高速列车车顶绝缘子积污分布特性及优化策略

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高速铁路绝缘子在极端气候条件下的应用研究

高速铁路绝缘子在极端气候条件下的应用研究

高速铁路绝缘子在极端气候条件下的应用研究摘要:高速铁路作为现代城市间交通的重要组成部分,在运行过程中面临着各种气候条件的考验。

而绝缘子作为高速铁路电气化系统中的重要部件,其在极端气候条件下的应用稳定性具有极大的重要性。

本文针对高速铁路绝缘子在极端气候条件下的应用进行了深入研究,分析了绝缘子在极寒和高温环境下的特性变化及问题,提出了应对极端气候条件的改进措施。

1. 引言高速铁路绝缘子在极端气候条件下的应用是一个值得研究的课题。

随着高速铁路网络的不断扩展和运营里程的增加,高铁的运行环境也日益多样化。

而极端气候条件,如极寒和高温等,对绝缘子的性能和可靠性提出了更高的要求。

因此,研究绝缘子在极端气候条件下的应用具有重要意义。

2. 极寒条件下的绝缘子应用在极寒的天气条件下,绝缘子的性能受到了严重的影响。

首先,低温会导致绝缘子材料的脆化,容易发生破裂和破损。

其次,低温还会导致绝缘子的电气性能下降,增加了系统的故障风险。

针对这种情况,可以采取以下措施来改善绝缘子在极寒条件下的应用稳定性:(1) 选用合适的绝缘材料:在极寒条件下,绝缘材料需要具有较好的低温性能,能够保持较高的绝缘性能。

可以考虑使用抗寒性能更好的聚合物材料,如硅橡胶等。

(2) 优化绝缘子的结构:通过改变绝缘子的结构设计,增强其在低温环境下的抗风化性和抗致冷性。

例如增加绝缘子的保护层厚度和增加表面处理等。

(3) 加强绝缘子的防冻措施:采取有效的保温措施,如加装绝缘子套,对绝缘子进行加热,提高其耐寒性能。

3. 高温条件下的绝缘子应用在高温条件下,绝缘子的性能也会受到影响。

首先,高温会导致绝缘材料的老化和脆化,减少其绝缘能力。

此外,高温还会导致绝缘子材料的导电性增加,增加了系统的火灾风险。

因此,在高温条件下,需要采取以下改进措施来提高绝缘子的应用稳定性:(1) 选用高温耐久的绝缘材料:选择高温耐久性能较好的绝缘材料,如硅橡胶和高温电缆等,能够保持较高的绝缘性能并延长使用寿命。

雾霾环境动车组车顶绝缘子积污特性研究

雾霾环境动车组车顶绝缘子积污特性研究

雾霾环境动车组车顶绝缘子积污特性研究随着我国高速铁路的不断发展,铁路运输业已然成为我国经济的重要支撑,高铁的发展使得中国铁路运输能力得到了巨大的提升。

列车的安全、稳定运行是铁路运输系统的保障,而车顶绝缘子是动车组车顶的重要高压器件,一旦发生故障将会造成设备损坏、运输中断,还会带来恶劣的社会影响。

近年来,我国国民经济的飞速发展,工业化进程加速,雾霾已成为一种环境污染,甚至是环境灾害。

与普通的雾不同,雾霾发生时空气中不仅悬浮着自由水滴,还悬浮着大量细微的灰尘颗粒[1-2]。

雾霾期间空气污染严重,以PM2.5为主的污染物浓度将会陡然升高。

雾霾的产生不仅对人体健康、生产生活带来诸多危害,同时它对高速列车的稳定安全运行造成一定的威胁。

空气中的霾会引起车顶绝缘子积污,雾霾中的霾颗粒沉积在绝缘子表面后,会导致绝缘子表面形成污秽层;而空气中的雾沉积在绝缘子表面会润湿绝缘子表面污秽层,污秽层中可溶于水的导电物质会溶于水中形成导电水膜,导致绝缘子表面泄漏电流增大;泄漏电流出现后,由于焦耳热的作用导致污秽层较快变干,形成干燥带,反复作用后出现更多的干燥带并产生局部电弧,大大增加了车顶绝缘子发生污闪的几率。

国内外专家认为雾霾对绝缘子的影响主要体现在两个方面:一方面是湿度的影响,即雾霾中的雾引起绝缘子表面污秽受潮,导致绝缘子的绝缘特性直线下降,从而引发污闪;另一方面是污秽度的影响,即雾霾中的灰霾颗粒引起绝缘子表面积污量的增加,当绝缘子处于高湿环境时,也容易引发沿面闪络。

谢从珍研究了国内外关于雾霾对输变电设备外绝缘特性的相关研究,涉及雾霾的形成与沉降、雾霾的模拟、其对输变电外绝缘特性的影响几个方面[3]。

王黎明通过模拟不同污秽成分、不同湿度的雾霾环境,提出模拟雾霾环境的方法与雾霾环境下开展相关实验的方法[4]。

蒋兴良在自制小型雾霾室内利用超声波雾发生器产生水雾同时利用气溶胶发生器,将处于不同成分(硅藻土CaSO4和(NH4)2SO4)的颗粒物通入试验罐内模拟雾霾环境,并对不同成分、粒径的气溶胶雾霾环境下的绝缘子进行多次交流闪络试验,分析了雾霾成分、颗粒粒径、盐密对绝缘子交流闪络电压影响[5]。

