接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)分析及預(yù)防措施

翟克羅 郭大寬

摘要：本文介紹了絕緣子閃絡(luò)產(chǎn)生的特點和危害，分析了導(dǎo)致閃絡(luò)的環(huán)境、季節(jié)因素，針對閃絡(luò)提出了具體的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：絕緣子；閃絡(luò)特點；因素；防治措施。

中圖分類號：U225.4+3文獻標(biāo)識碼： A

0引言

隨著電氣化鐵路向高速性、穩(wěn)定性、安全性發(fā)展，對接觸網(wǎng)的運行提出了越來越高的要求。但由于目前環(huán)境污染日益嚴(yán)重，對供電設(shè)備尤其是絕緣子的產(chǎn)生的越來越大惡劣影響，因此確保牽引供電系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定供電，杜絕絕緣子閃絡(luò)的研究勢在必行。電氣化絕緣子閃絡(luò)是導(dǎo)致電氣化鐵路跳閘故障的主要原因之一，嚴(yán)重時會造成接觸網(wǎng)斷線，影響鐵路運輸。供電部門可分析絕緣子閃絡(luò)原因制定清掃周期，更換新型材料的絕緣子等有效手段遏制因閃絡(luò)引起的跳閘中斷供電。

1、絕緣子閃絡(luò)的特點

閃絡(luò)主要有污閃、霧閃、覆冰等幾種情況，受外界作用，其中包括雨、露、霜、霧、風(fēng)等氣候影響，或者是粉塵、廢氣、自然鹽堿，灰塵，鳥糞，等污穢的污染，絕緣子被污染的過程一般是漸進的，但有時也可能是急速的。

1.1污閃的原因分析

附著在絕緣子普通的污層在干燥狀態(tài)下一般不導(dǎo)電，出現(xiàn)疾風(fēng)驟雨絕緣子將被沖刷干凈。但在環(huán)境污染較為嚴(yán)重的區(qū)段，臨近污染源較近，空氣中所含化學(xué)原料，工廠附近彌漫的碳粉、水泥粉、酸、堿性、金屬性等化工物質(zhì)附著在絕緣子，長時間積污形成結(jié)塊，粘著力強，不易被雨水沖刷干凈，殘留表面，在遇到毛毛雨、霧、露等天氣時，絕緣子表面附著這部分污質(zhì)將被水分所濕潤，電導(dǎo)大大增強，進而導(dǎo)致泄露電流增加。當(dāng)泄露電流電場強度已足以引起表面空氣的碰撞電離時，在鐵帽周圍即開始電暈放電或輝光放電，出現(xiàn)藍紫色細(xì)線，由于此時泄露電流較大，電暈或輝光放電很易直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛擅髁镣ǖ赖碾娀。陟F、露天氣下，污層濕度不斷增加，泄露電流也隨之變大，在一定電氣下能維持局部長度也不斷增加，一旦局部電弧達到某一臨界長度時，弧道溫度很高，弧道進一步伸長就不再需要更高的電壓，自動延伸至貫通兩級，造成絕緣子放電閃絡(luò)

1.2霧（濕）閃的原因分析

在長時間的濃霧（潮濕）天氣下，瓷絕緣子的表面逐漸形成一層水膜，復(fù)合絕緣子由于其憎水性能的喪失，表面也會形成水膜，由于絕緣子場強分布的不均勻，同時絕緣子表面覆有雜質(zhì)，加之霧水的成分復(fù)雜，在絕緣子的端部將是先形成電暈和局部電弧放電，由于空氣濕度的增加，空氣擊穿場強將明顯降低，進而造成絕緣子端部瓷裙間飛弧擊穿，一旦第一片裙邊被擊穿，第二片裙邊講授更高的電壓，重復(fù)出現(xiàn)剛才的過程，由于交流電壓過零點時電弧要熄滅，所以在這種情況下，是否能造成絕緣子閃絡(luò)，取決于電弧的發(fā)展和被電離空氣的流動情況，如果霧氣（濕度）比較穩(wěn)定，電弧的重燃，則可能很快閃絡(luò)，反之，如果空氣流動較快，被電離的通道很快消失，則不會演變成閃絡(luò)。

1.3覆冰閃絡(luò)的原因分析

主要是由氣象條件決定的，是受溫度，濕度，冷暖空氣對流，環(huán)境以及風(fēng)速等因素決定的綜合物理現(xiàn)象，較小的過冷水滴，因直徑過小，表面張力很大，難以改變結(jié)構(gòu)，也難遇到可作為凝結(jié)核的塵埃，，雖然溫度在0攝氏度以下，卻仍以下降速度，緩慢的落至地面，形成“凍雨”。這種過冷卻水很不穩(wěn)定，一旦碰到地面上較冷的物體，如絕緣子，由于碰撞震動可使過冷卻水滴發(fā)生形變，水滴表面彎曲程度減小，表面張力也相應(yīng)減小，而絕緣子表面本身又可以起到類似凝結(jié)核的作用，從而使液態(tài)過冷卻水滴發(fā)生形變后有所依附，于是冷卻水滴便凝結(jié)成雨凇或者霧凇形式的覆冰覆蓋在絕緣子表面，進而減低絕緣子的絕緣能力，導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)。

2、絕緣子閃絡(luò)規(guī)律探討

2.1積污因素

（1）絕緣子類型。對絕緣子而言，當(dāng)其平均直徑愈大，積污能力愈大。在同等污染情況下，接觸網(wǎng)傾斜安裝絕緣子因其結(jié)構(gòu)特點及落塵面積大比水平安裝的絕緣子更宜積污，也就更容易發(fā)生閃絡(luò)。同一個絕緣子上表面比其他表面更容易積污，上表面也容易發(fā)生閃絡(luò)。

