘子采取不同的维护方法.例如硅橡胶复合绝缘子采用温水轻轻擦拭(或湿毛巾),擦掉表面浮灰即可,不可用力或尖利物体(如铁丝球)刮刺,造成擦拭过渡,破坏伞裙表面的憎水性等造成人为的损坏.加之动车运用所的日常清洁维护保养来保证动车组正常运行.4结束语铁路轮轨速度的不断提高,车顶绝缘子的材料也在不断的开发更新,低速时代的电力机车以瓷为主,随着坏境的变化和车速的提高硅橡胶复合绝缘子正在逐步取代瓷绝缘子.高速动车组初期硅橡胶复合绝缘子占了主导地位,运用性能良好,但是它的局限性不可忽视,300km/h乃至(下转第34页)关于强化车务段安全管理的思考嘤的管理手段,管理方式一是进一步明确务站段各科室职责权限,切实发挥,务部¨专业管理的j三导作用.要进一步明确站段科室制定,执行,落实各项规章制度,对安全牛产直接负责的主体地位,坚决消除站段机关化的倾向.三要加强控型班组建设.要充分利用班组建没"二年上程"的有利时机,配强选好一批专业技术强,威卑高,能抓会管的班组长,住责,权,利上明晰,在考核机制k灵活,确保现场作业受控,安全基础达标.(2)专业技术管理要进一步强化.一是把充实专,管理队伍同提高专业管理队伍水平相结合,快速提升站段专业管水半.对量薄弱的科室,可从车间,/J,站抽人以挂职锻炼的形式加强交流. 二是把补强同适应长远相结合,形成新制下规章技术管理的有效运作机制.一而,迅速结合新设备投入使用和新线路投入运营带来的新情况,新问题,加快适配性规章的制定和完善.另一方面, 结合伞局大面积铁路建设的发展趋势, 加强对木来外部环境,设备设施变化及特点的预判,未雨绸缪,力争规章制度同新设备同步投入使用._一要加强专业管理评估检查和安全问题的专业分析.站段科窜要狠抓】:作落实,及时深入一线抓现场安全卡控,加大现场作业控制力度,充分发挥科室包保检查的作用.科室还要加强与路局业务处室的协调沟通, 做刮信息畅通,为站段决策提供强有力的技术保障.(3)适当提高站段自主管理的权限.一是做好结合部管理工作.要切实突出铁路运输组织过程中车务站段的主体地位,各单位都要把工作的目标放在确保运输安全和提高运输效率上,坚决消除运输组织过程中推诿,扯皮的现象.在战略装卸点建设,路企直通运输的推进过程中,通过规范专用线安全管理制度,改进专用线技术设备,强化专用线人员培训来加强对专用线,专用铁道的管理.二是路局要加强对基层站段的财力,物力的支持,加强全面预算管理,帮助站段着重在预算的编制和执行两个关键环节上下功夫,抓好预算编制关,对生产过程中的需要进行提前预想,做好安排,真正发挥预算管理在经营管理中的作用.要挖掘生产过程中的节支潜力,在运输成本受控的条件下,统筹兼顾各个需求,按照实际的财力真正把有限的资金应用在急需解决的问题上.三是加强对领导班子的培训.通过党校,技校等专业机构的培训,来加强车务站段班子的领导能力,教育班子成员自觉运用科学发展观来指导生产,促进发展.(4)着重建设非正常情况下的应急处置能力.一是通过检查监督,强化基层对非正常情况下应急处置预案演练的落实,确保预案及时修订,完善.通过协调相关职能部门,为基层提供与现场使用设备适配的模拟演练设备,这样发生非正常时,基层才能做到忙而不乱,镇定从容.二是强化现场职工非正常情况下的"安全第一"责任.基层小站要把非正常情况下的应急处置能力,作为评价行车关键岗位,人员能力的重要依据.在职工业务考试中要增大非正常应急处理知识所占的比例,形成"非正常业务不熟悉, 业务考试就过不去"的态势,增强职工的自主学习意识.三是全力做好非正常情况下的后勤保障.发生非正常时,车务站段各部门要树立一盘棋思想,在物资,人员等方面都要无条件的给予配合,杜绝谈条件,讲价格.另外,站段要统筹考虑现场实际,给予管理跨度较大的站,车间一定的配车政策倾斜,使道路交通对应急处置能力的制约减到最低.(5)提升职工队伍素质.海恩法则指出,人是一切生产活动中最核心,最关键,最活跃的要素.搞好安全生产,归根到底要靠广大职工的责任心,同时还要依靠广大职工的积极性,主动性和创造性.建设一支高素质,高技能的人员队伍,是适新应变的内在需求,也是安全生产的基础保障.一是加强培训,大力培养一批一专多能人才,加大人员适用范围,做到人尽其用,利用有限的人力去解决现场的公休,事务性工作安排问题,尽力缩小备班人员数量与生产实际需要之间的差距.积极利用新技术新装备,优化作业流程和分工,对部分岗点设置进行调整.二是严把来源关,加强人员来源的审查,为站段提供一个良好的人员基础.在全局范围内加强调剂,促进人员合理流动,使劳动力富裕地区人员流向劳动力紧缺地区,配套作好相关服务,解决用人单位后顾之忧.责任编辑:万宝安来稿日期:2009—08—3】(上接第44页)更高速度级的动车组,车顺用绝缘子的发展方向应该是性能更女『的环氧树脂体系复合材料绝缘子或新开发的适应高速硅橡胶绝缘子,特别是高速动车组的开行和2008年初南办大雪造成的覆冰对绝缘子的影响,把对绝缘子深入的研究提到了日程上.参考文献[11大气环境与外绝缘[M].重庆:重庆大学出版社,1996.孙才新[2]硅橡胶绝缘子在电力机车的应用[J],铁道机车车辆,1993.李秋英[3]绝缘子污秽放电[M].北京:水利电力出版社, 1994.张仁豫[4]电力机车受电弓,导电杆用支持绝缘子技术鉴定资料[z],株洲电力机车厂,1992.责任编辑:万宝安来稿日期:2009—08—17。
CRH3型高速动车组电气设备安装
CRH3型高速动车组电气设备安装摘要：在如今的中国，高铁动车组可以说是中国的一张名片，以高速、稳定为主要特点，这些特点的背后离不开CRH3型高速动车组电气设备安装技术的高质量。
CRH3型高速动车组电气设备主要分为两个部分，车上部分与车下部分。
文章分别对这两个部分的电气设备安装与天线安装技术进行了详细阐述，安装过程中的注意事项与安装要求作研究，以期对安装技术在日后的发展提供参考，从而促进行业的进步。
关键词：CRH3型高速动车组；电气设备；安装技术1.引言我国的高铁技术经过近几年的发展，已经处于世界前列，同时随着我国通信技术的发展，高速动车组与互联网通信技术的结合也越来越广动车组上的电气设备也越来越复杂多样。
总的来说当下我国动车组上的电气设备主要分为：牵引、辅助、网络、制动几个模块，这些模块协同稳定工作是动车站平稳安全运行的基础，而这样复杂的设备组合，对动车组电气设备安全装技术提出了更高的要求。
就动车组电气设备安装工作来说，其一方面是保证安装设备的机械性能良好，另一方面就是保证设备的电气性能需求，所以说动车组电气设备安装技术对技术人员的专业素养要求极高。
再者，动车组的特性决定了其每次运行时，运载的人数都非常多，这些人的生命安全就直接受到动车组电气设备运行状况的影响，一旦某一设备出现故障，就可能危机动车组乘客的生命，后果不堪设想，因此有关部门对动车组电气安装技术也给予了高度重视，确保动车组电气设备从设计环节到使用环节的合理性，保障动车组稳定运行。