高速铁路绝缘子的自清洁性能研究

高速铁路绝缘子的自清洁性能研究

高速铁路绝缘子的自清洁性能研究随着高速铁路的快速发展,绝缘子作为铁路电气系统中的重要组件,起着连接和分隔电力系统的关键作用。

然而,由于高速列车在运行过程中产生的灰尘、水雾和污染物等环境因素的影响,绝缘子表面容易积聚污垢,导致绝缘性能下降,甚至影响整个电力系统的工作稳定性。

因此,研究高速铁路绝缘子的自清洁性能具有重要的现实意义和工程价值。

自清洁是指材料表面在外界条件下(如光照、降雨等)具有将污染物迅速分解或冲洗的能力。

在高速铁路绝缘子上,实现自清洁性能首先要关注材料的特性以及性能对清洁效果的影响。

一方面,绝缘子表面的材料特性对自清洁性能起着决定性作用。

材料的光催化性能、亲水性和表面结构的特征,都会影响绝缘子的清洁效果。

目前,一些研究表明,采用带有光催化剂的涂层材料能够有效降解污染物,并保持表面的清洁状态。

而一些具有类似莲花叶的微纳结构的表面,能够使得绝缘子表面具有自动清洁能力,使得水滴滚动带走表面的污染物。

因此,研究和改进绝缘子材料的特性,特别是对光催化效果和表面结构进行改良,将是实现高速铁路绝缘子自清洁性能的关键。

另一方面,环境条件对绝缘子的自清洁性能也有重要影响。

高速铁路运行在复杂的环境中,有时会受到恶劣天气和大气污染的影响。

因此,研究绝缘子在不同环境条件下的自清洁性能,对确保其可靠性和安全性非常重要。

通过模拟实际运行条件下的环境因素,如降水、紫外线照射等,可以评估绝缘子在高速铁路环境中的自清洁能力。

研究发现,降水可以将绝缘子表面的污染物冲洗掉,而紫外线可以促进光催化作用,加速污染物的降解,从而提高绝缘子的自清洁效果。

此外,维护和保养也是确保高速铁路绝缘子自清洁性能的关键。

及时清理绝缘子表面的污染物,修复或替换受损的绝缘子,是保持绝缘子良好工作状态的必要措施。

定期进行检查和调整,以提高绝缘子所处环境的卫生状况和绝缘性能。

总之,高速铁路绝缘子的自清洁性能研究对于提高电力系统的工作稳定性、延长绝缘子的使用寿命、减少维护成本具有重要意义。

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

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。

绝缘子的污闪与防治

绝缘子的污闪与防治

绝缘子污闪是导致电气化铁道供电发生跳闸故障的主要因素,多发生在冬末春初和秋末冬初。

频繁的污闪跳闸给正常的供电带来不良影响,严重时还能引起断线事故的发生,给安全供电带来极大的隐患。

比如今年元月份京广线因大雾造成的大面积污闪跳闸故障,长时间停电,旅客列车长时间滞留于区间,给铁路的形象造成不良的影响。

随着我国电气化铁路里程的增多,牵引供电部门的责任也越来越大,防治绝缘子污闪跳闸已是接触网不间断供电,铁路正常运输的重要保证。

1 绝缘子污闪的成因(1)受周围环境影响。

铁路沿线建造的燃煤发电厂、水泥厂、化工厂、冶金厂等工矿企业排出的煤尘、粉尘和废气的主要成分含氧化硅、氧化硫、氧化铝和氧化钙,沿海地区及盐场附近的盐雾含氧化钠,这些含导电性颗粒的烟尘和化学性污秽源大多是酸、碱、盐性物质,一旦受潮,导电将显著提高,易造成闪络故障,使设备绝缘水平降低。

(2)与气候条件有关。

干燥天气,污垢表面电阻较大不易形成闪络。

大雨天气,污垢被雨水冲掉,闪络几率也小。

而大雾、细雨和溶雪天气,空气湿度大,绝缘表面污垢吸潮,这些污秽物质溶解在水分中,形成电解质的覆盖膜,使瓷件和绝缘子的绝缘性能大大降低,致使表面泄漏电流增加,当泄漏电流达到一定数值时,导致闪络事故发生。

2 绝缘子污闪的防治为了防止绝缘子污闪造成停电、断线事故的发生,必须加强绝缘子的防污闪工作。

首先要正确了解线路通过地区的大气污秽程度和污秽性质,确定线路的污秽期和污秽等级,正确划分出污秽区,以便为防污闪工作提供可靠依据。

其次,根据实际情况选择适合本地区的防污闪方法。

目前,在供电运营中防治污闪的方法很多,经归纳主要以下有五种。

(1)定期清扫绝缘子。

在污秽季节到来之前,逐杆清扫绝缘子,除去绝缘表面的污秽物。

一般每年在雨季前清扫一次,可用干布或蘸去污粉的湿布擦干净,也可带电水冲洗。

对污秽严重,不易在现场清扫的绝缘子,更换新的绝缘子,将旧绝缘子带回工厂进行清扫。

(2)更换不良和零值绝缘子。

关于CRH380AL型动车组车顶高压设备污闪故障的应对方法

关于CRH380AL型动车组车顶高压设备污闪故障的应对方法

关于CRH380AL型动车组车顶高压设备污闪故障的应对方法王鹏
【期刊名称】《魅力中国》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】近两年秋冬季节北方常出现雾霾天气,因雾霾天空气中粉尘多,空气湿度大,大量粉尘水蒸气附着在车顶高压设备上导致车顶高压设备放电,高铁动车因高压设备故障被迫停车,影响高铁线路的安全畅通。

为消除不利影响,本文就车顶高压设备污闪故障的应对方法进行总结探讨,以期对此类故障的处理起到一些借鉴作用。

【总页数】1页(P15-15)
【作者】王鹏
【作者单位】郑州车辆段郑州东动车所,河南郑州 450000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.110kV等级变电站室外高压设备污闪、雨闪事故分析及预防 [J], 韩方忠
2.高速动车组车顶绝缘子污闪成因分析及防控措施 [J], 马明;任修臣
3.动车组车顶高压设备污闪故障原因及防范措施 [J], 吴昌荣;于兆华;李浦民
4.CRH3型动车组车顶高压电气设备闪络故障分析及改进 [J], 陈乐恒;张凯荣;周佳;王鑫
5.SS_8和SS_9型电力机车车顶电器污闪故障的分析和改进措施 [J], 文学锋;马维斌;谭自力
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CRH5型动车组高压设备绝缘性能改进分析

CRH5型动车组高压设备绝缘性能改进分析

CRH5型动车组高压设备绝缘性能改进分析摘要: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。

关键词:CRH5型动车组;高压设备;绝缘性能;改进分析前言CRH5型动车组在雾霾等天气下运行,高压设备绝缘性能等级下降,导致高压设备爬电,影响动车组正常行车。

对比国内及国外相关铁路标准,对高压设备绝缘子绝缘性能进行分析,通过增加绝缘子高度,采取增加绝缘垫、绝缘扣盖等方式增大爬电距离,可以避免雾霾等恶劣天气情况下高压设备爬电的问题。

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,以轨道上的钢轨作为回流导体。

1.2.2集成仪表箱集成仪表箱安装在TP和TPB车的车顶上。

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集成仪表箱内。

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。

电网污秽类型_绝缘子的积污特性及防污闪措施

电网污秽类型_绝缘子的积污特性及防污闪措施

中华民居2011年08月电网污秽类型、绝缘子的积污特性及防污闪措施陈明毅(江西省电力设计院输电工程部)摘要:本文作者结合工作经验,论述了电力输电工程中电网污秽类型、绝缘子的积污特性及防污闪措施,可供同行参考。

