和谐型电力机车车顶绝缘子的故障分析与处理探讨
和谐型机车车顶防污闪问题探讨
２。
２ ． ３ 防护 罩 内部 的 通 风散 热
车顶诸多高压 电气设备集中布置于防护罩 内 ， 考虑 到夏季 车顶温度较高 ， 尤其位于防护 罩 内部 的都是 高压电气设 备 ， 如 果完全密封 ， 内部温度会过高 ， 导致 电气部件 不能 正常工作 或
使 电力 系统设备 外绝 缘表 面污秽 度增 加 ， 与高 湿度 环境 叠加
后， 更容易造 成污 闪， 使得机车 车顶高 压设备绝 缘能力 降低或 造成 电击穿 ， 影 响机车 的正 常运 营。 因此 ， 要想 减轻雾 霾天气 对 电力 系统运行安全的影 响 ， 可从提高设备外绝 缘在高湿度环 境 中的防污 闪能力 ， 以及提高设备外绝缘设计 的耐污水平两方
置在端部顶盖 的高压设备包 括受 电弓 、 受 电 弓支 持绝缘 子等 ， 端部顶 盖采用局部绝缘 ， 增加绝缘强度。 高压 电路原理进行优化设计 ： 对高压隔离开关 的布置位置 进 行调 整 ， 由布置在“ 主断主触 点前” 调整 布置在“ 主断主触点 后” ， 这样通过本节车的主断路 器进行隔离本节机车的受电 弓，
确保设备正常通风冷却及机车的整体 防雨 功能 ， 并在 防护罩通 风窗处设置空气过 滤系统 ， 防止外界污物进入 防护罩 内污染电 气设备工作环境。
２ ． ４ 高压 线路 的 连 接
接地开关 、 避雷器 、 高压电压互感器 、 高压隔离开关 、 ２ ５ ｋ Ｖ穿墙 套 管及放 电间隙集 中布置在一个顶盖上 ， 外面增加 防护罩 。布
其它隐患 ， 所 以防护罩内部设备必须保证 良好的通 风和散热 。 防护罩防护板 四周设有与外界的通风 窗 ， 在 防护罩 内部的 顶盖上设置与机械 间的通风 口， 在机械间 的通风系统考 虑在各
绝缘子常见故障及防范措施
绝缘子常见故障及防范措施绝缘子常见故障及防范措施绝缘子是一种特殊的绝缘控件，它能够在架空输电线路中起到支撑导线、防止电流接地的双重作用。
绝缘子用于电线杆塔与导线承接部，变电所构架与线路联结处。
绝缘子按电介质材料分为瓷瓶式、玻璃式、复合式等三种形式。
分析绝缘子常见故障和维修防范措施，主要是为了防止由于环境和电负荷条件发生变化引起的各种机电应力导致绝缘子绝缘失效，从而损害电力线路的使用和运行寿命。
故障分析绝缘子常年暴露在大气中，受雷击、污秽、鸟害、冰雪、高温、高寒、高差等因素影响，会导致各类事故的发生。
雷击事故。
架空线路通道通常为丘陵、山地、空旷地带及有污染的工业区，线路极易遭遇雷击致绝缘子击穿或爆裂。
鸟害事故。
研究表明，绝缘子闪络事故中，有相当一部分是鸟害引起。
鸟害事故中，相比于瓷绝缘子、玻璃绝缘子，复合绝缘子发生闪络事故的可能性更高。
鸟害引起的绝缘子闪络事故多发生在110千伏及以上输电线路上，35千伏以及下城市配电网中绝缘子因鸟害发生的闪络事故较少。
原因是城区内鸟群相对较少，线路本身的电压不高，能击穿的空气间隙较小，绝缘子无需安装均压环，伞群能够有效防止鸟害闪络事故的发生。
均压环事故。
绝缘子在运行过程中，端部金具附近的电场分布集中，法兰附近空气中场强较高，为了改善端部金具周围的场强，220千伏及以上电网增设了均压环。
绝缘子串在加装均压环后，减少了绝缘子串的净空距离，其耐压水平相对降低，而由于均压环固定螺栓处电晕电压低，在恶劣气象条件下，电晕现象影响了绝缘子串的安全性。
污秽事故。
污秽事故是指积聚在线路绝缘子表面上，具有导电性能的污秽物质，在潮湿天气下，受潮后使绝缘子的绝缘水平大大降低，在正常运行下发生的闪络事故。
不明原因。