1.CRH3型高速动车组电气设备安装技术CRH3型高速动车组的电气系统主要包含车下电气设备、车下天线、车顶高压设备、车顶天线四大部分。
在电气设计时，需要根据设备的功能用途从不同的角度进行研究，从动车组运行的安全性、稳定性、可靠性以及电磁兼容等要求出发，进行电气设备设计工作。
1.1.车下电气设备安装CRH3型高速动车组车下电气设备安装主要部分为变压器、变流器、车下设备箱、充电机、蓄电池等。
高速铁路绝缘子的压电特性研究
高速铁路绝缘子的压电特性研究摘要：随着高速铁路网络的迅速发展，绝缘子作为高速铁路系统中重要的电气设备之一，其性能和可靠性对于确保铁路运行的安全和稳定至关重要。
本文通过对高速铁路绝缘子的压电特性进行研究，探讨了其压电效应对绝缘子性能的影响，并提出了一些改进措施，以提高绝缘子的性能和可靠性。
1. 引言高速铁路系统作为国家重点发展的交通网络，具有速度快、效率高、运输能力大等优势。
然而，在高速运行过程中，绝缘子作为连接导线和支撑元件之间的重要组成部分，扮演着关键的角色。
绝缘子的性能直接影响铁路系统的安全性和可靠性。
因此，研究绝缘子的压电特性，对于改进绝缘子的设计和提高其可靠性具有重要意义。
2. 绝缘子的压电效应绝缘子的压电效应是指在外界施加压力时，绝缘子产生电荷反应的现象。
这种效应是由于绝缘子材料内部的电场发生变化引起的。
压电材料由于其独特的结构和特性，在绝缘子中起到重要的作用。
3. 绝缘子压电特性的研究方法为了研究高速铁路绝缘子的压电特性，我们首先需要选择适当的研究方法。
常用的研究方法包括实验方法和数值仿真方法。
3.1 实验方法实验方法是通过获得绝缘子在不同压力下的电荷输出来研究其压电特性。
通过在实验室中设计合适的实验装置，加压绝缘子并记录其电荷输出，可以得到绝缘子的压电特性曲线。
通过实验方法，可以分析绝缘子的压电系数、压电常数等参数，为绝缘子的设计和优化提供依据。
3.2 数值仿真方法数值仿真方法是通过建立绝缘子的数学模型，并利用相应的计算软件对模型进行仿真。
通过改变模型中的压力载荷，可以模拟绝缘子在不同压力下的电荷输出情况。
数值仿真方法具有成本低、速度快、结果准确等优势，对于大规模铁路系统的绝缘子研究有着重要的应用价值。
4. 绝缘子压电特性的影响因素绝缘子的压电特性受到多个因素的影响，主要包括材料的选择、形状和尺寸的设计以及应力和温度等环境因素。
4.1 材料的选择压电绝缘子的材料选择是影响其压电特性的重要因素。
高压支柱复合绝缘子的工频电场分布特性研究
高压支柱复合绝缘子的工频电场分布特性研究摘要：高压支柱复合绝缘子是电力系统中广泛应用的重要设备之一。
本文通过对复合绝缘子的工频电场分布特性进行研究，分析了其工作原理、电场分布和影响因素，并介绍了几种常见的改进方法。
研究表明，通过优化绝缘结构和选择合适的材料，可以提高复合绝缘子的电场分布特性，提高其绝缘性能和可靠性。
1. 引言高压支柱复合绝缘子作为电力系统中重要的电气设备，其绝缘性能对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。
工频电场分布是绝缘子性能分析的重要指标之一，其合理分布对于防止电气击穿和漏电流的产生具有重要作用。
因此，研究工频电场分布特性对于提高绝缘子的安全性和可靠性具有重要意义。
2. 复合绝缘子的工作原理复合绝缘子是由蜂窝状硅橡胶和绝缘材料组成的复合结构，采用特殊的制造工艺使其具有良好的机械强度和绝缘性能。
在高压电力系统中，复合绝缘子承担着支撑导线、绝缘导线和隔离介质的作用，其工作原理是通过均匀分布在绝缘子表面的电场，使绝缘子能够抵抗外界电压的影响，防止电气击穿和漏电流的产生。
3. 复合绝缘子的电场分布特性复合绝缘子的工频电场分布受多种因素的影响，如材料特性、外界电场、结构参数等。
一般来说，复合绝缘子的电场分布应尽量均匀，并避免电场集中，在任何绝缘子表面点附近都应尽量保持低电场强度。
不均匀的电场分布会导致电场强度集中，增加击穿风险和漏电流的产生。
4. 影响复合绝缘子电场分布的因素4.1 材料特性复合绝缘子的材料特性对于电场分布具有重要影响。
绝缘材料应具有较高的绝缘强度和绝缘阻抗，以保证电场在绝缘子内部的均匀分布。
同时，材料的导电性和介电损耗也会影响电场分布。
4.2 绝缘结构绝缘结构的设计对于电场分布十分重要。
合理的绝缘结构可以降低电场强度，减轻电场集中和局部放电的发生。
常见的绝缘结构包括球形、圆锥形、柱形等，其不同的几何形状会导致不同的电场分布。
4.3 外界电场在复合绝缘子的工作环境中，外界电场也会对其电场分布产生影响。
绝缘子的电位分布实验
绝缘子的电位分布实验一、绝缘子串电压分布规律每一个绝缘子就相当于一个电容器，因此一个绝缘子串就相当于由许多电容器组成的链形回路。
因为绝缘子的体积电阻和表面电阻较正常情况下（50Hz）的容抗大得多，所以一般将它看成串联的电容回路。
如果不考虑其他因素影响，由于每个绝缘子的电容量相等，因而在绝缘子串中，每一片绝缘子分担的电压是相同的。
但由于每个绝缘子的金属部分与杆塔（地）间、导线间均存在杂散电容（寄生电容），绝缘子串中每个绝缘子实际所分担的电压并不相同。
图11-1 绝缘子串的等值电路(a) 仅考虑金属部分对杆塔的电容(b) 仅考虑金属部分对导线的电容在图11-1（a）中，C为绝缘子本身的电容，Cz为其金属部分对杆塔的电容。
由于存在这种电容，当有电位差时，就有一个电流经Cz流入接地支路。
流经Cz的电流都分别要流经电容C，因此，愈靠近导线的电容C所流经的电流就愈大。
由于各绝缘子电容大致相等，则它们的容抗也大致相等，又由于靠近导线的绝缘子的电容电流较大，所以此处每片绝缘子上的电压降也就较大。
绝缘子串的电压分布如图11-2中的曲线1所示。
在图11-1（b）中，C为绝缘子本身的电容，Cd为其金属部分对导线的电容。
由于每个电容Cd两端均有电位差，因此就有电容电流流过，而且都必须经电容C到地构成回路，这样就使离导线愈远的绝缘子所流过的电流愈多，电压降也愈大。
绝缘子串的电压分布如图11-2的曲线2所示。
图11-2 绝缘子串的电压分布曲线1—仅考虑Cz作用；2—仅考虑Cd作用；3—考虑Cz、Cd两者同时作用由于绝缘子金属部分对导线的电容Cd比其对地电容Cz小，因而流过的电流也小，所以产生的压降就相对地较小。
实际的绝缘子串各个绝缘子上的电压分布应考虑两种电容的同时作用，即沿绝缘子串的电压分布应该由分别考虑Cz与Cd所得到的电压分布相叠加，如图11-2中的曲线3所示。
由图可见，沿绝缘子串的电压分布是极不均匀的，靠近导线的绝缘子电压降最大，离导线愈远的绝缘子两端压降愈小，当绝缘子靠近杆塔横担时，绝缘子电压降又升高。
动车组车顶高压隔离开关原理及电极结构分析