关键词;绝缘子;积污特性;防污闪措施1 电网污秽类型污秽类型分为固体层型和盐雾型,并对污秽度以等值附盐密度(ESDD)、不溶性密度(又称等值附灰密度)(NSDD)和现场等值盐度(SES)三个参数定量表示。

改变传统上仅以ESDD来定量表示的方式。

污秽的基本类型有两种,即A类和B类,分别介绍如下:A类:沉积在绝缘子表面上的有不溶成分的固体污秽,湿润时该沉积物变成导电。

这种类型污秽的最好表征方法是进行ESDD/NSDD测量。

A类污秽最常见于内陆地区、荒漠地区或工业污秽地区。

当在沿海地区形成了干盐层,然后迅速地被露、雾或毛毛雨等变湿时,也可认为是A类污秽。

A类污秽有两种主要成分,即湿润时形成导电层的可溶污秽物和与可溶污秽物粘合在一起的不溶污秽物。

其中,可溶污秽物可分为高溶解度盐(即迅速溶于水的盐)和低溶解度盐(即很难溶解的盐)。

可溶污秽物用等值盐密(ESDD)度量,单位mg/cm2;不溶污秽物的例子有灰尘、沙、粘土、油等。

不溶污秽物用不溶沉积物密度(NSDD)来度量,其单位为mg/cm2。

B类:沉积在绝缘子上的不溶成分很少或没有不溶成分的液体电解质。

这种型式污秽的最好表征方法是进行电导或泄漏电流测量。

B类污秽最常见于沿海地区,由盐水或导电雾沉降在绝缘子表面。

B类污秽的其它来源的例子有:喷洒农作物、化学雾以及酸雨。

2 绝缘子的积污特性2.1 影响绝缘子积污的因素大气中的固体或液体微粒沉积在绝缘子表面形成污秽层,污层的多少与污秽微粒重量、绝缘子附近受到的风力、电场吸引力、微粒与绝缘子表面的附着力有关。

有关研究表明,当风速较大时,风压力是决定污秽微粒运动并使其附着在绝缘子表面的主要因素;当风速较小时,电场力对较小的带电污秽微粒起着控制作用。

京沪高铁防污(雾)闪工作总结

京沪高铁防污(雾)闪工作总结

各维管段在公司下发文件的基础上,结合各铁路局的要求,细化 为各段的供电设备绝缘管理实施细则和供电设备季节性防治实施细则 。
六、京沪高铁防治雾(污)闪措施
2、科学划分污秽等级,建立特重、重污区台账
为了有效做好防污闪工作,公司依据铁道部《电气化铁道接触 网绝缘污秽分级标准》(TB/T-2007 1997)的规定,要求各段对 全线进行全面调查,根据沿线厂矿等污染源的分布以及河流、湖泊 等自然环境、不同地区的气象条件等,科学划分污秽等级、区段。
表面 积污 与大气污秽和绝缘材质有关
污层 湿润
与地理环境和气候有关
二、京沪高铁沿线地理情况
京沪高速铁路位于中国东部 地区的华北和华东地区,两端 连接环渤海和长三角两个经济 区域。沿线以平原为主,局部 为低山丘陵区,经过海河、黄 河、淮河、长江四大水系。北 京 —— 济南属华北平原,地形 平坦开阔,地势为两端高、中 间低,团泊洼(天津大港、静 海、西青三区县交界)一带为 全线最低处;济南 —— 徐州属 鲁中南低山丘陵及丘间平原, 地形起伏较大,泰安段为全线 海拔最高的区段;曲阜 —— 枣 庄段主要为平原 ,徐州 —— 上 海线路主要通过黄淮、长江三 角洲平原区,局部(滁州 —— 丹阳)通过长江下游平原区, 河道纵横伴有部分丘陵。
六、京沪高铁防治雾(污)闪措施
4、绝缘子的清扫方式
京沪高铁绝缘部件清扫目前主要以人工清扫为主,下一步将辅以水 冲洗方式,在清扫方法上对不同材质、用途的绝缘部件采用不同的方法 。 (1)瓷质绝缘子人工清扫时,用清水或中性清洗液擦洗,再用清洁 干燥的抹布擦拭,对瓷裙内的污秽要求重点清扫,保证污秽物彻底清除 干净。对污秽较重的瓷质绝缘子用电磁干擦剂。清扫后的绝缘子要做到 物见本色。 (2)硅橡胶绝缘子人工清扫时,用毛刷或干抹布去掉绝缘子表面灰 尘,对污染较重确需清洗时,采用清水或中性清洗液擦洗,然后用清洁 干抹布擦拭干净。复合绝缘子清洗要求严禁使用酸、碱溶液和刚性擦洗 工具,以免降低性能(憎水性、抗老化性、机械撕裂强度等),造成硅 橡胶绝缘子损伤。 (3)分段、分相绝缘器使用的硅橡胶绝缘子以及绝缘滑道等复合材 质的绝缘部件,清扫方式按照上述硅橡胶绝缘子人工清扫方式进行的。 (4)绝缘子清扫时采取由上到下的方式进行,避免上部污物落到已 清扫的下部绝缘子。

动车组高压设备污闪成因分析及防控措施

动车组高压设备污闪成因分析及防控措施

动车组高压设备污闪成因分析及防控措施发布时间:2023-01-10T07:38:50.628Z 来源:《科技新时代》2023年1期作者:侯俊腾[导读] 车顶高压设备绝缘系统的状态关系到动车组安全稳定运行。

为了防止雾霾、雨雪等极端恶劣天气下动车组车顶绝缘子污闪放电事故的发生,避免车组车顶高压设备及接触网设备的损坏,维护铁路正常运输秩序,本文结合污闪故障成因,针对性提出相应防控措施,为后续动车组的运营安全提供保障。

侯俊腾中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000摘要:车顶高压设备绝缘系统的状态关系到动车组安全稳定运行。

为了防止雾霾、雨雪等极端恶劣天气下动车组车顶绝缘子污闪放电事故的发生,避免车组车顶高压设备及接触网设备的损坏,维护铁路正常运输秩序,本文结合污闪故障成因,针对性提出相应防控措施,为后续动车组的运营安全提供保障。

关键词:动车组;绝缘子;污闪;闪络放电;防控措施 1 引言随着高铁线路的不断开通、运营里程的不断增长、车组了解的不断深入,部分故障、问题也随之显现,其中动车组车顶绝缘子污闪故障时有发生,究其成因既有环境因素,也有人为因素,本文将从故障成因及防控措施入手进行探讨分析。

