HXD2型機(jī)車車頂高壓設(shè)備污閃故障分析和防范

摘 要：近些年隨著環(huán)境逐漸惡略，動(dòng)車組在惡劣環(huán)境下運(yùn)行，不斷出現(xiàn)污閃故障，導(dǎo)致高壓設(shè)備存在損壞，影響正常使用，為分析HXD2型機(jī)車車頂高壓設(shè)備污閃故障防范措施，先簡單分析車頂高壓設(shè)備，進(jìn)而分析防范措施，希望能為機(jī)動(dòng)車輛運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：高壓設(shè)備；故障分析；絕緣設(shè)備；

中圖分類號(hào)：V351.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-04-00-02

近些年霧霾天氣時(shí)常發(fā)生，空氣中大量的污染物顆粒很容易導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車輛高壓設(shè)備出現(xiàn)污閃故障，導(dǎo)致高壓設(shè)備放電短路，對(duì)行車造成嚴(yán)重影響，為減少機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備污染故障發(fā)生率，有必要提高設(shè)備外緣設(shè)計(jì)防污水平，現(xiàn)分析如下。

一、車頂高壓設(shè)備組成

HXD2型和諧電力機(jī)車是鐵路電力機(jī)車車型之一，最高功率在10000kw，最高時(shí)速可達(dá)120公里/小時(shí)，動(dòng)車機(jī)組車頂高壓設(shè)備包括高壓互感器、接地裝置、高壓電纜、風(fēng)笛輔助設(shè)備、避雷器、主斷路器等，高壓設(shè)備主要滿足級(jí)車電力性能、絕緣性能以及防污性能等，在動(dòng)車組車頂支撐絕緣子連接這些設(shè)備。HXD2型機(jī)車車頂高壓設(shè)備布置見圖1所示，主斷路器是電力機(jī)車總開關(guān)，在出現(xiàn)故障情況下能夠切斷機(jī)車總電源，避雷針用戶保護(hù)機(jī)車電氣設(shè)備避免大氣過電壓的損害，減少跳閘故障率，高壓隔離開關(guān)主要起到隔離電工絕緣設(shè)備作用，高壓連接器安裝在機(jī)車尾部車頂。

二、污閃故障分析

目前HXD2型車組受電弓基本采用DSA200型單筆受電弓，在每節(jié)機(jī)車車頂各安裝一臺(tái)，在升弓時(shí)壓縮空氣進(jìn)入到氣囊，使接觸網(wǎng)和受電動(dòng)滑板接觸，在設(shè)計(jì)中產(chǎn)品部分結(jié)構(gòu)沿用原有設(shè)計(jì)。在環(huán)境逐漸惡劣的條件下，動(dòng)車組原設(shè)計(jì)的車頂高壓設(shè)備與車體間電氣間隙明顯不足，導(dǎo)致車頂以及等電位部分受到高壓設(shè)備放電。依照電力機(jī)車車頂絕緣子相關(guān)要求，首立功與其他高壓設(shè)備支撐絕緣徐的設(shè)計(jì)高速應(yīng)該滿足400mm要求，但是當(dāng)前所采用的設(shè)計(jì)高速并不符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。近幾年，我國環(huán)境逐漸惡化，尤其是去年冬天，冬雪霧霾天氣非常普遍，依照原先的清潔標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)車組車頂高壓設(shè)備很容易被環(huán)境污染，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)車組車頂高壓設(shè)備絕緣性能大大降低，尤其是在北方，這種情況更加嚴(yán)重，在北方停車站以及終點(diǎn)站等停留中，支撐絕緣子的對(duì)地絕緣性能大大降低，很容易產(chǎn)生污閃故障，損害車頂高壓設(shè)備。

在動(dòng)車機(jī)組運(yùn)行初期，由于沒有充分認(rèn)識(shí)到污閃問題，因此并沒有重視車頂高壓設(shè)備清潔工作問題，在清潔中僅僅清潔了絕緣子的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)支撐絕緣子傘裙下的表面清潔不是很徹底，為動(dòng)車組車頂高壓設(shè)備帶來安全隱患。

三、防范分析

依照上文分析，針對(duì)HXD2型車頂高壓設(shè)備出現(xiàn)污閃問題原因，建議從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。

（一）改進(jìn)車頂高壓設(shè)備防護(hù)罩設(shè)計(jì)。高壓設(shè)備防護(hù)罩包括上不防護(hù)蓋和下部防護(hù)板，在上部防護(hù)蓋設(shè)置了觀察窗口方便檢查高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，車頂平面上的法蘭與防護(hù)板之間的連接通過打膠和焊接的方式實(shí)現(xiàn)，防護(hù)蓋在與防護(hù)板連接中則是采用彈簧卡和螺栓實(shí)現(xiàn)。針對(duì)防護(hù)罩內(nèi)的高壓設(shè)備，容易出現(xiàn)污染問題集中在高壓帶電和有電位差的導(dǎo)電設(shè)備間隙，在設(shè)計(jì)中，建議采用污染等級(jí)PD4，針對(duì)集中在頂蓋上的高壓設(shè)備建議采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)工作，滿足電力機(jī)車界限的要求，避免因?yàn)閻毫犹鞖獬霈F(xiàn)污閃故障。