动车组车顶高压隔离开关原理及电极结构分析摘要：动车组车顶高压隔离开关是保障动车组安全稳定运行的重要器件，起着电气绝缘和隔离电压的作用。
分析动车组隔离开关的原理及电场分布并选择结构合理的设计，对动车组安全，稳定运行有着重要的意义。
尽管受流电压为25KV，但车顶空间狭小，设备众多，绝缘子结构高度有限，在高压端部分区域仍会出现较高场强，形成电晕进行放电，进而会对电磁环境及绝缘材料产生影响，严重时会发生闪络放电，降低了运行的可靠性。
因此，掌握高隔原理和绝缘子电极分布原理能更好的预防行车事故的发生和事故的快速处置。
关键词：动车组，高压隔离开关，原理，绝缘子，电极分布车顶高压隔离开关属于车顶保护电器。
它的主要作用是优化配置25kV电路内高压设备的运行工况，并当车顶设备发生故障时，能将故障部分隔离，维持车辆运行。
因此，它的存在可大大减少因车顶设备故障而造成的机破事故，保证机车的安全运行。
一、工作原理1、分闸原理当接通气路且高压隔离开关处于合闸状态时，电磁阀瞬时得电后得到分闸信号，得电动作，打开输气气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸（同时压力气缸气体通过电磁阀排气气路，经消音器排出），推动操纵杆使转轴旋转60°，隔离开关分断。
转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为分闸状态，并将信号传到司机室。
2、合闸原理当接通气路且高压隔离开关处于分闸状态时，电磁阀瞬时得电后得到合闸信号，得电动作，打开输气气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸（同时压力气缸气体通过电磁阀排气气路，经消音器排出），推动操纵杆使转轴旋转60°，隔离开关闭合。
转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为合闸状态，并将信号传到司机室。
二、结构及技术说明1、高压隔离开关机构图图11-管接头 2-电磁阀 3-浪涌吸收器 4-压力气缸 5-凸轮 6-辅助连锁开关 7-操纵杆 8-密封圈 9-插座 10-底板 11-接地安装座 12-绝缘子13-簧片 14-闸刀2、技术参数标称电压：25kV额定电压：30kV额定电流：400A短时耐受电流：8kA/1s额定频率：50Hz控制电压：DC 110V最小动作电压：DC 77V额定工作气压：400kpa～1000kPa最小动作气压：350kPa机械寿命：20000次质量：50kg3、高压隔离检查检查车顶高压隔离开关组装外观状态，确认隔离闸刀、支撑瓷瓶和转动瓷瓶、底座安装板、传动机构、锁固机构、辅助接点、手柄外观状态良好；各部紧固螺栓紧固良好、防松标记清晰无错位，各风管接头无漏气现象。
针对动车组绝缘子污闪问题的探讨分析
针对动车组绝缘子污闪问题的探讨分析[摘要]文章从环境因素和绝缘设计因素两个方面探讨分析了动车组绝缘子污闪的成因，并从这两个方面入手对动车组绝缘子提出了相应的改进措施和建议。
[关键词]动车组绝缘子；污闪；分析中图分类号：u225.8 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0243-010.引言近年来随着各条高铁的陆续开通，动车组上线运营后一系列问题随之暴露出来，其中动车组绝缘子闪络击穿故障时有发生。
究其成因既有环境因素也有绝缘子本身设计问题，本文从这两个方面入手对动车组绝缘子进行了探讨和分析。
1.问题描述1.1 环境因素对高压绝缘性能的影响近年来动车组在冬季雪、雾、霜及春季小雨潮湿天气运行时，时而发生车顶绝缘子闪络事故。
严重时会造成接触网烧断故障，极大的影响了铁路正常运输秩序。
动车组自运营以来，在各条线路多次发生雾霾天气污闪的故障，多列动车出现晚点。
1.2 绝缘设计因素对高压绝缘性能的影响到目前为止，国内动车组的绝缘设计没有遵循同一的标准，即使是同一个电压等级，选取的耐受压水平也存在较大差异。
而造成目前状况的原因十多方面的：1）没有同一的标准。
2）制造厂商对绝缘标准的研究和理解上存在不一致的地方；3）引进产品是按照原生产过的技术标准设计制造的，而不同国家的使用的标准不尽相同；由于高压绝缘失效的特殊性，多数事故发生后没有留下可直接观察的证据，判断事故的性质比较困难，对绝缘事故的处理和认识上有误区。
2.动车组绝缘子污闪原因分析2.1 雾霾天气造成车顶绝缘子闪络放电2.1.1 动车组运行环境恶劣通过统计分析，绝缘子发生闪络的环境温度一般在-3～+3℃，且天气状况多为雾霾、霜雾较重、空气湿度较大。
随着我国工业化进程的加快，铁路沿线环境空气污染较为严重，空气中漂浮这铁硅铝钙灯金属颗粒，据有关文献介绍，含有这些杂质的冰水、污物导电率较高，达到了6700，大大降低了绝缘子的绝缘性能。
2.1.2 动车组运行速度高动车组运行速度一般在200以上，其背风面形成的涡流压力比低速运行时要低，凝结的冰霜层后，因而绝缘子绝缘耐压值小，易发生闪络放电。
CRH380B型动车组牵引系统故障分析与研究
CRH380B型动车组牵引系统故障分析与研究摘要：高速列车在实际运行过程中，其牵引系统出现故障的频率相对较高，牵引系统故障会对列车正点以及运行安全性产生较为严重的影响。
基于此，本文主要针对CRH380B型动车组在运行过程中牵引系统有可能发生的故障问题进行分析和探讨。
关键词：CRH380B型动车组；牵引系统；故障分析引言：列车在运行过程中牵引系统所出现的故障通常为牵引丢失以及主断不能闭合，和高速列车运行中的其它故障相比，牵引系统发生故障频率相对较高，此类故障不利于保障列车正点以及列车运行的安全性。
因此，针对此类故障进行深入分析和探究意义重大。
一、功能简介通过受电弓实现接触网AC25KV 单相工频交流电的传输，使其能够转移到牵引变压器，在变压器对交流电完成降压处理的基础上，接下来将其转移给脉冲整流器，接下来交流电会在脉冲整流器的处理下转化成直流电，直流电会继续进行输出，作用于牵引逆变器，其会对三相异步电动机进行可控电压、电流的三相交流电供给，在齿轮转动的支持下，牵引电机所输出的转矩以及转速便可以有效传递给轮对，通过此种方式实现转矩与转速的转化，使其成为轮缘的牵引力以及线速度。
实际的高压电气设备在接触网到牵引变压器接通和断开的这一过程中，主要涉及到了受电弓、避雷器以及高压电缆等。
二、故障问题发生原因分析（一）主断不能闭合造成动车组牵引系统出现主断路器无法有效闭合的主要原因包括网压处于不合理范围、过分相后闭合、牵引变压器或者牵引变流器发生故障、网络通讯流畅度不高、主断出现相应故障以及高压接触器出现相应问题等。