2 问题现象及后果受近年雾霾及降雨天气的影响,高铁线路上存在发生动车组高压设备污闪故障风险,造成始发和途中换车及接触网断线等恶劣影响,严重影响了运输秩序。

图1 半刚性终端绝缘子闪络现象案例总结历史故障,动车组在恶劣天气条件下运行时,经常发生车顶高压设备污闪故障,造成受电弓支撑绝缘子、风管等车顶设备不同程度损伤,影响动车组运用检修工作的顺利开展。

为减少动车组车顶高压设备污闪故障对生产作业和运输组织的影响,特对动车组车顶高压设备污闪故障原因进行分析,并针对性提出污闪故障的运用检修防控措施。

3 绝缘子污闪成因分析 3.1高压设备组成图2 动车组高压设备组成动车组的高压部件,主要由受电弓、高压隔离开关、保护接地开关、高压电缆及电缆接头等关键配件组成。

高速铁路绝缘子的表面电荷积聚机理研究

高速铁路绝缘子的表面电荷积聚机理研究

高速铁路绝缘子的表面电荷积聚机理研究绝缘子是高速铁路系统中的重要组成部分,它起着支撑电流和电压的绝缘作用。

然而,在实际运行中,绝缘子的表面会积聚电荷,这会导致绝缘子的性能下降,进而影响整个系统的安全和稳定运行。

因此,研究绝缘子表面电荷积聚的机理对于高速铁路系统的安全运行具有重要意义。

高速铁路绝缘子的表面电荷积聚是由多种因素共同作用引起的。

首先,绝缘子在运行中会受到风沙、雨水等恶劣气候条件的侵蚀,使得绝缘子的表面形成一层细小的颗粒。

这些颗粒会导致表面电荷的局部积聚。

其次,高速铁路运行时由于空气的拖曳效应,绝缘子表面会产生薄膜的摩擦运动,使得细小颗粒在表面产生摩擦充电。

这些充电的颗粒会进一步导致表面电荷积聚。

此外,高速铁路绝缘子周围存在电离气体,当绝缘子表面电荷密度增加时,会引起空气的电离现象。

电离气体从空气中吸收电子,并形成正离子和负离子。

正负离子在绝缘子表面上的聚集会增加表面电荷的积聚。

除了这些机制外,绝缘子表面的湿度、温度等环境因素也会影响表面电荷的积聚。

湿度增加会使绝缘子表面形成一层水膜,改变表面的导电性,从而影响表面电荷的分布。

温度的上升会加剧颗粒的摩擦充电以及电离现象,进一步促使表面电荷的积聚。

为了有效减少高速铁路绝缘子表面电荷的积聚,有几个解决方案值得考虑。

首先,在绝缘子设计和选材阶段,应选择耐受细小颗粒的表面材料,并优化绝缘子的形状和结构,以尽可能降低颗粒的附着和积聚。

其次,在绝缘子的维护保养中,定期清洗绝缘子表面的颗粒和水膜,可有效减少表面电荷的积聚。

此外,通过控制绝缘子周围空气的离子浓度和湿度,也可以减少表面电荷的积聚。

在未来的研究中,需要进一步深入理解高速铁路绝缘子表面电荷积聚的机理。

通过模拟实验和数值模型的建立,可以更加精确地描述表面电荷的分布和积聚情况,为改进绝缘子设计和维护提供科学依据。

此外,结合材料科学、环境科学等相关领域的研究成果,探索新材料和技术的应用,也有助于降低表面电荷的积聚。

电力机车车顶绝缘子污秽放电原因及应对措施

电力机车车顶绝缘子污秽放电原因及应对措施
陆续配属 了2 台 S 9 2 S 型电力机车 , 当武 昌一 北京西 、 担 汉 口一 北京 西 、 昌一 深 圳 、 口一 深圳 直 达列 车 的 武 汉 牵 引任务 . 0 6 1 2 S 型 12 16 18 1 1 20 年 月 日S 9 4 、 2 、 5 、 3 号机 车分别在担当Z 、 3 、 7 、 0 次列车的牵引任务时 , 4 Z 7 Z 7 X13 相 继在 京广 线 清风 店一 望都 、 梁梦 、 黄 柏庄 一安 阳站 ( ) 清风店 发生车顶 绝缘 子放 电故障 , 间 、 4趟列车 被迫 1 )机车车顶绝 缘子雾闪
车, 在北京西站 2 5 正点 开出 , 0: 6 运行到小康庄站 因等
绝 缘子 的湿 润使其 污秽层 电 导增加 , 表面泄 漏 电 流增 大 , 漏 电流的焦 耳热 效应 使安装 螺栓 绝缘 帽 附 泄 近 的 电流 密度 大 , 部污 秽 因发热 而烘 干 , 其 电阻 局 使 激 增 。 干 区的 电阻上 电压 降 随 电阻增 大 而增 大 ,出 烘 现局部 场强很 高 , 在绝 缘子 安装 螺栓 绝缘 帽附 近形成 了蓝紫 色小 弧状 的局 部放 电。
维普资讯
20 0 7年第 2期 20 0 7年 3月 1 t 0E





№ 2.2O 7 O M a .1 .2 07 r 0 0
ELECTRI DRI C VE FOR LOCOM OTI VES
运 用检 修
停车后 , 机车车顶 “ 放炮 ” 处理无效 , 8: 0 , 0 4 请求救援 。
2 检查现状
电力机 车车顶绝缘子污秽放 电
原 因及应 对措 施
雷德 金
( 汉铁路局 机 务处 , 武 湖北 武汉 407 3 0 1)

高速列车车顶绝缘子积污分布特性及优化策略

高速列车车顶绝缘子积污分布特性及优化策略

高速列车车顶绝缘子积污分布特性及优化策略孙继星;罗蜀彩;吴广宁;高国强;杨坤松;胡学永【摘要】In order to solve the pollution accumulating problem of high-speed train roof insulators in rainy and foggy winter environment,a hydrodynamic simulation model was built to study the pollution distribution characteristics of the roof insulators. The movement and forces of pollution particles in high-speed gas flow were analyzed by theory of fluid mechanics,and the particles' adhesion and separation behaviors after colliding to insulator surface were discussed by theory of agglomerating fluidization. On this basis,the optimization strategy to reduce the surface contamination was proposed. Analysis results show that the pollution at windward and lee sides of a roof insulator is more serious than that at lateral side in high speed air flow at low temperature. The pollutant mainly accumulates at the root of insulator shed at windward and lee sides,and only a little is adhered evenly on the insulator shed surface at lateral side. When the shed has no ribs,pollution is less and more uniform. In addition,the pollution density increases with an increase in the shed lower inclination angle,but decreases with an increase in the shed spacing. To achieve the minimum pollution density,the roof insulator shed should has no r ibs on its lower surface,the shed upper inclination angle should be 8°, and the shed lower inclination angle 0 ° .%针对冬季雨、雾环境电气化铁路高速列车车顶绝缘子积污问题,利用流体力学理论分析了高速气流中污秽颗粒的受力和运动,用聚团流化理论对绝缘子表面污秽受力后粘附与分离状况进行了分析,建立了流体力学仿真模型,研究了高速列车车顶绝缘子积污特性,提出了减少表面积污密度的策略。

