接触网绝缘子闪络分析及预防措施

接触网绝缘子闪络分析及预防措施
摘要：本文介绍了绝缘子闪络产生的特点和危害，分析了导致闪络的环境、季节因素，针对闪络提出了具体的预防措施。

关键词：绝缘子；闪络特点；因素；防治措施。

0引言
随着电气化铁路向高速性、稳定性、安全性发展，对接触网的运行提出了越来越高的要求。

但由于目前环境污染日益严重，对供电设备尤其是绝缘子的产生的越来越大恶劣影响，因此确保牵引供电系统持续稳定供电，杜绝绝缘子闪络的研究势在必行。

电气化绝缘子闪络是导致电气化铁路跳闸故障的主要原因之一，严重时会造成接触网断线，影响铁路运输。

供电部门可分析绝缘子闪络原因制定清扫周期，更换新型材料的绝缘子等有效手段遏制因闪络引起的跳闸中断供电。

1、绝缘子闪络的特点
闪络主要有污闪、雾闪、覆冰等几种情况，受外界作用，其中包括雨、露、霜、雾、风等气候影响，或者是粉尘、废气、自然盐碱，灰尘，鸟粪，等污秽的污染，绝缘子被污染的过程一般是渐进的，但有时也可能是急速的。

1.1污闪的原因分析
附着在绝缘子普通的污层在干燥状态下一般不导电，出现疾风骤雨绝缘子将被冲刷干净。

但在环境污染较为严重的区段，临近污染源较近，空气中所含化学原料，工厂附近弥漫的碳粉、水泥粉、酸、碱性、金属性等化工物质附着在绝缘子，长时间积污形成结块，粘着力强，不易被雨水冲刷干净，残留表面，在遇到毛毛雨、雾、露等天气时，绝缘子表面附着这部分污质将被水分所湿润，电导大大增强，进而导致泄露电流增加。

当泄露电流电场强度已足以引起表面空气的碰撞电离时，在铁帽周围即开始电晕放电或辉光放电，出现蓝紫色细线，由于此时泄露电流较大，电晕或辉光放电很易直接转变为由明亮通道的电弧，在雾、露天气下，污层湿度不断增加，泄露电流也随之变大，在一定电气下能维持局部长度也不断增加，一旦局部电弧达到某一临界长度时，弧道温度很高，弧道进一步伸长就不再需要更高的电压，自动延伸至贯通两级，造成绝缘子放电闪络
1.2雾（湿）闪的原因分析
在长时间的浓雾（潮湿）天气下，瓷绝缘子的表面逐渐形成一层水膜，复合绝缘子由于其憎水性能的丧失，表面也会形成水膜，由于绝缘子场强分布的不均匀，同时绝缘子表面覆有杂质，加之雾水的成分复杂，在绝缘子的端部将是先形成电晕和局部电弧放电，由于空气湿度的增加，空气击穿场强将明显降低，进而造成绝缘子端部瓷裙间飞弧击穿，一旦第一片裙边被击穿，第二片裙边讲授更高的电压，重复出现刚才的过程，由于交流电压过零点时电弧要熄灭，所以在这种
情况下，是否能造成绝缘子闪络，取决于电弧的发展和被电离空气的流动情况，如果雾气（湿度）比较稳定，电弧的重燃，则可能很快闪络，反之，如果空气流动较快，被电离的通道很快消失，则不会演变成闪络。

1.3覆冰闪络的原因分析
主要是由气象条件决定的，是受温度，湿度，冷暖空气对流，环境以及风速等因素决定的综合物理现象，较小的过冷水滴，因直径过小，表面张力很大，难以改变结构，也难遇到可作为凝结核的尘埃，，虽然温度在0摄氏度以下，却仍以下降速度，缓慢的落至地面，形成“冻雨”。

这种过冷却水很不稳定，一旦碰到地面上较冷的物体，如绝缘子，由于碰撞震动可使过冷却水滴发生形变，水滴表面弯曲程度减小，表面张力也相应减小，而绝缘子表面本身又可以起到类似凝结核的作用，从而使液态过冷却水滴发生形变后有所依附，于是冷却水滴便凝结成雨凇或者雾凇形式的覆冰覆盖在绝缘子表面，进而减低绝缘子的绝缘能力，导致绝缘子闪络。