而主断锁闭通常是因为软件保护（针对指定牵引设备所处在的牵引单元开展复位工作，若通过此种方式主断无法解锁，针对牵引单元主断开展复位工作，在主断不能够进行闭合过程中，针对风管压力进行检查，如果实际的风管压力不超过7bar，那么每次进行升弓时间应该小于10min，否则便很容易触发软件保护造成锁闭情况）。
（二）牵引丢失导致牵引丢失问题发生的原因主要包括以下几个方面：第一，接地故障监控发挥了作用，主要是由于牵引变流器中间电压不处在合理范围内时，检测保护发挥了作用，进而会使得主断断开；第二，牵引电机风扇出现了相应的故障，主要是由于针对TCU发出牵引机冷却风扇启动指令以及高低速指令，若经过了10秒钟时间并没有收到相关运转信号，那么TCU接下来会封锁牵引同时产生相应故障报告；第三，导致MVB通讯故障问题发生的原因主要由于基于CRH3C型动车组，在各个相关牵引单元中MVB主设备为CCU，其对所有相关设备发挥着控制效果，若实际中的CCU和其中的一个MVB发生通讯终端并且时间大于60秒，那么便会在HMI报警其和相关设备所发生的故障。
CRH3型动车组车顶高压闪络故障分析及改进
CRH3型动车组车顶高压闪络故障分析及改进摘要在雨、雪、霜、雾霾不良天气条件下，CRH3型动车组易发生车顶高压系统外绝缘闪络故障，致使动车组自动降弓，并影响动车组正常运营。
针对此类问题，结合动车组结构特点和运用实际情况，分析了车顶高压部分发生闪络故障的原因，提出了相应的改进措施及建议。
关键词动车组、高压系统、绝缘子、闪络0故障描述2013年12月8日，CRH380B-6426L担当G7552次交路。
8:28分运行至上海虹桥站时，车组报15车车顶隔离开关锁闭，无法重启 (故障代码63CE)，00车VCB无法闭合（故障代码6CA0）。
车组入库后，登顶检查发现15车跨接电缆支撑绝缘子、避雷器及主断有多处电弧击伤的痕迹，如图1、图2所示。
图1 受电弓碳滑板及跨接电缆支撑绝缘子击伤照片图2 避雷器及主断击伤照片1 故障原因分析根据故障情况，分别从历史故障数据和故障现象对故障原因进行分析：（1）历史故障数据分析通过查看CCU历史故障数据，CCU1和CCU2均在08:28:53时刻报线电流过流故障，无其他故障，详细故障数据如下：Car number: 10416426Diagnostic code:6320hCCU 1: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10415426Diagnostic code:63CEh10-Q20: roof line disconnector locked against restartCar number: 10416426Diagnostic code:6334hCCU 2: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10416426Diagnostic code:6320hCCU 1: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10416426Diagnostic code:6334hCCU 2: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10415426Diagnostic code:63CEh10-Q20: roof line disconnector locked against restart（2）从故障情况分析，发生拉弧发电的主要有四处：1）15车跨接电缆支撑绝缘子15车跨接电缆支撑绝缘子发生闪络，故障照片如下图所示：图3 15车跨接电缆支撑绝缘子闪络照片从故障照片可以看出，编织电缆紧固螺栓尾部、连接汇流排及绝缘子伞裙均有闪络痕迹，从常理分析，放电首先应该由紧固螺栓尾部引起，通过支撑绝缘子伞裙对地放电，并迅速蔓延至连接汇流排边缘。
动车组车顶绝缘子预防性试验研究
隔离开 关和 牵 引变压 器 ， 高压 系统 的可靠 性 与 每个 高 压 部 件 的可靠 性 息 息相 关 。因此 提 高 动 车 组 车 顶 高 压 电 气 系统 的可靠 性 应具 体到 每一 个 车顶 高压 部件 ， 本 文 针
对 车 顶高压 绝缘 子进 行分 析 与研究 。
影 响越 来 越大 ， 对 动车 组可靠 性 的要 求 越来 越 高 。２ ０ １ １
此， 在 很 长一 段 时 间 内 ， 源 头 质 量 问题 （ 包 括 设 计 不 合
车顶 绝 缘状 况 。 作 为运 动 的车顶 高压 电气 设备 ， 要 保 证它 的安 全运
行就 必须 按 照 高压 电气 设 备 的相应 规律 进 行件 选型 不合 理等 ） 都是 导 致 故 障 的主要
年 １ ２月 以来 ， 全 国 大 范 围 的低 温 大 雾 天 气 严 重 影 响 到
动车 组车 顶 高压 外 绝 缘 ， 发 生 了多 起 车顶 绝 缘 闪 络 、 高 压互感 器 炸裂 、 牵 引变 压器 高压 进线 套 管 或高 压 电缆 Ｔ 型接 头炸 裂 、 断路 器 真 空 灭 弧 室绝 缘失 效 等 事 故 ， 甚 至
查频 次 。
全、 正 点运 行 造成 干扰 。 目前 国 内动 车 组 的绝 缘设 计 没
有统 一 的技术 标 准 ， 既 使 是 同一个 电压 等级 ， 选 取 的耐 受 电压水 平也 存在 较 大 的差异 。比如 ， 不 同 的动 车牵 引
主变 压 器 高 压 侧 的 额 定 雷 电 冲击 耐 压 就 有 １ ２ ５ ， １ ５ ０ ， １ ７ ０ ， １ ８ ５ ｋ Ｖ 等多 个取 值 。国外 的情 况也 基本 类似 。 Ｔ Ｂ ／ Ｔ ３ ０ ７ ７中规 定 车 顶 绝 缘 子 的 结 构 高 度 为 ４ ０ ０ ｍｍ， 是 综 合 了 各 方 面 因 素 之 后 做 出 的 选 择 。 目前 ， Ｃ ＲＨ。 、 Ｃ ＲＨ 等 系列 车 型 已经 采 用 了符 合 ＴＢ ／ Ｔ ３ ０ ７ ７ 要求 的受 电弓支持 绝 缘子 ， 运行 过程 中的绝 缘 事故 明显 减 少 。但 是 Ｃ ＲＨ３ ８ ０系 列 车 型 考 虑 到 空 气 阻 力 的 影
CRH380B型动车组主断绝缘故障原因分析和探讨
CRH380B型动车组主断绝缘故障原因分析和探讨摘要CRH380B型动车组采用的是BVAC.N99E1型主断路器。
通过对某段往年CRH380B型动车组的故障情况进行统计，发现每年的冬春季节多发主断路器绝缘故障，严重影响着动车组的行车安全。
本文首先介绍了主断路器的结构原理、故障报出逻辑，然后从运用检修、环境因素等方面进行综合分析，最后针对预防主断路器绝缘故障提出了运用检修建议。
关键词主断路器 CRH380B型动车组绝缘故障运用检修CRH380B型动车组为四动四拖八辆编组，采用电力牵引交流传动方式，由两个牵引单元组成。