动车组车顶绝缘子湿污和内部缺陷条件下电场分布研究

动车组车顶绝缘子湿污和内部缺陷条件下电场分布研究

动车组车顶绝缘子湿污和内部缺陷条件下电场分布研究高速铁路凭借输送能力强、速度快、安全舒适等一系列优势,逐步发展成为我国重要的运载工具。

动车组作为高速铁路的核心组成部分,保障其安全可靠运行是提高高铁服务质量的重要标准。

车顶绝缘子是动车组的主要高压绝缘器件,其运行故障不仅会造成铁路运输中断,还会带来恶劣的社会影响。

动车组车顶空间有限,绝缘子的结构高度被局限在狭小的范围内,尽管电压等级不高,但是在高压端局部区域仍表现出高场强特性,降低了绝缘子的运行可靠性。

受电弓支撑绝缘子采用憎水性的环氧树脂材料,在冬季凝露、雾霾条件下仍频繁的发生闪络事故。

闪络主要由于憎水性能下降和表面染污,电晕放电是导致绝缘子表面材料憎水性能下降的首要因素,主要由电场强度过大引起。

芯棒和护套的粘接界面在高场强下易出现电蚀穿孔,间隙的出现会进一步畸变绝缘子内部电场引发放电,严重时导致绝缘击穿。

通过绝缘子表面和内部电场的准确计算不仅能给深入研究绝缘子闪络和内击穿机理奠定基础,还能制定相应的电场优化措施以提高绝缘子运行可靠性。

根据电准静态场和有限元理论构建了动车组受电弓支撑绝缘子的三维有限元计算模型,研究了接触线、受电弓及支架、底座、计算区域等因素对建模计算结果的影响,探明了清洁和污秽绝缘子沿面和空间电场的分布特性,结合受电弓支撑绝缘子实际运行工况分析了过电压和谐波对绝缘子电场分布的影响。

考虑环氧树脂材料的憎水性建立了含水分时受电弓支撑绝缘子的三维有限元模型,分析了水珠对绝缘子表面电场的影响规律,揭示了出现水膜、水流后绝缘子表面电场变化特征,通过简化的平行电极三维电场计算模型探究了电场旋转角和水珠参数变化对最大电场增强因子的影响,提出了最大电场增强因子的逻辑函数表征模型,最后从综合优化电场强度大小和方向角度考虑确定了针对受电弓支撑绝缘子的最优均压环设置方案。

针对汇流母线支撑绝缘子内绝缘击穿事故,建立了相应的多参数电场分析模型,揭示了绝缘子内部的轴向电场分布特征,并通过设置不同的参数模拟内部气体和液体间隙分析了间隙处电场的变化特征,研究了间隙的电导率、尺寸和位置对电场的畸变特性,结合复合绝缘子内部电场畸变规律分析了事故原因。

动车组车顶隔离开关用支柱绝缘子污秽状态下的电场分布特性研究

动车组车顶隔离开关用支柱绝缘子污秽状态下的电场分布特性研究

动车组车顶隔离开关用支柱绝缘子污秽状态下的电场分布特性
研究
常波;张启哲;王胜辉;律方成
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2024(61)4
【摘要】研究污秽状态下支柱绝缘子的电场分布特性有助于理解其放电机理。

文中以FQJG2-30-16-400-M型车顶复合支柱绝缘子为研究对象,进行如下研究:对绝缘子表面进行淋雨试验,同时施加40 kV工频电压,靠近金具部分的伞裙首先发生闪络,且出现了干燥带,伞裙边缘形成大粒径的水珠时,容易引发表面放电。

利用COMSOL有限元分析软件在绝缘子靠近金具的伞裙表面设置干燥带和水珠,护套表面存在干燥带时,电场畸变明显,杆径处的干燥带场强最大,上表面干燥带场强大于下表面干燥带场强,干燥带场强最大值随着干燥带数量增加反而减小。

绝缘子表面出现水珠时,水珠附近的场强明显增大,越靠近中轴线水珠表面电场强度越大。

靠近高压端的水珠的最大电场强度受半径的影响较大,低压端则不明显。

【总页数】5页(P81-85)
【作者】常波;张启哲;王胜辉;律方成
【作者单位】华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TM216
【相关文献】
1.污秽状态下不同盘径复合绝缘子周围电场分布的比较研究
2.污秽潮湿状态下有机复合绝缘子周围电场分布研究
3.动车组车顶绝缘子电场分布特性研究
4.金具结构对动车组受电弓支柱绝缘子附近区域电场分布的影响分析
5.动车组高压隔离开关用绝缘子电场分布特性及其影响因素仿真分析
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CRH380B统型动车组车顶绝缘子闪络现象及 处理措施

CRH380B统型动车组车顶绝缘子闪络现象及 处理措施

CRH380B统型动车组车顶绝缘子闪络现象及处理措施摘要:针对CRH380B统型动车组在京沪高铁上运行时,特别是雨雪、雾霾天气,多次发生车顶高压绝缘子闪络现象,严重影响了动车组的运营安全。

本文从车顶高压绝缘子闪络的根本原因分析,提出了避免车顶高压绝缘子闪络的现象的解决方案。

关键词:动车组;京沪高铁;绝缘子;闪络;方案一、前言自青岛动车段配属的CRH380B统型动车组以来,每年的11月1日至次年的3月31日,当动车组运行在空气污染比较严重的华北地区,当有雾、露、小雨、雪等气象条件下,车顶绝缘子易发生爬电、闪络和拉弧现象,严重影响动车组运营安全,自2015年至今总共发生多起因绝缘子闪络现象导致动车组晚点,危及行车安全,干扰了正常运输秩序。

为了避免上述现象的发生,经过反复研究,采取的措施主要有:加强绝缘子的表面清洁、喷涂车顶绝缘子防污闪涂料、增加橡胶绝缘帽、绝缘子的电气接线螺栓反向安装、更换绝缘子、受电弓部位车顶绝缘漆喷涂等。