在高壓設(shè)備的設(shè)計(jì)中為實(shí)現(xiàn)接線和電氣部分的絕緣性，建議在高壓設(shè)備防護(hù)罩的進(jìn)出線采用高壓電纜的連接方式，外部電纜終端采用傘裙設(shè)計(jì)方式，增大防護(hù)罩和接線端子之間的距離，提高電氣設(shè)備的安全性，目前這種電纜終端在動(dòng)車車組中廣泛使用，能夠避免外界雨水的侵入。

（二）積極采用防污閃新產(chǎn)品技術(shù)。在車頂高壓設(shè)備改進(jìn)中建議采用防污閃新產(chǎn)品技術(shù)，如可以采用合成絕緣子，這是一種新型高分子材料絕緣子，憎水性比較強(qiáng)，材料本身具有濕閃電壓高的特點(diǎn)。在高壓設(shè)備改進(jìn)中采用高帶增爬裙符合材料，爬電距離大大提高，經(jīng)過使用，這種材料絕緣子能夠經(jīng)受惡劣天氣的考驗(yàn)，但是使用壽命不長，還需要不斷改進(jìn)。針對(duì)車頂外露的導(dǎo)電桿以及軟連線建議采用熱縮型絕緣管，這種熱縮管材料絕緣性較高，能夠減少絕緣子承受的電壓，加大爬行距離，能夠極大提高高壓設(shè)備抗閃絡(luò)能力。針對(duì)絕緣性能比較薄弱的地方，建立采用防污閃材料，如PRTV涂料，防污性能、憎水性能以及耐老化性都很強(qiáng)，可以在主斷路器、高壓電壓互感器底座以及首立功絕緣子底座等噴射防污閃材料，提高設(shè)備在惡劣天氣下的絕緣性。

（三）加強(qiáng)清潔維護(hù)工作。在車頂高壓設(shè)備的運(yùn)行中，加強(qiáng)清潔維護(hù)工作，合理安排清掃工作。目前預(yù)防機(jī)車車頂污閃故障的主要手段是清掃工作，因此有必要合理安排清掃工作，在每年11月份～12月份后就會(huì)帶來嚴(yán)重污染問題，因此把清潔工作放在這個(gè)季節(jié)中，嚴(yán)格執(zhí)行檢查制度，保證清掃質(zhì)量。

在維護(hù)工作中，需要加強(qiáng)絕緣子的清潔檢測工作，在更換機(jī)車頂高壓設(shè)備絕緣子之前，加強(qiáng)測量絕緣組絕緣電阻值，剔除掉達(dá)不到要求的設(shè)備，避免出現(xiàn)安全隱患。機(jī)車車頂高壓設(shè)備污閃問題一般發(fā)生在備用弓附近，因此可以需要有針對(duì)性的應(yīng)急工作，針對(duì)大霧、大雪等不良天氣，在清潔工作中，需要隔離備用弓，若是弓未出現(xiàn)故障，在機(jī)車回段后可以恢復(fù)備用弓的正常工作。若是在運(yùn)行中出現(xiàn)問題，在啟用備用弓的同事隔離故障弓。在維護(hù)工作開展中，需要經(jīng)常查看高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，若是出現(xiàn)問題，可以在車頂打開防護(hù)蓋工作。

HXD2性機(jī)車上車頂需要嚴(yán)格依照作業(yè)順序操作，升弓驗(yàn)電，確定鍛煉后掛好地線，將系統(tǒng)柜安全設(shè)置在開關(guān)隔離位，將安全手柄插入主斷接點(diǎn)開關(guān)插孔，轉(zhuǎn)向左置接地位，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)接地手柄。

四、結(jié)束語

綜上所述，本文主要分析HXD2型機(jī)車車頂高壓設(shè)備污閃防范措施，除了本文所分析的措施之外，還需要注意防護(hù)罩內(nèi)部的通風(fēng)散熱問題，建議在防護(hù)罩內(nèi)部頂蓋設(shè)置通風(fēng)窗，保證機(jī)械件和防護(hù)罩內(nèi)部微正壓，避免外界污染物進(jìn)入到防護(hù)罩內(nèi)造成污閃故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]柳曉蔚.電力機(jī)車高壓設(shè)備污閃及其防治方法[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2013，06：59-62.

[2]任廣慧，夏金鳳.和諧型機(jī)車車頂防污閃問題探討[J].技術(shù)與市場，2014，02：30+32.

[3]吳昌榮，于兆華，李浦民.動(dòng)車組車頂高壓設(shè)備污閃故障原因及防范措施[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2013，06：20-21.