在绝缘子闪络事故中，有许多事故是不明原因造成的，如瓷绝缘子零值、玻璃绝缘子爆裂、复合绝缘子跳闸等。
事故发生后，虽经运行单位组织巡视查找，并没有找到具体闪络原因。
这种闪络事故有很多共同特点，大多数发生在深夜至凌晨，特别是阴雨天气，闪络事故发生后，有许多又能够自动重合闸成功。
针对动车组绝缘子污闪问题的探讨分析
针对动车组绝缘子污闪问题的探讨分析[摘要]文章从环境因素和绝缘设计因素两个方面探讨分析了动车组绝缘子污闪的成因，并从这两个方面入手对动车组绝缘子提出了相应的改进措施和建议。
[关键词]动车组绝缘子；污闪；分析中图分类号：u225.8 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0243-010.引言近年来随着各条高铁的陆续开通，动车组上线运营后一系列问题随之暴露出来，其中动车组绝缘子闪络击穿故障时有发生。
究其成因既有环境因素也有绝缘子本身设计问题，本文从这两个方面入手对动车组绝缘子进行了探讨和分析。
1.问题描述1.1 环境因素对高压绝缘性能的影响近年来动车组在冬季雪、雾、霜及春季小雨潮湿天气运行时，时而发生车顶绝缘子闪络事故。
严重时会造成接触网烧断故障，极大的影响了铁路正常运输秩序。
动车组自运营以来，在各条线路多次发生雾霾天气污闪的故障，多列动车出现晚点。
1.2 绝缘设计因素对高压绝缘性能的影响到目前为止，国内动车组的绝缘设计没有遵循同一的标准，即使是同一个电压等级，选取的耐受压水平也存在较大差异。
而造成目前状况的原因十多方面的：1）没有同一的标准。
2）制造厂商对绝缘标准的研究和理解上存在不一致的地方；3）引进产品是按照原生产过的技术标准设计制造的，而不同国家的使用的标准不尽相同；由于高压绝缘失效的特殊性，多数事故发生后没有留下可直接观察的证据，判断事故的性质比较困难，对绝缘事故的处理和认识上有误区。
2.动车组绝缘子污闪原因分析2.1 雾霾天气造成车顶绝缘子闪络放电2.1.1 动车组运行环境恶劣通过统计分析，绝缘子发生闪络的环境温度一般在-3～+3℃，且天气状况多为雾霾、霜雾较重、空气湿度较大。
随着我国工业化进程的加快，铁路沿线环境空气污染较为严重，空气中漂浮这铁硅铝钙灯金属颗粒，据有关文献介绍，含有这些杂质的冰水、污物导电率较高，达到了6700，大大降低了绝缘子的绝缘性能。
2.1.2 动车组运行速度高动车组运行速度一般在200以上，其背风面形成的涡流压力比低速运行时要低，凝结的冰霜层后，因而绝缘子绝缘耐压值小，易发生闪络放电。
CRH3型动车组车顶高压闪络故障分析及改进
CRH3型动车组车顶高压闪络故障分析及改进摘要在雨、雪、霜、雾霾不良天气条件下，CRH3型动车组易发生车顶高压系统外绝缘闪络故障，致使动车组自动降弓，并影响动车组正常运营。
针对此类问题，结合动车组结构特点和运用实际情况，分析了车顶高压部分发生闪络故障的原因，提出了相应的改进措施及建议。
关键词动车组、高压系统、绝缘子、闪络0故障描述2013年12月8日，CRH380B-6426L担当G7552次交路。
8:28分运行至上海虹桥站时，车组报15车车顶隔离开关锁闭，无法重启 (故障代码63CE)，00车VCB无法闭合（故障代码6CA0）。
车组入库后，登顶检查发现15车跨接电缆支撑绝缘子、避雷器及主断有多处电弧击伤的痕迹，如图1、图2所示。