二、绝缘子闪络原因分析2.1污闪放电原因分析绝缘子污闪形成主要有三个要素:污秽、湿润和高电压。

污闪形成分为积污、吸潮、烘干、局部出现小电弧、电弧发展和闪络等阶段。

为了提高污闪电压,需要对污闪形成因素进行分析,通过采取有效措施来阻止、中断污闪放电的每一个阶段。

2.2车顶高压绝缘子雾闪现象CRH380B统型动车组长时间运行在浓雾潮湿天气下,由于大气环境污染,在绝缘子表面形成一层成分极为复杂的水膜。

绝缘子在高压下其电场强度分布严重不均匀,使绝缘子端部形成电晕和局部电弧放电。

实验表明,水珠越小起晕电压越小,水珠的运行速度越快起晕电压越大,所以大雾天气比大雨天气更易放电。

CRH380B统型动车组车顶高压绝缘子雾闪现象在冬季雾霾天气尤为明显,主要原因是雾霾天气,空气湿度大、空气中悬浮颗粒总含量严重超标、弥漫在大气中的污秽物在重力作用下,逐渐沉积在车顶绝缘子上,形成了污秽层,污秽层经过沉积和雨雾的湿润,经过一段时间达到了饱和度。

高速铁路绝缘器的耐污积性能研究

高速铁路绝缘器的耐污积性能研究

高速铁路绝缘器的耐污积性能研究高速铁路绝缘器是保障铁路运输安全和稳定运行的重要装备之一。

由于高速铁路环境复杂,常常暴露在恶劣的自然环境中,因此绝缘器的耐污积性能对其正常运行起着重要的作用。

本文将对高速铁路绝缘器的耐污积性能进行研究,并探讨如何进一步提升其性能。

首先,我们需要明确绝缘器的定义和作用。

绝缘器是一种用于隔离电力设备和导电支架之间的绝缘装置,目的是防止电流绕过设备或导电支架而影响运行安全。

在高速铁路运输中,绝缘器的主要作用是防止电流通过铁路结构进入地面,以确保列车的正常运行和乘客的安全。

然而,受到铁路环境的影响,特别是天气条件的变化,绝缘器表面很容易积聚污物和灰尘,导致其绝缘性能下降。

这种污染会降低绝缘器的绝缘能力,使电流绕过绝缘器流向地面,从而引发电气故障和安全隐患。

因此,研究绝缘器的耐污积性能,并寻找有效的防污措施,对于保障高速铁路的安全和可靠运行至关重要。

针对高速铁路绝缘器的耐污积性能研究,我们可以从以下几个方面进行深入探讨:1. 污染物分析:首先需要对高速铁路环境中的主要污染物进行分析,了解其成分和来源。

常见的污染物包括大气中的尘埃、颗粒物、化学污染物和植物等。

通过分析不同污染物的特性,可以为绝缘器的耐污积性能研究提供基础数据。

2. 耐污积性能测试:在实验室中,可以通过模拟高速铁路环境,对绝缘器进行耐污积性能测试。

这些测试可以通过人工制备不同类型的污染物并施加在绝缘器表面,然后通过测量电阻或绝缘强度等指标来评估绝缘器的耐污积性能。

3. 污染物清理和防护技术:在实际运行中,持续的污染物清理和防护技术对于维护绝缘器的正常运行至关重要。

在研究中,我们需要探讨不同的清洗方法和防污涂层等技术,以提高绝缘器的抗污染能力和清洁效果。

4. 材料研究和设计改进:绝缘器的材料选用和设计也对其耐污积性能有着重要影响。

在研究中,我们可以通过对不同材料的比较及设计参数的优化,进一步提高绝缘器的抗污染能力和耐久性。

高速动车组车顶复合绝缘子闪络特性研究

高速动车组车顶复合绝缘子闪络特性研究

高速动车组车顶复合绝缘子闪络特性研究高速动车组车顶复合绝缘子闪络特性研究近年来,高速动车组(High-speed EMUs)在我国的铁路交通系统中发挥着日益重要的作用。

作为现代化高速铁路的标志,高速动车组既有在高速运行时提供稳定电源的需求,又有确保列车运行安全的重要性。

高速动车组车顶复合绝缘子作为重要的电气绝缘装置之一,其闪络特性对列车运行的可靠性和安全性有着关键的影响。

因此,深入研究高速动车组车顶复合绝缘子的闪络特性变化规律,对于提高列车运行的可靠性和安全性具有重要意义。

首先,我们需要了解何为闪络。

闪络是绝缘介质在高电压作用下产生的电气击穿现象。

对于高速动车组车顶复合绝缘子来说,它承受高频高压,因此其闪络特性的研究就显得尤为重要。

高速动车组车顶复合绝缘子的闪络特性主要受到以下几个因素的影响。

首先,材料特性是影响闪络的重要因素之一。

车顶复合绝缘子由多种材料组成,包括硅橡胶、绝缘胶板、玻璃纤维增强塑料等。

这些材料的化学成分、电学特性、绝缘能力等对于闪络特性具有重要影响。

其次,尺寸与几何形状是决定闪络特性的另一个重要因素。

车顶复合绝缘子的尺寸和几何形状会直接影响绝缘子的放电能力和电场分布。

因此,通过优化绝缘子的尺寸和几何形状可以提高其闪络特性。

同时,污秽与湿度也是影响车顶复合绝缘子闪络特性的重要因素之一。

污秽环境下,绝缘子表面会形成一层较薄的导电层,这会导致电场分布不均,增加绝缘子的放电风险。

湿度的变化也会使绝缘子的绝缘性能发生变化,进而影响其闪络特性。

最后,高温环境也会对车顶复合绝缘子的闪络特性产生重要影响。

长时间高温的作用下,材料的导电性和绝缘性能都会发生变化,从而增加了绝缘子闪络的风险。

为了研究高速动车组车顶复合绝缘子的闪络特性变化规律,需要进行一系列的实验和测试。

首先,可以通过在实验室中模拟高速动车组的工作环境,对不同材料、尺寸和几何形状的绝缘子进行放电实验,以确定其闪络特性。

其次,可以建立测试台架,对车顶绝缘子在不同污秽程度和湿度下进行闪络测试。

列车车顶绝缘子气流场分布及其对积污的影响

列车车顶绝缘子气流场分布及其对积污的影响

列车车顶绝缘子气流场分布及其对积污的影响谭黎维;李玉平;徐小燕;唐文韬【摘要】列车高速运行过程中,车顶绝缘子表面的积污特性受绝缘子周围气流场分布特性的影响较大,建立车顶绝缘子的外部三维流场模型,利用有限元模拟的方法计算列车在不同的运行速度下,车顶绝缘子周围气流场分布的情况以及空气中的污秽颗粒与绝缘子表面的碰撞情况,结合现场调研,结果表明:车顶绝缘子的积污特性主要受到绝缘子背风面气压分布的影响,伞裙背风面的负压值、污秽颗粒碰撞率以及实测的积污量均呈两端大中间小的规律,且随着列车速度的加快,伞裙背风面的负压值及污秽颗粒碰撞率皆呈现增加的趋势。

