电气化铁路接触网分段绝缘器故障分析与优化方案

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  [摘 要]铁路运输在国民经济发展中具有重要的地位和作用,是我国经济发展的大动脉,随着电气化时代的到来,各种新设备和新技术被应用到了铁路的装备中,提高铁路运营的安全性、稳定性。众所周知,电气化铁路接触网会用到分段绝缘器来进行工作,而这种产品它由于自身设备条件的局限性,再加上长期经受风吹日晒,导致绝缘器会出现这样那样的故障,这给铁路运输特别是重载铁路运营安全带来了隐患,本文我们对当前电气化铁路接触网分段绝缘器平常出现的一些故障进行浅析,并提出一些解决对策。
  [关键词]电气化铁路、接触网、分段绝缘器、故障分析、优化方案
  中图分类号:TM114 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)35-0308-02
  引言:接触网分段绝缘器是在同相供电的不同供电单元间的不影响电力机车运行的电气分段设备。在电气化铁路混合牵引、部分地段环境污染严重的情况下,分段绝缘器绝缘部件的使用寿命受到了极大的影响,检修维护周期也被迫大大缩短。随着电力机车数量的不断增多、货物装卸量的不断增大,分段绝缘器出现的故障频率越来越高,并且直接影响机车整备人员和货物装卸人员的人身安全。
  分段絕缘器由于设计技术问题和自然条件的局限经常会出现一些故障,造成行车不畅,这都要求我们采取有效的措施解决,并且加强电气化铁路接触网分段绝缘器的的研究发展。本文就当前铁路接触网分段绝缘器在运行过程中会出现的一些故障进行了简要分析,并且就此提出了具体的强化研究应用策略。
  对于绝缘器故障出现的原因进行分析的研究具有非常重要的现实意义,我们应该对于绝缘器故障分析的重要性,智能监控、智能控制和保护功能以及测量功能,熟练掌握其中的模块组成,通讯模块和中央控制系统,从而提出一些能够有效优化电气化铁路接触网分段绝缘器的具体措施。
  一、分段绝缘器主要参数相较
  我国当前的电气化铁路在接触网控制系统中主要应用的分段绝缘器,现基本上实现了国产化。最早引进的分段绝缘器始于80年代,建设当时的郑宝铁路电气化时,应用英国产的分段绝缘器,该种类型的绝缘器总体性能已经发展超出了进口产品的规定指标。在建设大秦电气化铁路时,应用了瑞士产的分段绝缘器,该设备引用了全套性的生产技术。建设京郑铁路时,使用了法国的分段绝缘器。最后阶段是在建设哈大铁路时,引用的德国分段绝缘器,现如今将分段绝缘器应用的主要技术参数以及铁标相关规定进行简单比较(如表1所示)。
  二、分段绝缘器的故障形式
  现场出现的分段绝缘器故障主要是绝缘部件故障,根据表现形式可以分为显性故障和隐性故障。显性故障可以明显看到绝缘器构架遭到破坏:通常为一根主绝缘板断裂,绝缘器被拉直,有时桥式绝缘子被烧损变形、甚至在一侧断裂。绝缘器的隐性故障则表现出架构完整,有时只能在特定环境下才能构成故障,主要是:绝缘强度降低,绝缘滑道底部爬弧严重,停电线路有网压,甚至恶劣天气造成绝缘滑道击穿,引起跳闸。以下就是我们的具体分析:
  (一)显性故障
  所谓的显性故障,顾名思义就是指我们从表面可以看到的故障,也就是说它们是很明显的,主要是指那些机器外部出现的大的损伤,具体就是指绝缘器的构架。
  (1)它是一个整体的框架,这个框架受到损害从根本上来说是不会影响到绝缘器的根本运转的,但是也会给绝缘器造成一定的损害,会在一定程度上降低絕缘器的工作效率,造成潜在安全隐患。
  (2)一般来说,它就是绝缘器外面的一根主绝缘板断裂,这是人们在维修的时候就能够明显看到的故障,这种主绝缘板的断裂会拉直整个绝缘器,这样绝缘器就不能正常运行,这个故障出现的原因多数是不按规定操作造成的。而且随着目前列车运行速度逐渐提高,弓网压力增大,螺栓更容易脱落,致使绝缘器零件问题影响整个绝缘器的运作,从而影响正常的列车运行安全。
  (二)隐性故障
  所谓的隐性故障,我们就是说那些隐藏在绝缘器内部的故障。
  (1)这些故障需经维修人员对绝缘器的深入检查才能发现它存在的问题。这种隐性的故障出现时一般来说它外面的整体框架是相对完整的,只是内部出现了问题,这种故障对于绝缘器的工作效率影响更大。
  (2)出现隐性故障以后,整个绝缘器的绝缘功能就会降低,绝缘滑道底部爬弧严重,严重的时候会引起整个绝缘器跳闸,发生弓网故障,使得路网正价的牵引欲能增加,导致电气烧伤。