图1 受电弓碳滑板及跨接电缆支撑绝缘子击伤照片图2 避雷器及主断击伤照片1 故障原因分析根据故障情况，分别从历史故障数据和故障现象对故障原因进行分析：（1）历史故障数据分析通过查看CCU历史故障数据，CCU1和CCU2均在08:28:53时刻报线电流过流故障，无其他故障，详细故障数据如下：Car number: 10416426Diagnostic code:6320hCCU 1: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10415426Diagnostic code:63CEh10-Q20: roof line disconnector locked against restartCar number: 10416426Diagnostic code:6334hCCU 2: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10416426Diagnostic code:6320hCCU 1: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10416426Diagnostic code:6334hCCU 2: line overcurrent: hardware protection has respondedCar number: 10415426Diagnostic code:63CEh10-Q20: roof line disconnector locked against restart（2）从故障情况分析，发生拉弧发电的主要有四处：1）15车跨接电缆支撑绝缘子15车跨接电缆支撑绝缘子发生闪络，故障照片如下图所示：图3 15车跨接电缆支撑绝缘子闪络照片从故障照片可以看出，编织电缆紧固螺栓尾部、连接汇流排及绝缘子伞裙均有闪络痕迹，从常理分析，放电首先应该由紧固螺栓尾部引起，通过支撑绝缘子伞裙对地放电，并迅速蔓延至连接汇流排边缘。
动车组车顶高压电气设备闪络故障分析及改进
动车组车顶高压电气设备闪络故障分析及改进随着高铁技术的不断发展，动车组作为高铁列车的一种重要形式，其使用的电气设备也日益复杂。
随之而来的问题就是电气设备的故障率也在逐年增加。
车顶高压电气设备闪络故障成为影响动车组正常运行的重要问题之一。
对于动车组车顶高压电气设备闪络故障的分析和改进显得尤为重要。
一、闪络故障原因分析1.1 设备老化动车组的高压电气设备长期工作在恶劣的环境下，设备老化是不可避免的问题。
老化的设备容易导致绝缘材料的破裂和电气性能变差，从而引发闪络故障。
1.2 环境湿度大在雨水多、潮湿的环境下，动车组的车顶高压电气设备容易受潮受潮，绝缘性能降低，导致闪络故障的发生。
1.3 过载操作在大负载状态下，电气设备容易过热，绝缘材料的老化速度加快，导致闪络故障的发生。
1.4 不良维护轨道交通行业对于动车组的维修保养要求极为严格，如果维护不到位，导致电气设备积尘过多，绝缘材料容易受到损坏，从而引发闪络故障。
二、改进措施2.1 使用优质材料在车顶高压电气设备的制造过程中，采用高质量的绝缘材料和电气元件，可以有效降低设备的老化速度，从源头上减少闪络故障的发生。
2.2 优化设计结合动车组的运行特点和工作环境，对车顶高压电气设备的结构和布局进行优化设计，提高设备的防潮性能和散热效果，从而降低闪络故障的概率。
2.3 加强维护加强对动车组的维护保养，定期清理车顶高压电气设备的积尘和污垢，保证设备的正常工作状态，有效预防闪络故障的发生。
2.4 定期检测建立起严格的检测制度，对车顶高压电气设备进行定期的绝缘检测和故障排除，及时发现和处理潜在的问题，保证设备的正常运行。
2.5 增加保护设备在车顶高压电气设备上增加保护装置，如过载保护、过压保护等，及时发现异常情况并采取措施，避免闪络故障的发生。