主断路器用于动车组与接触网之间的电气连通和开断，当动车组发生各种严重故障时能自动切断其电源，是一种保护电器。
以某段配属的CRH380B型动车组为例， 2021年1月至2023年4月期间共发生33件主断绝缘故障，故障发生区间均在11月至4月间，如表一所示。
主断绝缘故障已经成为CRH380B型动车组冬春季节常发故障，给动车组运用带来较大风险。
为此，通过对某段近一年来CRH380B型动车组主断绝缘故障报出的工况、检修情况等方面进行综合分析，提出了运用检修一些改进措施[1]。
月份1-2月3-4月5-6月7-8月9-10月11-12月故障件数9 14 0 00 9表1 2021年1月至2023年4月主断绝缘故障情况1.主断路器结构及绝缘故障诊断逻辑 1.1主断路器结构株机电气设备分公司生产的BVAC.N99E1真空断路器是单极交流真空断路器，主要用于主电路的断开和接通，同时还可以用于过载保护和短路保护。
它主要使用一个真空开关管（VST ）和一个电空控制机构来完成动作。
BVAC.N99E1真空断路器结构示意图，如图1所示。
1、高压连接2、真空开关3、高压连接4、触头压力端（HV2）管（VST）线（HV1）机构（BR）5、稳定机构（TR）6、底板7、储风缸（RE）8、带过滤器的调压阀9、电磁阀（EV）10、压力气缸（K）11、保持线圈（Mm）12、辅助触点（Caux）13、控制单元（CMDE）14、低压连接器（LV）15、车架安装平面16、快速脱扣机构（Rg）图1 BVAC.N99E1真空断路器结构示意图主断路器主要由上部的高压电路部分、中部的与地隔离的绝缘支持部分和下部的电空机械动作机构和低压控制电路三个主要部分组成。
探讨CRH5动车组高压设备的绝缘性能
探讨CRH5动车组高压设备的绝缘性能近年来我国各大城市空气污染严重，天气雾霾程度加剧，动车组受运行环境的影响，附着在车顶高压设备绝缘子表面的尘埃及污秽会逐渐加重，致使绝缘子的绝缘性能下降。
针对前期发生的动车组车顶高压绝缘问题，本文对CRH5型动车组车顶高压设备结构及相关绝缘参数进行了分析研究，并对绝缘性能改进进行了介绍。
1 CRH5型动车组高压设备总体介绍1.1 高压设备布置CRH5型动车组车顶高压设备由受电弓、集成仪表箱、主断路器、避雷器、高压母线及相关绝缘子组成。
1.2 高压设备介绍1.2.1 受电弓。
CRH5型动车组使用的受电弓为单臂受电弓，该设备可从25kV、50Hz接触网处集电，轨道上的钢轨可用作回流导体。
1.2.2 集成仪表箱。
集成仪表箱安装在TP和TPB车的车顶上。
所有高压组件均位于箱体上方，带有电子设备的低压组件则安置在箱内。
1.2.3 主断路器。
主断路器在异常情况下会将牵引单元高压电路与接触网线电压隔离，每个主断路器负责一个牵引单元，主断路器用于安全地闭合和断开高压电路。
1.2.4 避雷器。
动车组安装有浪涌避雷器，全列共计4个。
浪涌避雷器上出现的故障，在相关断路器打开的情况下，由车载诊断系统通过电流互感器读取出现的故障。
2 高压设备绝缘子绝缘性能分析2.1 额定冲击电压国外国内标准对过电压的定义：2.1.1 国外标准。
在《铁路应用-铁路车辆上的电气设备第1部分：基本工作条件和基本规则（IEC60077-1-1999）》和《铁路应用绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离（EN50124-1-2001）》标准中将过电压分为以下四种类别：1类过电压（OV1）：电路中具有内部和外部过电压保护且只能出现有限的过电压，因为：不直接与接触网相连；内部操作；处于一个设备或装置内。
2类过电压（OV2）：电路不直接与接触网相连且有过电压保护。
3类过电压（OV3）：电路直接与接触网相连、有过电压保护且不承受大气过电压。
浅谈 CRH380BL 型动车组受电弓原理
浅谈 CRH380BL 型动车组受电弓原理摘要：针对CRH380BL型动车组受电弓软连线、支持绝缘子磨损断裂较为严重问题，结合受电弓结构特点和CRH380BL型动车组运行实际情况进行分析，提出了相应的改进措施和建议，以确保动车组正常运用安全。
关键词：受电弓软连线；支持绝缘子；故障；改进措施引言：受电弓是动车组极其重要的电器部件，受电弓用于从接触网向电气操作的车辆供应电流，并使集电头适应接触网系统。
通过三个支承绝缘子连接到车辆。
CRH380型动车组采用SS400型单臂受电弓。
单臂受电弓由带支承绝缘子的底架升降传动装置框架集电头带有自动下降装置(ADD)的气动设备等主要部件组成：1 CRH380型动车组受电弓运行故障描述受电弓是动车组极其重要的电器部件，用来把接触网25kV的电能传导给车内高压设备。
经过车辆长期在线上运行，虽然受电弓具有较好的气动力模型和气流调整装置，能有效改善受电弓的气动力稳定性，保证弓头位置稳定，整体性能基本适应动车组运行需要。
但是受电弓各软连线、支持绝缘子由于设计和材料的原因，磨损断裂较为严重（软连线、绝缘子新品使用时间分别仅为6天与18天），这些不仅造成工作量和材料成本的增加，而且还容易造成受电弓各轴承的电蚀和绝缘距离的降低，影响受电弓的正常性能的发挥。
在车辆的正常运行中，换修率明显高于其他电器部件。
2 CRH380型动车组受电弓运行故障原因分析2.1 接触网硬点及弓网匹配产生的交变剪切应力接触网接触悬挂的一个重要指标就是弹性均匀，由于接触悬挂本身存在弹性差异，如果在接触悬挂或接触线的某些部位有附加重量、偏斜的线夹和安装不良的分相分段器，在电动车组高速运行情况下，受电弓就可能出现不正常波动或摆动，甚至出现撞弓、碰弓现象。
形成这种现象的本征状态称为硬点。
硬点是一种结构的本征缺欠，并且是相对的，在已定的接触网结构下列车速度越高硬点表现越明显。
硬点是一种有害的物理现象，它会加快接触导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害，撞击力还会向受电弓其他部件传递。
CRH1型动车组高压供电系统车顶设备组成及功用概述
CRH1型动车组高压供电系统车顶设备组成及功用概述一、车顶高压设备组成1.车顶供电设备主要位于Tpl、Tp2上，车顶供电设备由网侧电路断路器、变压器、电涌抑制器、电流互感器、电压互感器、电容器、电阻器、熔断器、电感器、网侧电压电缆、网侧电路断路器，网侧电压总线、绝缘子、受电弓、绝缘子等组成。
2.Tb车与Tp车车顶供电设备不同点是：①无受电弓，无网侧电路断路器(网侧电压总线)；②只有一个电涌放电器；③无过流变压器。
二、受电弓作用原理受电弓是列车与接触网之间的接触装置，当列车与供电网连接/断开时，受电弓即升起或降下。
一列车有两个受电弓，都采用气动控制。
三、网侧电压电缆功用网侧电压电缆将两个受带电弓连接起来，并将网侧电压传输给位于底架上的主变压器。