%The air flow field distribution of electric locomotive roof insulator has a great impact on its contamination characteristic at high speed.A 3D flow model of roof insulator was established in this paper,to simulate the situa-tion of air flow field distribution and contamination particles collision with the surface of the insulator at different speeds by finite element bined with field research,the results show that the main factor of the con-tamination characteristics is pressure distribution of the insulator on the leeward side.Negative pressure on the lee-ward side ofsheds,contamination particle collision rate and the actual amount of the contamination exhibit a law that large in the two terminals but small in the middle.Meanwhile,as the speed increases,the negative pressure value on the leeward side of sheds and contamination particle collision rate present an increasing trend.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P116-121)【关键词】车顶绝缘子;气流场;积污特性;SST模型【作者】谭黎维;李玉平;徐小燕;唐文韬【作者单位】湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;江西新航电气化绝缘子制造有限公司,江西萍乡337200【正文语种】中文【中图分类】TM216用于支撑电气母线的车顶绝缘子的工作稳定性直接关系到电气化铁路的安全运行。

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

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。

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Abstract
SUN Jixing1 LUO Shucai1 WU Guangning1 GAO Guoqiang1 YANG Kunsong1 HU Xueyong2





:In order to solve the pollution accumulating problem of highspeed train roof insulators in rainy and foggy winter environment,a hydrodynamic simulation model was built to study the pollution distribution characteristics of the roof insulators. The movement and forces of pollution particles in highspeed gas flow were analyzed by theory of fluid mechanics,and the particles adhesion and separation behaviors after colliding to insulator surface were discussed by theory of agglomerating fluidization. On this basis, the optimization strategy to reduce the surface contamination was proposed.
Vol. 49 No. 2 Apr. 2014
1. 西 610031 ; 2. 青 266061 ) ( 南 交 通 大 学 电 气 工 程 学 院 ,四 川 成 都 岛 四 方 机 车 车 辆 股 份 有 限 公 司 ,山 东 青 岛
孙 继 星 , 蜀 彩 , 广 宁 , 国 强 , 坤 松 , 学 永 罗 吴 高 杨 胡
1 1 1 1 1 2
高 速 列 车 车 顶 绝 缘 子 积 污 分 布 特 性 及 优 化 策 略
:针 对 冬 季 雨 、 雾 环 境 电 气 化 铁 路 高 速 列 车 车 顶 绝 缘 子 积 污 问 题 , 利 用 流 体 力 学 理 论 分 析 了 高 速 气 流 中 要 摘 污 秽 颗 粒 的 受 力 和 运 动 , 用 聚 团 流 化 理 论 对 绝 缘 子 表 面 污 秽 受 力 后 粘 附 与 分 离 状 况 进 行 了 分 析 , 建 立 了 流 体 力 学 仿 真 模 型 , 研 究 了 高 速 列 车 车 顶 绝 缘 子 积 污 特 性 , 提 出 了 减 少 表 面 积 污 密 度 的 策 略 究 结 果 表 明 : 低 温 环 境 .研 高 速 气 流 中 , 车 顶 绝 缘 子 迎 风 面 与 背 风 面 积 污 较 为 严 重 , 且 主 要 分 布 在 伞 裙 根 部 , 侧 面 积 污 较 轻 分 布 于 绝 缘 子 伞 裙 ; 无 伞 棱 结 构 污 秽 在 绝 缘 子 表 面 分 布 均 匀 , 积 污 量 较 少 ; 积 污 密 度 随 伞 裙 下 倾 角 的 增 大 而 渐 增 大 , 随 伞 裙 间 距 8° 、 0° 、 . 下 倾 角 为 伞 裙 下 表 面 无 伞 楞 的 结 构 的 增 大 而 减 小 , 建 议 采 用 绝 缘 子 伞 裙 上 倾 角 为 :污 秽 ; 绝 缘 子 ; 湿 度 ; 流 体 ; 体 积 分 数 ; 粘 附 关 键 词 :TM85 文 :A 中 图 分 类 号 献 标 志 码
南 交 通 大 学 学 报 西 第 49 卷 第 2期 2014 年 4月 JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY :02582724( 文 2014 ) 02034308 DOI: 10. 3969 / j. issn. 02582724. 2014. 02. 024 章 编 号
Analysis results show that the pollution at windward and lee sides of a roof insulator is more serious than that at lateral side in high speed air flow at low temperature. The pollutant mainly accumulates at the root of insulator shed at windward and lee sides and only a little is adhered evenly on the insulator