三、结语通过对动车组车顶高压电气设备闪络故障的分析和改进措施，可以有效降低这一故障的发生率，保障动车组的正常运行。
也需要在动车组的制造和维护中，不断提高电气设备的质量和可靠性，为乘客提供更加安全、舒适的出行体验。
动车组车顶高压电气设备闪络故障分析及改进
动车组车顶高压电气设备闪络故障分析及改进据统计动车组在运营过程中发生故障多数是由于车顶的高压电气设备顶绝缘子放电、烧损等设备闪络所引起的。
加强动车组列车的安全性和减少故障率，具有极其重要的促进社会经济发展的现实意义。
基于此，结合笔者工作经验。
笔者将对车顶高压电气设备配置外绝缘性性能及结构优化进行研究，探讨引起闪络的内外界因素，如：高速气流、运行时长、高海拔和风沙等对绝缘子容易产生影响的因素，加以分析并提出关于预防闪络的具体可实行措施，同时对于日常保养也提出了建议。
希望能为有关部门人员在工作上提供经验和参考。
标签：动车组;电气设备;车顶;高压;闪络故障;改进随着我国的铁路建设发展势头越来越强，作为重要交通运输工具之一的铁路运输，动车组又是铁路运输的重要组成部分，而动车组车顶的高压电气设备就是动车组的心脏。
然而动车组车顶高压电气设备闪络会造成动车高压设备绝缘故障。
尤其是在我国的高速动车组列车越发的普及的今天，由于动车组之前运行时间相隔较短，一辆列车组的故障将会引起多趟高速列车组的晚点，产生晚点多米诺效应。
所以高铁动车组的车顶电气设备闪络故障不仅会给乘客带来损失，也将给铁路运营公司乃至厂商都带来不可估量的经济影响，以及社会舆论影响。
因此高速动车组列车的安全稳定的运营得到足够的重视，要求我们迫切的去研究和分析发生动车组车顶高压电气设备闪络故障的原因从而提出改进的切实可行措施。
一、动车组高压设备外绝缘结构目前我国高速列车组的车顶高压电气设备普遍安装于主变压器车受电平台上，除了将陶瓷绝缘体用在主断路器上用来与车体绝缘意外。
还通过裸铜软线对高压电气设备间进行连线实现电气连接。
电力机车上部网侧由绝缘子对25kV电路中的电器进行支撑和绝缘，再加上由于其工作环境的恶劣，变会发生闪络故障。
之前郑州铁路局对于此现象进行了探讨和研究，并采用了一系列改造措施，通过喷涂橡胶涂料在绝缘子上的方式大幅度的减少了动车组车顶高压电气设备闪络故障。
探讨CRH5动车组高压设备的绝缘性能
探讨CRH5动车组高压设备的绝缘性能近年来我国各大城市空气污染严重，天气雾霾程度加剧，动车组受运行环境的影响，附着在车顶高压设备绝缘子表面的尘埃及污秽会逐渐加重，致使绝缘子的绝缘性能下降。
针对前期发生的动车组车顶高压绝缘问题，本文对CRH5型动车组车顶高压设备结构及相关绝缘参数进行了分析研究，并对绝缘性能改进进行了介绍。
1 CRH5型动车组高压设备总体介绍1.1 高压设备布置CRH5型动车组车顶高压设备由受电弓、集成仪表箱、主断路器、避雷器、高压母线及相关绝缘子组成。
1.2 高压设备介绍1.2.1 受电弓。
CRH5型动车组使用的受电弓为单臂受电弓，该设备可从25kV、50Hz接触网处集电，轨道上的钢轨可用作回流导体。
1.2.2 集成仪表箱。
集成仪表箱安装在TP和TPB车的车顶上。
所有高压组件均位于箱体上方，带有电子设备的低压组件则安置在箱内。
1.2.3 主断路器。
主断路器在异常情况下会将牵引单元高压电路与接触网线电压隔离，每个主断路器负责一个牵引单元，主断路器用于安全地闭合和断开高压电路。
1.2.4 避雷器。
动车组安装有浪涌避雷器，全列共计4个。
浪涌避雷器上出现的故障，在相关断路器打开的情况下，由车载诊断系统通过电流互感器读取出现的故障。
