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接触网棒式绝缘子污闪原因分析及预防措施 理论广角 I■ChinascienceandTechnologyReview 接触网棒式绝缘子污闪原因分析及预防措施 康红新 (济南铁路局济南供电段) [摘要]随着社会的进步和经济的迅猛发展,环境污染造成的危害日趋突出,接触网分布广,长期处于露天运行,不可避免地经常会受到周围环境和大自然 变化的影响,从而在运行中引发污闪事故,影响铁路正常的运输秩序.本文详细介绍了接触网棒式绝缘子污闪放电的过程和机理,分析了影响绝缘子污闪的主要 因素,并提出了预防接触网棒式绝缘子污闪的主要措施. [关键词]接触网棒式绝缘子污闪预防措施 中图分类号:U227文献标识码:A文章编号:1009—914X(2012)05-0234-02 电气化铁路绝缘子表面积污,在恶劣天气下引起绝缘子在正常工作电压下 发生污闪,造成接触网停电故障的发生,更为严重的造成大面积,长时间接触 网停电事故,是目前电气化铁路常见故障之一,给正常铁路运输生产造成了较 大影响,2007年至今管内曾发生多次因接触网绝缘子污闪影响供电的故障,所 以,了解绝缘子污闪的过程和机理,分析影响绝缘子污闪电的因索,认识绝缘子 表面积污规律,加强绝缘子管理和采取针对l生的预防措施,最大限度地减少绝 缘子污闪对电气化铁路运输生产影响具有十分重要的意义. 1绝缘子污闪的过程和机理 运行的绝缘子在自然环境中,受到SO氮氧化物及颗粒性尘埃等大气环 境的影响,在其表面逐渐沉积了一层污秽物.在天气干燥的情况下,这些表面 带有污秽物的绝缘子保持着较高的绝缘水平,其放电电压和洁净,干燥状态时 接近.然而,当遇有雾,露,毛毛雨以及融冰,融雪等潮湿天气时,绝缘子表 面污秽物吸收水分,使污层中的电解质溶解,电离,导致污层电导增加.这时, 绝缘子的表面泄漏电流就会增加.由于绝缘子的形状,结构尺寸的影响以及 绝缘子表面污层分布不均和潮湿程度不同等因素,使绝缘子表面各部位的电流 密度不同,其结果在电流密度比较大的部位形成了干燥带,例如悬式绝缘子的 钢脚附近,棒式绝缘予裙和芯棒交接处.干燥带的形成促使绝缘子表面电压分 布更不均匀,干燥带承担较高的电压.当电场强度足够大时,将产生辉光放电, 继而产生局部电弧.这时,绝缘子的表面放电模型,相当于表面局部电弧串联 着一段污层电阻.此时局部电弧有可能熄灭,也有可能发展.当局部电弧不断 发生和发展,达到和超过临界状态时,电弧贯穿两极,完成闪络.由此可见,绝 缘子的污闪,取决于以下四个阶段的发生和发展.即:①绝缘子表面的染污过 程.@绝缘子表面污层湿润的过程.③干燥带形成和局部电弧过程.④局部 电弧发展贯穿两极的过程. 1.1绝缘子表面的染污过程 绝缘子表面沉积的污秽,来源于该地大气环境的污染,也受大气条件的洗 涤(例如,风吹和雨淋),还与绝缘子本身的结构,表面光洁度有着密切的关系 运行经验表明,有污染源的工业区及大气污染严重的地区,一般绝缘子表 面的积污也多,工业规模愈大,对周围影响的范围也愈大.一般来说,距工业污 染源越远,影响越弱,绝缘子表面盐密值也逐渐减少. 污染物微粒在绝缘子表面上的沉积,受风力,重力,电场力的作用,其中 风力是最主要的.空气运动的速度和绝缘子的外形决定了绝缘表面周围的气 流特性,在不形成涡流的光滑表面附近,微粒运动速度快,从而减少了它们降落 在绝缘子表面的可能性.反之,下表面具有高棱和深槽的绝缘子表面附近则易 形成涡流,使气流速度下降,创造了污秽沉积的条件. 由于风力对绝缘子表面积污起主要作用,因此,有风,无风及风大,风小 均对微粒的沉积影响较大,也直接影响绝缘子上,下表面积污的差别以及带电 与否对积污的影响.另外,绝缘子表面的光洁度等也影响微粒在其表面的附 着.因此,新的,光洁度良好的绝缘子与留有残余污秽的或者表面粗糙的绝缘 子相比,其沉积污秽的速度应该是不同的. 1.2绝缘子表面污层湿润的过程 大多数的污物在干燥状态下是不导电的,该状态下绝缘子的放电电压和洁 净干燥时非常接近.只有当这些污物吸水受潮,在绝缘子表面形成一层导电膜 时,绝缘子表面的闪络电压才会降低,闪络电压降低的程度与污层的电导率有 关. 运行经验表明.雾,露,毛毛雨最容易引起绝缘子的污闪,其中雾的威胁 性最大.这些气象条件之所以容易发生污闪,是因为它们能够使污层充分湿 润,使污层中的电解质完全溶解,但又不致使污层被冲洗掉.污层的电导越大, 污闪电压越低. 234l科技博览 1.3局部电弧的产生和发展? 运行中的污染绝缘子长期承受工作电压,在潮湿的条件下,表面污层逐渐 受潮,泄漏电流逐渐增大,在电流密度比较大的部位,例如盘形悬式绝缘子的钢 脚,铁帽处,棒形支柱绝缘子的棒径处,污层烘干并形成干燥带.此时绝缘子 承受电压将重新分配,干燥带承受很高的电压,以至出