  三、故障原因分析及后果
  通过对于分段绝缘器的出现的故障分析,设备质量、环境因素、操作人员素质等造成分段绝缘器故障的客观、主观因素。而出现这些故障的原因就是接下来我们要进行的分析:
  (一)绝缘器是一种铁路装置中相对隐性的装置,人们对它的故障排查和保养不重视
  对于绝缘器的故障排除与保养这样一个极其重要的工作而言,制定一个合理完善的管理机制是首要基础之一,但是,在实际管理过程中,并不能根据铁路发展的实际制定一个符合电气化装置发展的管理机制,许多铁路运行单位对于绝缘器的故障排除和保养管理机制整体上比较落后,并不能满足绝缘器维修服务网络模式构建的实际需求。例如,许多绝缘器生产部门和企业对于绝缘器在铁路发展过程中的市场发展趋势以及发展过程没有一个准确的定位,在制定管理机制的过程中坚持采用传统的管理机制,而忽略了网络技术的应用,不能合理的将分段绝缘器的生产发展现代网络技术进行结合。尽管近几年来我国的电气化行业在突飞猛进的发展,但是,到目前为止,与其他国家相比较,我国对于分段绝缘器的故障排除和保养工作做的还不够到位。而且很多铁路部门的管理人员也认识不到进行绝缘器有关管理的重要性,他们认为绝缘器只是一个隐形的铁路装置,没有必要进行专门的管理,这种错误的认识就给绝缘器的故障产生创造了一定的条件。
  (二)绝缘器的运行受环境影响比较大   对于铁路上必备的分段绝缘器来说,它本身就是铁路的一种常用装置,此外它经常是被人们暴露在外面的,因此,在使用过程中就很容易受到各种外在环境条件的影响,特别是刮风、下雨、太阳的暴晒,都会使绝缘器的性能受到影响,而且长期的环境影响必然会使得绝缘器产生显性和隐性的故障,因此环境气候对于绝缘器的影响也是非常大的。
  四、解决当前分段绝缘器常见故障的有关对策
  (一)加强分段绝缘器的故障数据记录和保养管理
  在电气化铁路运营中,绝缘器已经成为了一种普遍的装置,那么伴隨着它出现的越来越多的故障问题,人们不能一味的盲目进行维修和管理,而是应该采取合理的措施去提高维修效率。首要的一点就是我们要在对分段绝缘器进行维修的的发展过程中,必须具备一个丰富的资源积累经验是极其重要的,也就是说一定要重视对于绝缘器常见故障的一个数据积累,不同的故障进行不同的数据记录,把每一次检查和维修的数据进行有关的对比,找到它们的共同之处和不同之处,把这些信息进行有关的整合。同时,在保养维修绝缘器的过程中,可以利用多媒体技术对绝缘器的整个运转情况进行监督,然后及时的了解并且记录所有数据,然后对数据进行分析和整理。这就可以整合很多种绝缘器经常出现的问题,从而方便绝缘器出现故障进行及时的诊断和维修。
  同时,人们也应该要注意对于绝缘器本身的一种保护,在平时的运行中尽可能的保护绝缘器不受自然环境的影响,把它进行相应的包裹,防止风吹日晒。
  (二)提高绝缘器使用人员的整体素质,采用先进的绝缘器
  对于绝缘器使用过程中出现的各種问题,我们不难看出除了绝缘器本身存在的一些局限性之外,操作人员对于绝缘器的使用技术了解不到位也会造成绝缘器故障频出。绝缘器在电气化铁路接触网应用到使用过程中,需建立专门的培训机构,让一线操作人员进行对绝缘器使用说明的相关学习,提高他们对于绝缘器的认识,从而让他们更加合理的使用绝缘器。同时,为减少绝缘器故障,在进行相关产品采购时一定不能盲目,必须选择购买高质量的绝缘器,从源头上减少故障的发生,杜绝西安地铁电缆事故重演,从而达到以一胜多。
  同时加强对重点处所分段绝缘器应根据电力机车整备量、周边环境污染程度加强对分段绝缘器绝缘部件的清扫,缩短绝缘滑道的清扫周期,特别对炭粉附着较严重的绝缘滑道底部要使用丙酮进行有效的清扫。同时通过有效手段,加强车站、机务段人员对分段绝缘器使用条件的学习,并严格按规定操作隔离开关、使用分段绝缘器,使分段绝缘器在良好的工作条件下运行。提高司机正确操作的能力,避免机车在分段绝缘器下方停留、取电,避免闯分段情况的发生。
  五、结束语
  电气化重载铁路时代的到来,让更多新技术、新工艺应用到铁路上,绝缘器设备也会在自身质量上得到长足进步,通过深入分析分段绝缘器的故障、评价分段绝缘器的性能、提供有效的问题解决方案,为高效管理既有设备提供新思路,提高电气化铁道的装备和管理水平。
  参考文献
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