2 高压设备绝缘子绝缘性能分析2.1 额定冲击电压国外国内标准对过电压的定义：2.1.1 国外标准。
在《铁路应用-铁路车辆上的电气设备第1部分：基本工作条件和基本规则（IEC60077-1-1999）》和《铁路应用绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离（EN50124-1-2001）》标准中将过电压分为以下四种类别：1类过电压（OV1）：电路中具有内部和外部过电压保护且只能出现有限的过电压，因为：不直接与接触网相连；内部操作；处于一个设备或装置内。
2类过电压（OV2）：电路不直接与接触网相连且有过电压保护。
3类过电压（OV3）：电路直接与接触网相连、有过电压保护且不承受大气过电压。
浅谈如何避免机车车顶绝缘子放电闪络
浅谈如何避免机车车顶绝缘子放电闪络一，问题的提出包括车顶绝缘（环保型电气绝缘胶带）子在内的电力机车车顶高压设备安全可靠运行是郑州铁路局"五项专检"内容之一。
电力机车车顶绝缘子的主要作用是将网侧25000伏的高压电与车体之间的绝缘隔离。
如果冬春季雾天空气中的水气夹带着灰尘等导电介质依附在车顶绝缘子上，就会影响车顶绝缘子绝缘性能。
由于网侧电压高，极易发生闪络现象，造成变电所跳闸或烧断接触网。
随着硅橡胶绝缘子，复合树脂绝缘子在电力机车车顶上的大量采用，提高了抗闪络能力。
普通陶瓷绝缘子都进行了表面防污闪涂料的喷涂。
绝缘子在每年4月～11月时，很少发生绝缘子的闪络故障。
但每年的12月～次年3月份车顶绝缘子故障还时有发生。
特别是在大雾天气，车顶绝缘子闪络故障集中发生。
轻则造成绝缘子烧损，接触网跳闸，重则出现接触网被烧断，严重的影响了运输生产和电力机车正常运用。
二，原因分析1.受绝缘子表面污秽状态的影响绝缘子的外绝缘指标主要有：标准雷电冲击耐受电压，工频干耐受电压，工频湿耐受电压和工频污耐受电压。
就目前使用绝缘子来说，前三相指标都能达到要求，目前主要需要讨论的就是第4项技术指标。
目前电力机车绝缘子的各项性能中，对绝缘子闪络性能影响最大的是绝缘子工频污耐受电压。
其原因是在冬季大雾天气，绝缘子表面凝结有水和灰尘，盐分等污染物，绝缘子表面很潮湿，绝缘状态与工频污耐受电压试验情况接近或超过试验中的条件，造成绝缘子耐受电压能力下降，最终形成绝缘闪络击穿。
如早期受电弓绝缘子1的高度为315mm，该绝缘子正常湿闪电压大于85KV，在重污秽（四级污秽）情况下的闪络电压大于32KV，但重复做重污秽情况下闪络电压试验，电压会降到27.2KV，工作时非常容易击穿，闪络。
这表明在电力机车运用条件较差的情况下，减轻绝缘子表面污秽状态是保证绝缘子不闪络的重要因素。
目前，电力机车喷涂的RTV防污闪涂料的击穿电压是20KV/mm，涂料的使用寿命为5年以上。
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和谐型电力机车车顶绝缘子的故障分析与处理探讨
发表时间：2019-07-05T11:25:59.180Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：李忠田1 崔一鸣2 [导读] 摘要：本文对和谐型电力机车车顶绝缘子结构及车顶绝缘子与其他部件之间的相互配合进行了阐述，结合事例对车顶绝缘子进行了故障分析并提出相关处理建议。
（1中国铁路北京局集团有限公司天津电力机车监造项目部天津 300452；2.天津电力机车有限公司天津 300452）摘要：本文对和谐型电力机车车顶绝缘子结构及车顶绝缘子与其他部件之间的相互配合进行了阐述，结合事例对车顶绝缘子进行了故障分析并提出相关处理建议。