四、网侧断路器功用1.网侧断路器就是隔离开关，连接在受电弓和其他高压部件之间，被用于选择与受电弓连接的方式。
2.一列动车组8辆总共有5个网侧断路器，都采用气动控制。
3.网侧断路器A(高压总线)置于Tp车，网侧断路器B(变压器)置于Th车和Tp车(见图5－4)。
五、电涌放电器功用电涌放电器当网侧断路器断开时，电涌放电器保护系统避免过压。
六、感应器功用感应器可减缓电流流量，使网侧滤波器能够在网侧断路器被操作时滤除瞬时电流冲击。
七、网侧谐波滤波器功用网侧谐波滤波器，用于滤除网侧电流的谐波频率。
八、电压互感器功用电压互感器用于测量网侧电压，而装于车顶的电流互感器则用于探测网侧电压系统的短路故障。
九、接地开关功用接地开关是一个安全开关，维护时用于将系统接地。
十、网侧解扣继电器链功用网侧解扣继电器链，通过主变压器油位显示器和电机及网侧变流器内的网侧解扣继电器打开。
十一、网侧电压隔离继电器链功用1.网侧电压隔离继电器链通过安全停止按钮和过电流探测继电器打开。
2.手动断路器切除：断路器可通过使用IDU网侧电压状态菜单上的切除功能防止其关闭。
3.除切除之后，断路器将回到激活状态，是关闭还是打开取决于网侧电压是否被激活。
CRH380A型动车组受电弓故障分析及处理
CRH380A型动车组受电弓故障分析及处理摘要：近些年来，高铁以其速度快，守时性高而在客运中占有重要地位。
伴随着高速铁路速度的提高和新建高速铁路的开通运营以及新造动车组的投入运行，受电弓与接触网问题日益突出。
由于中国动车组的高速度和高密度，运行中的事故的发生严重影响了动车组列车的安全和正点。
所以，动车组的良好的弓网接触是确保动车组高速运行的必要条件。
为了保障动车组在运行过程中受电弓不出现故障，如何减少列车运行时受电弓组件的损耗，如何提高受电弓的检修质量，以及如何处理受电弓的故障，已成为当前的发展方向和维护动车组的重要问题。
关键词：高速动车组；受电弓；安全性一、CRH380A型动车组受电弓概述（一）CRH380A型动车组受电弓结构组成太原动车所的CRH380A型动车组的受电弓多以TSG19A型为主。
TSG19A 型受电弓为双臂式受电弓，由底架、上下臂、气囊升弓装置和弓头等组成，具有弓头重量小的特点。
小的弓头质量有益于受流和适应很高的运行速度。
受电弓的上下臂保证弓头相对于底架在垂直方向运动。
1．受电弓气阀板1-过滤阀；2-两位五通电磁阀（MV5/2）；3-精密调压阀（DM3）；4-压力开关（DS3）；5-精密调压阀（DM2）；6-梭阀；7-节流阀；8-安全阀；9-压力表；10-快排电磁阀（SA）；11-压力开关（DS2）受电弓通过空气回路控制升降弓。
当司机旋动受电弓升弓旋钮时，动车组内的升弓电磁阀得电动作，向受电弓提供压缩空气。
压缩空气先进入受电弓阀板，依次经过气阀板的空气滤清器、压力调整阀、节流阀，再经过车顶空气管道、受电弓绝缘软管和受电弓底架上的气路的传输后，气路分成为两条支路，一条支路向受电弓升弓气囊供气，另一条支路经由自动降弓装置（ADD）向碳滑板、气阀板压力开关（DS2）供气。
2．绝缘子组装TSG19A型受电弓安装有三个支持绝缘子，如图1。
2013年起，CRH2C、CRH380A动车组用TSG19A受电弓绝缘子全部更改为400mm高支持绝缘子。
车顶环氧复合绝缘子的外绝缘特性研究
硅橡胶绝缘子的外绝缘 特性。 针对典型的 ２ 种结构和 ２ 种材料的环氧绝缘子和 １ 种硅 橡胶绝缘子 以及传统 的瓷质绝缘子
试品 ， 进行 了１ 顿千湿雾 、 二 盐雾和人工污秽 闪络 电压 以及表面憎水性的对 比测量 ， 并模拟受 电弓支持绝缘 子的安装形式仿
・研 究 开 发 ・
车顶环氧 复合绝缘子 的外绝缘特性研 究
刘学忠 ， 升 朱永 占 邬航东 ２ 吴章伟 袁勇军 ｚ 周 ， ， ，
（． １西安交通大学 电气工程学院， 陕西 西安 ７０４ ； １０９ ２株洲电力机车广缘科技有限公司， 湖南 株洲 ４２０ ） １ １ ０
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解读铁道行业标准《机车车辆车顶绝缘子》
·５ ·
标 准化工作
解读铁道行业标准 《机车 乍辆年顶绝缘 》
缘 子 的类 型可 以是 瓷质 绝缘 子 、复 合绝 缘子 和 聚酯 类 绝缘 子 ，并 在绝 缘子 的型号 表示方 法 中 以不 同的 拉 丁字 母进 行 区分 。
新 标 准 内 容 中 的 瓷 绝 缘 子 部 分 对 应 ＧＢ／Ｔ ８２８７．１— ２００８ 《标 称 电压 高 于 １ ０００ Ｖ 系统 用 户 内 和户外 支柱绝缘子 第 １部分 ：瓷或玻璃 绝缘子 的试 验 》；复 合 绝 缘 子 部 分 对 应 ＧＢ／Ｔ ２０１４２— ２００６ 《标 称 电压 高 于 １ ０００ Ｖ 的交 流 架 空 线 路 用 线 路 柱 式 复 合 绝 缘 子 一 定 义 、试 验 方 法 及 接 收 准 则 》。 引 用 标 准 ＧＢ／Ｔ ２２０７９－ ２００８ 《标 称 电压 高 于 ｌ ０００ Ｖ 使 用 的 户 内 和 户 外 聚 合 物 绝 缘 子 一 般定 义 、试验方 法和接受 准则 》是聚合物绝缘子 的 母标 准 ， 内容 涵 盖 复 合 绝 缘 子 和树 脂 类 绝 缘 子 的通 用 试 验 方 法 。新 标 准 引 用 的这 ３个 国家 标 准 都 在 修 订 当 中 ， 因此 在 引用 时未 注 明 年 号 ，也 就 是 说 ，其 最 新 版 本 （包 括 所 有 的修 改 单 ）适 用 于
摘 要：在说明 ＴＢ／Ｔ ３０７７＿２０１７《机车车辆车顶绝缘子 》修订背景 总体内容变化的基础上，介绍
标准 的适 用范 围和规 范性引用文件 ０术语与 定义 、型号 表示方法和 环境条件等 内容 。重点对 机车车辆 车顶
绝缘子的结构尺寸、主要电气性能 机械性能 试验方法等在内容上的变化进行阐述，为标准的实施提供
关于动车组高压系统设计原理的概述
关于动车组高压系统设计原理的概述发布时间：2022-09-29T04:13:50.094Z 来源：《科技新时代》2022年9期作者：程红振[导读] 真空断路器可控制两个高压单元，工作时仅需一个真空断路器动作，受电弓侧故障可通过断路器隔离，主干路故障可通过真空断路器保护，某一个高压单元故障可通过隔离开关切除。
中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266000摘要：本文针对动车组高压系统组成部件进行了讲解，并且介绍了系统总体设计原理。
此系统原理在实际运营中起到的作用。
后续，又详细的对部分关键部件的设计原理进行了说明，包括设计原由、考虑因素、试验数据等方面，对动车组高压系统设计原理有了更好的概述。
