引言
接触网属于电气化铁路的外露部分,长期暴露在外部环境中。铁路建设区跨度长,接触网遇到的自然环境种类繁多。特别是一些铁路线穿越隧道和山区,外部环境相对特殊,接触网绝缘子长期露天运行更容易受到外界污染。比如灰尘污染、工业污染等。,一些沿海地区或南方地区环境潮湿,接触网绝缘子表面导电率增加,更容易出现污闪。一般来说,污闪现象是绝缘子短期内急剧下降。一旦出现这种现象,可能会造成大面积长时间停电,严重影响铁路段的正常运行。但是铁路段本身距离长,沿线使用的接触网绝缘子数量多,短时间内很难找到故障点,急需探索解决办法。
1绝缘子闪光的定义
要解决接触网绝缘子的闪光问题,首先要明确这个概念的定义。理论上,绝缘子闪光是指大量电能在一定时间内聚集在一起,发生热击穿,在潮湿环境中更容易发生。电气化铁路接触网绝缘表面的闪光反应主要是由于表面的污垢和杂物,以及自然天气的影响。可溶性杂物溶于水,然后形成导电膜,破坏接触网绝缘体表面的绝缘水平。此时,发生了强烈的击穿反应,并在电场的作用下放电。理论上,绝缘子表面的杂物分为自然污物和工业污物。自然污物一般与天气因素和自然环境因素有关,包括灰尘、杂物、树叶、海边盐霜、鸟类排泄物等。工业粉尘大多发生在发电厂、水泥厂、化工厂等工业站周围。这些工厂在生产过程中不可避免地排放废气,影响铁路电气化设备。
2绝缘子闪光机理
我们将绝缘子闪光机理分为:①表面积污②表面污层受潮③局部放电引起的干燥带、电弧④闪络的四个过程。具体来说,第一阶段是绝缘子表面污染引起的污垢堆积,一般受自然污染和工业污染物排放的影响,恶劣天气更容易发生表面堆积。调查发现,如果表面污染物堆积,但天气环境良好,部分影响绝缘子表面的绝缘功能,但仍有良好的绝缘水平,基本不影响正常使用。但是,如果已经存在表面污染物,仍然会遇到多水天气或潮湿的环境氛围,污染物会受到环境的影响,溶解在水中,形成具有导电功能的水膜,然后转化为污染层的潮湿状态,进入污染闪光的第二阶段。经过这一阶段,电子设备在运行电压下会出现电流泄漏,一些电流密度较大的区域可能会形成干燥带。干燥袋的出现会在一定程度上阻碍泄漏电流的运行,导致电压不稳定。此时,干燥带中的电压非常高。如果现阶段串联电阻较低,但泄漏电流脉冲较高,会导致电弧的出现,电弧的间歇放电将持续很长时间。如果外部环境始终保持潮湿和肮脏,则电弧强度扩大,达到超临界状态,达到第四阶段。
运行中接触网绝缘子积污原因分析
3.绝缘子周围的大气湿度
我国铁路线的范围非常广。沿海地区的一些绝缘子长期暴露在潮湿、盐分较大的环境中。海风吹过会导致盐累,绝缘子表面会出现导电水膜,更容易发生放电反应。
3.2绝缘子环境污染程度
经济的快速发展促进了一系列工业工厂的建设,大多数工业工厂位于郊区,碰巧铁路线建设一般绕过市中心区域,所以大多数铁路线通过钢厂、水泥厂等严重粉尘污染区域,绝缘子表面容易积累金属物质,也会发生放电反应。
3.3施工环境
接触网绝缘子一般位于铁路上方,铁路运行不可避免地会造成粉尘,也会导致汽车尾气排放,此时绝缘子表面会有杂物堆积。如果铁路穿过隧道区域,绝缘子表面的灰尘更难漂浮,会造成非常严重的粉尘污染。
3.4污闪的季节性和时间性
调查发现,绝缘子的污闪是季节性的,一般更容易在秋末冬初形成雾气。与其他季节相比,空气中的环境湿度相对较高,尤其是凌晨雾气较大时,绝缘子的污闪反应概率较高,更容易导致铁路段停电。
3.5降雨对绝缘子积尘有显著影响
虽然雨季会导致整体环境湿度上升,但由于绝缘子表面长期暴露在外部环境中,降雨也会冲走表面的灰尘,但雨季发生闪光反应的可能性较低。
3.6安装质量
部分铁路线使用的绝缘子质量不合格。如果安装损坏,会导致绝缘子导电,遇到不良环境后污水闪烁的概率会显著提高。
4接触网绝缘子污闪的预防措施
4.1增加绝缘子的爬电距离,提高绝缘水平
提高绝缘子性能可以在很大程度上解决闪光问题。建议在自然环境差或粉尘污染严重的地区选择双绝缘,提高绝缘水平,使用防尘绝缘材料。
4.加强硅橡胶材料的使用
绝缘子闪光本身与外部环境密切相关,灰尘较多,盐分较大的区域容易发生不良反应,如水泥厂、海边等条件较差的区域使用硅橡胶材料,可以在一定程度上降低不良反应的概率。主要原因是复合绝缘子本身具有更好的抗污染能力,更容易清洗。
4.3提高抗污染性能
使用传统绝缘材料的区域也可以通过后期涂抹防污染材料来解决材料抗污染能力差的问题。一般建议使用石蜡、硅等材料。调查发现,具有表面防尘材料的绝缘子清洗功能更好,灰尘更难堆积。在雨天,雨滴落下的水滴不会停留在绝缘子表面,反而会顺势而为。绝缘子表面仍处于相对干燥的状态,绝缘水平不会降低。但这种材料最显著的优点是避免灰尘污染,从根本上降低了污闪反应的概率。
4.4定期清洗绝缘子,提高线路绝缘水平
铁路工作人员应定期进行绝缘子清洗。一些容易被灰尘污染的区域应每年清洗两次,有条件的区域也可以适当增加清洗次数。在污水闪光季节到来之前,必须进行大规模的清洁活动,以确保铁路绝缘子能够正常工作。
4.5.加强绝缘子检查,定期测试绝缘子
定期进行污染检查。如果铁路维修人员发现绝缘子表面损坏,应及时更换,及时清理表面污垢。此外,还应定期进行绝缘功能测试,无绝缘功能的材料应及时更换。
4.6在施工、安装、运输过程中保证可靠性
做好施工控制,使用优质材料,保证绝缘子材料的绝缘水平,运输时多加保护,避免损坏,安装使用轻拿轻放。
结束语
综上所述,随着社会发展进程的加快,电气化铁路建设进入快速发展阶段,各种电气化设备广泛应用于铁路的发展和运行中。接触网作为电气化系统的重要组成部分,其表面清洁度直接影响电气化铁路的使用。本文结合绝缘子闪光的概念、机制和预防措施,为电气化铁路的后续发展提供了技术参考。