可为相关行业技术人员提供技术经验。
关键词：车顶绝缘子；故障分析；处理
引言
随着时代发展机车作为铁路运输的主要载运工具在人们的生活中扮演着重要角色，不论是方便出行的客运还是运载万千物品的货运，运行安全是保证运行任务顺利完成的基础。
机车中众多断路器的正常工作不仅仅关系到机车装备及人员安全，同时关系到运输任务的完成。
车顶绝缘子在众多安全保证中是不可或缺的一环。
1 车顶绝缘子的组成
HXD2C型电力机车车顶采用硅橡胶复合支柱绝缘子，用来支撑车顶受电弓和母线（导电杆）。
该绝缘子由环氧玻璃纤维引拔棒（以下简称树脂芯棒）、高温硫化硅橡胶伞裙以及两端的连接金属器具三部分全封闭式组成，如图一所示。
图一
树脂绝缘芯棒是绝缘子的骨架，起着支撑伞套、内绝缘、连接两端金具的作用，具有良好的抗张强度，抗弯曲疲劳，抗冲击性。
硅橡胶伞裙主要起着保护芯棒，这档风雪，增大爬电距离和外绝缘的作用，具有良好的憎水性和迁移性，以及良好的耐老化、耐高温、电绝缘等性能，并且具有很高污闪电压和耐碎性能。
该复合绝缘子使用环境温度-40℃~+70℃，海拔高度≤2500m，结构高度400mm，最小公爬电距离不小于1050m，耐受标准雷电冲击电压（峰值）≥180kv，工频干耐受电压（有效值）≥90kv，工频湿耐受电压（有效值）≥80kv，人工污秽耐受电压（灰密2.0mg/cm2盐密0.4mg/cm2）≥50kv。
2 故障简要情况
某机车在段整备过程中受电弓升弓时绝缘子被击穿导致接触网断电。
故障发生后公司在段售后现场检查发现车顶绝缘子底座有明显放电烧伤痕迹，绝缘子第一伞裙上颈处有周向裂纹约30mm，绝缘子硅橡胶伞裙下方有多处炸裂痕迹。
3 返厂检查情况
为进一步分析原因所在，实验人员对该故障绝缘子进行细致检查。
在外观检查中发现绝缘子上下连接金属器具有电流击穿痕迹，绝缘子硅橡胶表面有裂痕，绝缘子伞裙下方出现裂纹。
将绝缘子解剖后发现绝缘子内部树脂芯棒中央有明显贯通裂纹，绝缘子被击穿部位的树脂芯棒和硅橡胶之间存在缝隙。
4 故障原因分析及可能性分析判定
4.1过电压
绝缘子工作时存在如雷击等高压情况，这个电压能给予价带电子足够的能量，将其激发到导带，使绝缘子的绝缘性能遭到破坏，形成导电通道，通电后瞬间有强电流流过从而将其击穿。
4.2超温
在高温（350℃以上）情况下，绝缘子伞裙内部电子会从外界获得能量，这个能量越大，其从价带跃迁至导带的几率就越高，即进入导带的数量徒增产生电流造成击穿。
4.3受潮
绝缘子受潮，其上铸铁件会产生铁锈，下雨时水流带着锈物流在绝缘子表面，水分子和锈物作为导电介质，在工频电压下，会造成电子定向移动形成电流将绝缘子击穿。
4.4伞裙老化
绝缘子由于长时间使用，绝缘子伞裙上有裂纹，砂眼等缺陷，使绝缘子内部芯棒外露，长时间裸露会使绝缘子绝缘性能下降，这种情况下长时间工作，绝缘子流过电流激增，从而导致绝缘子被击穿。
4.5树脂芯棒内部存在裂缝
绝缘子内部树脂芯棒在生产过程中由于工艺控制不当形成裂缝，在使用过程中由裂缝位置进入空气和水分子，从而形成导电通道，通电后击穿绝缘子。
5 防范、改进措施
加强对绝缘子检修，检修时注意检查绝缘子伞裙下方颈处是否有裂痕。
增加检查频次及时去除绝缘子上铸铁件的铁锈，在检修过程中，对修复绝缘子进行75kV工频电压试验，不使用工频耐压试验不合格的绝缘子，并对车顶绝缘子检修过程中进行绝缘检测。
参考文献：
[1]吴光亚，有机复合绝缘子运行性能分析[M]．华中电力．1997.06
[2]王勇．运行中合成绝缘子早期故障检测的研究[D].武汉水利水电大学，1995。