关键词：受电弓真空断路器避雷器高压隔离开关1动车组高压系统总体设计方案1.1 高压系统的组成设计动车组高压系统由两架受电弓、两个真空断路器、两个接地保护开关、两个避雷器、两个高压隔离开关、两个高压互感器、四个电流互感器、以及大量的高压接头、高压电缆、支撑绝缘子等组成，高压设备连接采用高压设备箱整体密封结构，除受电弓和网侧避雷器外的其它高压设备均安装在车下高压设备箱内，车顶高压电缆采用内绝缘直接电缆跨接，真空断路器置于受电弓后级，受电弓故障时可通过真空断路器隔离。
真空断路器可控制两个高压单元，工作时仅需一个真空断路器动作，受电弓侧故障可通过断路器隔离，主干路故障可通过真空断路器保护，某一个高压单元故障可通过隔离开关切除。
1.2 动车组高压系统部件分布设计高压设备及其高压电缆主要分布在3到6号车厢，具体分布如下：3号车厢安装了受电弓，设置受电弓、支撑绝缘子和高压设备箱。
受电弓受流后需将电能输送到本车以及其他车辆，车顶贯穿特高压电缆。
本车二位端设置电缆接头，将本车车顶铺设的特高压电缆通过过桥线与临近的4号车厢电缆贯通,并将本车车顶铺设的特高电缆由二位端侧墙处下拉到车底给本车牵引变压器供电。
4号车厢本车一位端、二位端分别设置电缆接头，车顶铺设的特高电缆通过过桥线与临近的3号车厢与5号车厢电缆贯通。
某型动车组受电弓绝缘软管接头漏风原因分析及改善
某型动车组受电弓绝缘软管接头漏风原因分析及改善摘要：受电弓是从接触网向整个列车电气系统供电以及输送再生制动能量的重要部件，是机车行驶的有力保证。
受电弓绝缘软管接头是连接车顶气路与受电弓气路的关键部件，若绝缘软管接头产生漏风将可能导致受电弓无法升弓，轻则运行延误，重则造成运行安全事故。
本文通过对运行过程中绝缘软管接头漏风情况进行原因分析，提出两个改善优化建议，确保机车安全运行。
关键词：某型动车组；受电弓；软管接头引言某型动车组是根据中国铁路总公司运输和经营发展要求，旨在提高既有线铁路运输服务品质，充分利用既有线路运输资源和既有客车、机车的检修资源，依托某型电力机车和既有某型客车技术平台研制的一款能够满足中国城际铁路、普速线路及客运专线使用环境运营要求的动车组。
而受电弓是接触网与车体的重要连接部件，通过绝缘子安装与机车车顶上，受电弓的升降都是通过气路进行控制，整个气路一旦出现漏风，将直接导致受电弓无法正常工而产生严重的后果。
1 某型动车组受电弓简述某型动车使用的是TSG20型受电弓（如图1），升弓的气动原理如下：当升弓信号发出时，压缩空气由升弓电磁阀，依次经过气阀板的过滤网，单向节流阀（升弓）、调压阀、单向节流阀（降弓）、安全阀、车顶绝缘软管，进入受电弓升弓气囊，使受电弓升弓。
每架受电弓配有两根绝缘软管，由软管、管接头等零部件组成，绝缘软管一端安装在顶盖上，一端安装在受电弓上。
如图3其中序1为车顶进气口，序2为车顶ADD反馈口，序3为受电弓进气口，序4为受电弓ADD反馈口。
2 受电弓绝缘软管接头构造某型动车受电弓绝缘软管与车体和受电弓的连接处由软管、螺帽、端面、垫圈组成，绝缘软管及垫片外形及接口尺寸如图4和图5：绝缘软管外径13mm，前后端各带有金属头端面，端面的孔直径大小为6mm，螺帽六角对边s=27，螺帽与金属头端面可以分离并可以在软管方向移动，垫圈外径18.5mm，内径12mm，顶盖上为一段内螺纹通孔，上部与绝缘软管螺帽连接，下部与不锈钢管的螺纹接头连接。
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(b)绝缘子 B 场强 图 4 洁净状态下两种绝缘子的电场强度分
布图 Fig 4 The electric field intensity distribution
of two kinds of insulators in clean mode 洁净状态下，两种绝缘子的电场强度分
触网的影响，只针对绝缘子本身，计算绝缘 子及周围相对较小范围内的电场分布，可以 详细考虑绝缘子的细节，如绝缘子、金具和 伞群的形状[17-18]。
电磁场的基本理论基础是麦克斯韦方 程组，为了便于分析，本文利用有限元软件 ANSYS 内置相关算法进行电场分析，车顶 绝缘子的 2D 模型见图 1。目前市场上广泛 应用的绝缘子伞裙结构主要以一大一小伞 裙结合为主。本文对比分析两种伞裙结构不 同绝缘子的电场分布特性，为便于分析，定 义为绝缘子 A 和绝缘子 B，两种绝缘子的主 要区别是第一片伞裙的尺寸不同，绝缘子 A 的第一片和第二片伞裙均采用的小伞裙，而 绝缘子 B 采用的大小伞裙结构，剩余部分采 用的是大小伞裙分布，如图 1 所示。
中图分类号：TM854
文献标识码:
文章编号:
0 引言 随着高速铁路的快速发展，动车组安全
可靠运行是车辆运营维护的重点。针对动车 组车顶高压系统的研究也得到了人们的关 注[1-2]。动车组车顶绝缘子，包括导电杆支 撑绝缘子和受电弓支撑绝缘子，是动车组的 主要绝缘设备之一，其可靠性直接关系着电 气化铁路的正常运行。动车组车顶绝缘子已 经成为影响电气化铁路安全稳定运行的重 要因素[3-4]。
沿面电位分布曲线，通过对比图 3(a)和 3(b) 可知，两种绝缘子的沿面电位分布趋势基本 相同，均是高压端和低压端附件电位变化较 快，但由图可知，两种绝缘子第一片伞裙附 近的电位分布有所不同，与绝缘子 A 相比， 绝缘子 B 第一片伞裙附件电位变化更大。如 图 3(c)和 3(d)所示为两种绝缘子高压端前三 片伞裙的电位分布，这部分电位分布较大， 重点对比了这部分的电位变化，因绝缘子 B 第一片伞裙比绝缘子 A 第一片伞裙大，其电 位变化更大，第二片和第三片伞裙的电位分 布基本相同。
40000 3.5 5.0 81 1.0006
车顶绝缘子工作电压为 25kV 工频电 压，最大值为 35.355kV。工频电场的电压频 率为 50Hz，相对较低，故电场计算中没有 采用静电场，而是用谐波准静态场进行计 算。
2 洁净状态下两种绝缘子的电位分布
in clean mode 如图 2 所示为洁净状态下绝缘子的电 位分布图，不同颜色代表不同的电位值，由 绝缘子电位分析结果可知，在车顶绝缘子的 高压端，沿绝缘子轴向很短的距离内，颜色 变化非常快，前三片伞裙共承受了车顶绝缘 将近 50%的工作电压。因此，由图可知绝缘 子高压端电位下降比较快，伞裙承受的电压 较高，而中间伞裙，颜色变化相对较慢，电 位下降比较缓慢，低压端伞裙上接近底部金 具时，电位变化也比较快。为进一步对比分 析两种绝缘子的电位分布差异，两种绝缘子 的沿面电位分布曲线如图 3 所示，并给出了 高压端前三片伞裙沿面电位。
（a)绝缘子 A
（b)绝缘子 B
图 1 两种绝缘子的模型图
Fig 1 Model of two kinds of insulators
该仿真以结构高度为 400mm 的车顶绝