（2）污染源影響

在供電線路設(shè)備附近有貨場、水泥廠、發(fā)電廠、焦化廠都會對絕緣子表面產(chǎn)生積污，容易引起閃絡(luò)。鐵路貨運較密集的區(qū)段，也容易造成絕緣子閃絡(luò)主要原因之一。其原因主要因為列車以60-100km/h速度運行，裝載中的粉塵飛揚，列車輪、軌面摩擦產(chǎn)生的金屬粉塵也隨之飛起，有可能積落在絕緣子上，積污嚴(yán)重時，會造成絕緣子閃絡(luò)。研究還發(fā)現(xiàn)，位于橋上的絕緣子因長期處于河水蒸發(fā)范圍之內(nèi)，周邊濕度較大，絕緣子憎水性會逐年降低，長期以后表面形成水膜，極易造成絕緣子的濕閃。

2.2季節(jié)性因素

（1）天氣影響

降水對絕緣子積污有明顯的影響。山東地區(qū)夏秋季節(jié)（7、8、9月）降雨多時，絕緣子積污減少，冬季后期（1、2、3月）絕緣子積污量最大。沿海地區(qū)因空氣濕度大，雨雪天氣頻繁，1、2、3月份也是容易發(fā)生絕緣子霧閃、覆冰閃絡(luò)的天氣。

（2）溫度環(huán)境影響

凌晨時絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)的高峰，因此時霧形成的最好時間和降雪最多的時段，也是絕緣子表面絕緣性最低的時間，發(fā)生閃絡(luò)幾率較大。一般情況下當(dāng)太陽出現(xiàn)后逆溫層消失，霧也就慢慢散去，出現(xiàn)閃絡(luò)的可能也就減低了。

3、防治的措施

3.1劃分不同程度的污染區(qū)

為防止絕緣子閃絡(luò)，造成停電事故的發(fā)生，必須加強絕緣子的防污工作，首先要掌握污穢物質(zhì)的特性和污染期，正確劃分出污染區(qū)，以便為防閃絡(luò)工作提供可靠依據(jù)。根據(jù)不同污穢和污染程度制定出不同的清掃方法和清掃周期。

3.2根據(jù)季節(jié)性規(guī)律，定期進行絕緣子清掃

加強絕緣清掃是防止絕緣閃絡(luò)的主要手段，但由于絕緣子數(shù)量多，其清掃任務(wù)較重，對對污染區(qū)進行動態(tài)管理，周期排查，根據(jù)實際情況及時調(diào)整污染區(qū)段，并對照現(xiàn)行污染區(qū)標(biāo)準(zhǔn)計入臺賬，重點排查污染區(qū)的情況和變化，根據(jù)絕緣子的積污規(guī)律，制定科學(xué)的清掃周期，避免盲目維修。目前，新兗線清掃工作主要集中在每年的4、5月份和10、11月份，為取得最好清掃效果，對重點區(qū)段清掃時間應(yīng)安排在閃絡(luò)出現(xiàn)頻率較高時間段之前，重污染區(qū)根據(jù)污染情況隨時清掃。另外，在入冬及吹春融季節(jié)進行絕緣子水沖洗時清掃絕緣子表面的污穢非常有效的措施，可有效降低絕緣子積污的發(fā)生。

3.3更換復(fù)合式絕緣子

復(fù)合絕緣子具有絕緣效果好，耐污能力強的特點。一是具有強憎水性。復(fù)合絕緣子爬裙具有極強的憎水性，由于硅橡膠材料本身性能，水份在表面形成水滴, 污層難于潤濕, 從而改善了組合絕緣介質(zhì)表面狀況, 污層不易形成連續(xù)的導(dǎo)電層, 使瓷絕緣體表面泄露電流甚小, 改善閃絡(luò)特性。二是具有自潔功能。復(fù)合絕緣子爬裙能起到遮蓋作用, 可減少絕緣子積污, 而傘裙本身有一定的斜度、表面光滑, 并且是軟質(zhì)彈性材料, 在風(fēng)力、雨水作用下的自潔能力強, 所以復(fù)合絕緣子的積污量、鹽密度都有明顯降低, 起到防污作用。所以在重污染區(qū)或海邊潮濕的區(qū)域適合使用復(fù)合絕緣子。

但資料表明，復(fù)合絕緣子因其優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性，具有較強的耐污閃能力，已在部分區(qū)段進行使用，但復(fù)合絕緣子承受的徑向（垂直于中心線）應(yīng)力很小，在機械性能上比較弱。同時因為自身材料的原因，閃絡(luò)后絕緣子表面現(xiàn)象不明顯，所以一旦發(fā)生復(fù)合絕緣子閃絡(luò)或內(nèi)部損壞，故障查巡時不易觀察，設(shè)備恢復(fù)的難度較大。

4．結(jié)束語

在電氣化鐵路的運營中，絕緣子閃絡(luò)的預(yù)防是接觸網(wǎng)運行中較為重要的工作，也是確保電氣化鐵路安全通暢的基礎(chǔ)保障，需要供電管理單位認(rèn)真分析每次閃絡(luò)原因，合理安排清掃工作，不斷總結(jié)經(jīng)驗，采取有效的措施，確保安全供電。

參考文獻

（1）劉俊峰等，氣象因素對供電設(shè)備污閃的影響，河北電力技術(shù)，2002

（2）吳亞光，有機復(fù)合絕緣子運行性能分析[J]。高壓技術(shù)，2006,26（2）-61

（3）丁晉春，鐵路供電線路的覆冰危害及預(yù)防處理