2、绝缘子闪络规律探讨
2.1积污因素
（1）绝缘子类型。

对绝缘子而言，当其平均直径愈大，积污能力愈大。

在同等污染情况下，接触网倾斜安装绝缘子因其结构特点及落尘面积大比水平安装的绝缘子更宜积污，也就更容易发生闪络。

同一个绝缘子上表面比其他表面更容易积污，上表面也容易发生闪络。

（2）污染源影响
在供电线路设备附近有货场、水泥厂、发电厂、焦化厂都会对绝缘子表面产生积污，容易引起闪络。

铁路货运较密集的区段，也容易造成绝缘子闪络主要原因之一。

其原因主要因为列车以60-100km/h速度运行，装载中的粉尘飞扬，列车轮、轨面摩擦产生的金属粉尘也随之飞起，有可能积落在绝缘子上，积污严重时，会造成绝缘子闪络。

研究还发现，位于桥上的绝缘子因长期处于河水蒸发范围之内，周边湿度较大，绝缘子憎水性会逐年降低，长期以后表面形成水膜，极易造成绝缘子的湿闪。

2.2季节性因素
（1）天气影响
降水对绝缘子积污有明显的影响。

山东地区夏秋季节（7、8、9月）降雨多时，绝缘子积污减少，冬季后期（1、2、3月）绝缘子积污量最大。

沿海地区因空气湿度大，雨雪天气频繁，1、2、3月份也是容易发生绝缘子雾闪、覆冰闪络的天气。

（2）温度环境影响
凌晨时绝缘子出现闪络的高峰，因此时雾形成的最好时间和降雪最多的时段，也是绝缘子表面绝缘性最低的时间，发生闪络几率较大。

一般情况下当太阳出现后逆温层消失，雾也就慢慢散去，出现闪络的可能也就减低了。

3、防治的措施
3.1划分不同程度的污染区
为防止绝缘子闪络，造成停电事故的发生，必须加强绝缘子的防污工作，首先要掌握污秽物质的特性和污染期，正确划分出污染区，以便为防闪络工作提供可靠依据。

根据不同污秽和污染程度制定出不同的清扫方法和清扫周期。

3.2根据季节性规律，定期进行绝缘子清扫
加强绝缘清扫是防止绝缘闪络的主要手段，但由于绝缘子数量多，其清扫任务较重，对对污染区进行动态管理，周期排查，根据实际情况及时调整污染区段，并对照现行污染区标准计入台账，重点排查污染区的情况和变化，根据绝缘子的积污规律，制定科学的清扫周期，避免盲目维修。

目前，新兖线清扫工作主要集中在每年的4、5月份和10、11月份，为取得最好清扫效果，对重点区段清扫时间应安排在闪络出现频率较高时间段之前，重污染区根据污染情况随时清扫。

另外，在入冬及吹春融季节进行绝缘子水冲洗时清扫绝缘子表面的污秽非常有效的措施，可有效降低绝缘子积污的发生。

3.3更换复合式绝缘子
复合绝缘子具有绝缘效果好，耐污能力强的特点。

一是具有强憎水性。

复合绝缘子爬裙具有极强的憎水性，由于硅橡胶材料本身性能，水份在表面形成水滴, 污层难于润湿, 从而改善了组合绝缘介质表面状况, 污层不易形成连续的导电层, 使瓷绝缘体表面泄露电流甚小, 改善闪络特性。

二是具有自洁功能。

复合绝缘子爬裙能起到遮盖作用, 可减少绝缘子积污, 而伞裙本身有一定的斜度、表面光滑, 并且是软质弹性材料, 在风力、雨水作用下的自洁能力强, 所以复合绝缘子的积污量、盐密度都有明显降低, 起到防污作用。

所以在重污染区或海边潮湿的区域适合使用复合绝缘子。

但资料表明，复合绝缘子因其优异的憎水性和憎水迁移性，具有较强的耐污闪能力，已在部分区段进行使用，但复合绝缘子承受的径向（垂直于中心线）应力很小，在机械性能上比较弱。

同时因为自身材料的原因，闪络后绝缘子表面现象不明显，所以一旦发生复合绝缘子闪络或内部损坏，故障查巡时不易观察，设备恢复的难度较大。

4．结束语
在电气化铁路的运营中，绝缘子闪络的预防是接触网运行中较为重要的工作，也是确保电气化铁路安全通畅的基础保障，需要供电管理单位认真分析每次闪络原因，合理安排清扫工作，不断总结经验，采取有效的措施，确保安全供电。

参考文献
（1）刘俊峰等，气象因素对供电设备污闪的影响，河北电力技术，2002
（2）吴亚光，有机复合绝缘子运行性能分析[J]。

高压技术，2006,26（2）-61
（3）丁晋春，铁路供电线路的覆冰危害及预防处理。