西 第 南 交 通 大 学 学 报 49 卷 年 来 高 速 铁 路 迅 速 发 展 中 国 进 入 高 铁 时 代 近 . 污 理 论 分 析 列 车 速 度 提 高 产 生 的 高 速 气 流 影 响 车 顶 的 绝 缘 积 1 积 污 和 闪 络 特 性 季 高 速 列 车 车 顶 污 闪 问 题 突 出 , 动 车 组 高 速 运 行 时 , 车 顶 设 备 与 空 气 之 间 产 生 .冬 对 运 动 ,目 前 武 汉 — 广 州 高 铁 运 营 速 度 已 达 石 家 庄 开 往 北 京 西 的 某 列 车 车 顶 绝 缘 相 2012 年 3月 绝 缘 子 与 空 气 之 间 相 对 运 动 速 度 较 高 . 5 h;2013 年 350 km / h, 子 发 生 闪 络 ,导 致 列 车 降 速 ,晚 点 究 表 明 , 物 体 在 静 止 空 气 中 运 行 与 空 气 以 相 同 速 , 开 往 武 汉 的 某 次 列 车 车 顶 绝 缘 子 因 闪 络 停 研 1月 [ ] 流 过 物 体 表 面 产 生 的 流 体 效 果 完 全 相 同.所 车 , 造 成 了 一 定 的 社 会 影 响 了 保 证 铁 路 运 输 系 度 .为 , 文 中 分 析 过 程 采 用 静 止 壁 面 流 动 气 体 模 型 , 对 统 的 安 全 稳 定 运 营 , 需 要 深 入 研 究 高 速 列 车 车 顶 绝 以 . 绝 缘 子 表 面 积 污 特 性 进 行 分 析 缘 子 积 污 特 性 及 伞 裙 优 化 问 题 . [ ]. 文 分 两 个 阶 段 研 究 绝 缘 子 积 污 问 题 : 绝 缘 子 积 污 问 题 一 直 受 到 普 遍 关 注 1 )在 高 速 气 流 中 满 足 流 体 运 输 方 程 , 颗 粒 运 献 [ 比 较 了 高 压 直 流 电 磁 场 环 境 下 室 温 硫 化 硅 ( 1] 方 向 及 运 动 速 度 受 气 流 及 其 他 颗 粒 的 影 响 ; 橡 胶 绝 缘 子 与 瓷 棒 绝 缘 子 的 积 污 特 性 , 分 析 了 电 场 动 污 秽 颗 粒 运 动 到 绝 缘 子 表 面 及 其 附 近 2 )当 环 境 对 绝 缘 子 表 面 积 污 的 影 响 , 大 小 伞 裙 组 合 时 伞 ( , 颗 粒 与 绝 缘 子 表 面 接 触 后 一 般 存 在 分 离 、 粘 附 RTV 绝 时 裙 上 表 面 积 污 较 为 严 重 , 伞 裙 大 小 相 同 时 破 碎 状 态 , 其 中 破 碎 为 颗 粒 携 带 绝 缘 子 表 面 3种 缘 子 比 瓷 棒 绝 缘 子 积 污 严 重 .文 2 ]比 献 [ 较 了 交 直 和 粘 附 颗 粒 脱 离 , 颗 粒 在 绝 缘 子 表 面 停 留 状 态 除 要 流 电 场 对 带 点 颗 粒 的 作 用 机 理 , 结 果 表 明 , 受 直 流 已 虑 流 体 之 间 的 相 互 作 用 , 还 应 考 虑 表 面 粘 性 力 电 场 影 响 , 颗 粒 分 布 主 要 集 中 在 电 极 一 端 ; 而 在 交 考 作 用 . 流 电 场 中 , 污 秽 颗 粒 分 布 较 均 匀 , 受 电 场 影 响 较 小 . 体 分 析 34 ] 文 献 [ 对 污 秽 颗 粒 在 绝 缘 子 表 面 的 碰 撞 系 数 进 1. 1 流 根 据 流 体 力 学 理 论 , 粘 性 污 秽 颗 粒 在 空 气 中 的 行 了 仿 真 研 究 , 并 利 用 数 学 方 法 得 到 碰 撞 系 数 与 颗 动 过 程 满 足 流 体 的 运 输 方 程 , 包 括 : 粒 运 动 速 度 及 其 直 径 的 关 系 述 文 献 研 究 了 绝 缘 运 .上 相 连 续 方 程 1 )气 子 表 面 积 污 的 影 响 因 素 , 但 对 污 秽 颗 粒 在 绝 缘 子 伞 ( 裙 表 面 的 积 污 分 布 状 况 探 讨 较 少 .文 810 ] 献 [ 对 沙 )= 0 , ( ( 1) λ w )+ ( λw v t 尘 暴 环 境 中 长 棒 瓷 绝 缘 子 表 面 积 污 进 行 分 析 , 结 果 式 流 体 密 度 ; :w 为 表 明 , 在 轻 度 污 染 环 境 下 , 长 棒 形 瓷 绝 缘 子 表 面 积 中 混 合 物 中 空 气 的 体 积 分 数 ; λ 为 污 周 期 较 短 , 积 污 量 小 , 积 污 性 能 及 自 洁 性 能 较 好 . 为 混 合 物 中 空 气 速 度 矢 量 . [ ]表 风 洞 实 验 研 究 明 , 风 速 及 空 气 湿 度 是 绝 缘 子 v 相 连 续 方 程 2 )固 表 面 积 污 的 重 要 影 响 因 素 , 当 风 速 空 气 湿 ( < 5 m / s、 )= 0 , ( ( 2) 度 , 绝 缘 子 伞 裙 上 表 面 迎 风 侧 积 尘 较 多 , > 50 % 时 λ w )+ ( λw v t 背 风 侧 积 污 较 少 ; 当 环 境 风 速 环 境 湿 度 > 5 m / s、 < 中 :λ 为 混 合 物 中 污 秽 颗 粒 的 体 积 分 数 ; [ ] , 情 况 相 反.上 述 分 析 主 要 以 自 然 环 境 式 50 % 时 . 为 污 秽 颗 粒 速 度 矢 量 ( 风 速 压 输 电 线 路 为 背 景 , 对 于 高 速 v < 25 m / s )高 [ ] ( 相 动 量 守 恒 方 程 3 )气 电 气 化 铁 路 , 列 车 行 驶 时 产 生 高 速 气 流 (最 高 风 ( λ w v )+ ( λ w v v )= 速 , 上 述 研 究 成 果 具 有 一 定 的 局 限 性 > 100 m / s) . t 文 章 针 对 高 速 铁 路 冬 季 低 温 、 湿 雾 环 境 , 列 车 - λ p + λ w g + τ - β( v -v ) 3) , ( 高 速 行 驶 状 态 车 顶 绝 缘 子 积 污 特 性 展 开 研 究 据 式 .根 中 :p 为 压 力 张 量 ; 空 气 动 力 学 理 论 , 分 析 了 空 气 中 污 秽 颗 粒 的 运 动 状 g为 重 力 加 速 度 ; 态 , 结 合 聚 团 流 化 理 论 分 析 污 秽 颗 粒 在 绝 缘 子 表 面 τ为 气 体 应 力 张 量 ; 的 受 力 ; 建 立 气 两 相 流 体 动 力 学 分 析 模 型 , 分 析 β为 固 . 相 间 曳 力 系 数 了 高 速 气 流 中 污 秽 在 绝 缘 子 表 面 的 分 布 状 况 ; 研 究 污 秽 颗 粒 相 动 量 守 恒 方 程 为 了 上 下 伞 裙 倾 角 、 伞 裙 间 距 、 伞 裙 组 合 、 伞 楞 等 对 绝 ( λ w v )+ ( λ w v v )= t 缘 子 表 面 积 污 的 影 响 .通 过 比 较 , 从 高 速 气 流 绝 缘 , ( T + T )+ β( v -v ) 4) 子 积 污 特 性 角 度 出 发 , 提 出 列 车 车 顶 绝 缘 子 伞 裙 优 λw p+ ( 式 中 :T 、 别 为 颗 粒 相 的 动 应 力 及 碰 撞 应 力 T 分 . . 化 策 略 , 为 高 速 铁 路 绝 缘 子 伞 裙 设 计 提 供 参 考
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