缘子为研究对象，绝缘子主要结构参数如表
1 所示。
表 1 绝缘子具体技术参数
Tab 1 The technical parameters of insulator
Abstract: EMU Roof Insulators as the main insulation equipment, it’s reliability direct influence normal operation of EMU. The paper analysis the influence of roof insulators structure on insulators electric field distribution by ANSYS Finite Element Method Software, by analysis the insulators electric field distribution with clean mode and separated globules on insulators mode, get influence of insulators structure on insulators electric field distribution. The results indicates that the insulators top with small or big parachute skirt have different electric field distribution， particularly，on insulators with separated globules mode, electric field intensity of insulators top with big parachute skirt is increased, with the increase of electric field intensity, increase the possibility of partial discharge. Key words: insulator; electric field; partial discharge
车顶绝缘子会出现积污、闪络等问题， 影响行车安全。这主要与绝缘子工作环境有 关，绝缘子附近的荷电尘粒要受到电场、空
气流场、重力场等的影响。风速较大时，稳 态拽力对尘粒起主导作用，由空气动力学分 析可知，低温高速气流作用下，绝缘子迎风 面与背风面积污较为严重[5-7]。除空气流场 外，绝缘子表面电场分布对尘粒的积污有一 定的影响，基于伞裙表面垂直电场力促进荷 电尘粒沉积[5]。针对绝缘子的积污特性研究， 可以通过建立污秽绝缘子的模型，利用流体 力学等理论掌握绝缘子的积污特性[7]，结合 电场分析进而掌握积污绝缘子表面的电场 分布[8-9]。目前应用的绝缘子主要有瓷绝缘 子和复合绝缘子两种，动车组车顶绝缘子主 要采用复合绝缘子，硅橡胶材料本身具有优
4 分离水滴附着状态下绝缘子电位分布
2mm，接触角为 90 度，水滴间距离为 2mm。 由图 6 可知，在水滴附着状态下，绝缘子 A 和绝缘子 B 的电位分布有所差别，水滴对绝 缘子 A 的电位分布影响不大，高压端前三片 绝缘子分布接近 50%的电压。对于绝缘子 B， 高压端前四片绝缘子承受了接近 50%的工 作电压。
大于伞套[17-18]。复合绝缘子各组成都份介电
常数和导电率取值见表 2。
表 2 复合绝缘子各组成部分的材料属性
Tab 2 The material properties of the composite
insulator
材料
电导率 相对介电常数
金具 伞套 芯棒 水珠 空气3.8*107 0 0
2.0*10-8 0
名称
尺寸大小
电气间隙
380mm
结构高度 伞间距
大伞伸出 小伞伸出 芯棒直径 护套厚度
400mm 50mm 53mm 33mm 54mm 6mm
建模时，金具、芯棒和伞套的尺寸都参
照实际的复合车顶绝缘子，对于复合绝缘子
芯棒和伞套材料的电导率和介电常数，不同
绝缘子的计算所取的数值随具体产品不同
而略有差异，但总体上都是芯棒的介电常数
(a)绝缘子 A 电位
(a)绝缘子 A 沿面电位分布
(b)绝缘子 A 高压端前三片伞裙沿面电位分 布
(b)绝缘子 B 电位 图 6 分离水滴附着状态下绝缘子电位分布
图 Fig 6 The potential distribution of insulator in
separated globules mode 为进一步对比两种绝缘子的电场分布 特性，基于 ANSYS 软件分析了绝缘子表面 有分离水滴附着情况下的电场特性。已有文 献分析水滴半径、接触角及水滴间距对绝缘 子电场分布的影响，本文重点对比两种绝缘 子的电场分布特性，因此，水滴设置为半径
Fig 5 The surface electric field intensity
distribution of insulator in clean mode 如图 5 所示为洁净状态下两种绝缘子
沿面场强分布图，通过对比分析绝缘子沿面 电场强度，绝缘子 B 的沿面电场强度要略高 于绝缘子 A 的沿面电场强度分布。
(a)绝缘子 A 沿面电位分布
（a）绝缘子 A 电位分布
(b)绝缘子 A 顶端三片伞裙沿面电位分布
（b）绝缘子 B 电位分布 图 2 洁净状态下绝缘子的电位分布图 Fig 2 The potential distribution of insulator
(c)绝缘子 B 沿面电位分布
(d)绝缘子 B 顶端三片伞裙沿面电位分布 图 3 洁净状态下绝缘子沿面电位分布 Fig 3 The surface potential distribution of insulator in clean mode 如图 3 所示为洁净状态下绝缘子 A、B
异的憎水性和憎水迁移性，使得硅橡胶绝缘 子拥有优异的污秽闪络特性。硅橡胶材料由 有机大分子组成，老化是决定硅橡胶寿命的 一个主要因素[10]，绝缘子出现劣化及绝缘子 表面干燥带的大小等对绝缘子表面电场分 布也有一定的影响[10-12]。并且复合绝缘子微 间隙大小也会影响绝缘子表面电场的分布 [12-13]。在秋冬季节，部分地区出现大雾等潮 湿气候，绝缘子表面附着水珠，而表面附着 水珠的绝缘子容易发生局部放电等现象，而 这种局部放电现象的直接原因就是绝缘子 表面的分离水珠引起的电场畸变，直接影响 局部放电的发展。对于水珠对场强影响的研 究，主要针对单个水珠和两个水珠时水珠接 触角、水珠间距对电场的影响[14]，以及分布 大量水珠时，其表面 RTV 涂层对电场分布 的影响[14-15]。针对水珠不同形状及不同分布 状态下绝缘子表面电场的分布情况[16]。