Con el desarrollo del ferrocarril electrificado hacia la dirección de alta velocidad, estabilidad y seguridad, se presentan requisitos cada vez más altos para la operación de la línea aérea de contacto ferroviaria. Sin embargo, debido a la grave contaminación ambiental, con frecuencia se produce una descarga disruptiva del aislador, lo que da como resultado un sistema de suministro de energía anormal. Por lo tanto, es imperativo garantizar el suministro de energía continuo y estable del sistema de suministro de energía de tracción y eliminar el fenómeno de descarga disruptiva del aislador.
1. Análisis de la causa del tapajuntas del aislador
El flashover incluye principalmente flashover de contaminación, flashover de niebla y formación de hielo, incluyendo lluvia, rocío, escarcha, niebla, viento y otros efectos climáticos, o polvo, gas residual, sal natural, polvo, guano y otros contaminantes, así como polvo, gas residual, sal natural, polvo, guano y otros contaminantes. El proceso de contaminación del aislador suele ser gradual, pero también puede ser rápido.
1.1 Destello de contaminación
Los aisladores ordinarios unidos a aisladores no conducen la electricidad en condiciones secas y los aisladores se lavarán. Sin embargo, en áreas con contaminación ambiental grave, cerca de la fuente de contaminación, las materias primas químicas en el aire y los productos químicos difundidos cerca de la fábrica, como polvo de carbón, polvo de cemento, ácido, alcalinidad y propiedades del oro, se adherirá al aislador por un tiempo. Mucho tiempo para formar torta. Fuerte adherencia, no es fácil de limpiar con lluvia, superficie residual, en el caso de llovizna, niebla, rocío y otras condiciones meteorológicas, la superficie del aislante adherida a esta parte de la suciedad estará mojada, la conductividad eléctrica mejorará en gran medida, lo que resultará en la aumento de la corriente de fuga. Cuando el campo eléctrico de la corriente de fuga es lo suficientemente fuerte como para causar la ionización por colisión del aire de la superficie, la descarga de corona o la descarga luminiscente comienza inmediatamente alrededor de la tapa de hierro, lo que da como resultado una delgada línea azul-púrpura debido a la gran corriente de fuga en este momento. La descarga de corona o luminiscente se puede convertir fácilmente en un arco de canal brillante. En tiempo de niebla y rocío, la humedad de la capa de suciedad aumenta, la corriente de fuga aumenta y la longitud local se puede mantener bajo ciertas condiciones eléctricas. Una vez que el arco local alcanza una cierta longitud crítica y la temperatura del canal del arco es muy alta, la extensión adicional del canal del arco ya no requiere un voltaje más alto y se extiende automáticamente a través de las dos etapas, lo que resulta en la descarga del aislador y descarga disruptiva.
1.2 Análisis de la causa de la llamarada de niebla (húmeda)
En un largo período de clima brumoso (húmedo), se forma gradualmente una capa de agua en la superficie del aislador cerámico. Debido a la pérdida de la propiedad hidrofóbica y la distribución desigual de la fuerza de campo de los aisladores compuestos, también se formará una película de agua en la superficie de los aisladores compuestos. Al mismo tiempo, la superficie del aislador está cubierta de impurezas y la composición del agua de niebla es compleja. El aislador termina primero en forma de corona y descarga de arco parcial. Debido al aumento de la humedad del aire, la intensidad de campo de la descomposición del aire se reducirá significativamente. Debido a la ruptura del arco entre las faldas de porcelana en los extremos de los aisladores, una vez que se destruye la primera falda, la segunda falda producirá un voltaje mayor, repitiendo el proceso justo ahora, porque el arco se extinguirá cuando el voltaje de CA excede cero, por lo que en este caso el arco se extinguirá cuando el voltaje de CA exceda cero. La generación de descarga disruptiva del aislador depende del desarrollo del arco y del flujo de aire ionizado. Si la niebla (humedad) es relativamente estable y el arco se vuelve a encender, puede destellar rápidamente, mientras que si el flujo de aire es más rápido, el canal de ionización desaparecerá rápidamente y no se convertirá en un flashover.
1.3 Análisis de la causa del relámpago de hielo
Está determinado principalmente por las condiciones meteorológicas, es un fenómeno físico integral determinado por la temperatura, la humedad, la convección de aire frío y cálido, el medio ambiente y la velocidad del viento y otros factores. Las pequeñas gotas de agua sobreenfriada son difíciles de cambiar de estructura debido a su pequeño diámetro y gran tensión superficial. También es difícil cumplir con la condensación de polvo, aunque la temperatura está por debajo de cero grados centígrados, pero aún a un ritmo de disminución, cayendo lentamente al suelo, formando una "lluvia helada". Esta agua sobreenfriada es muy inestable. Cuando una gota está en contacto con un objeto frío (como un aislante) en el suelo, la vibración del impacto causará la deformación de la gota sobreenfriada, y el grado de flexión de la superficie de la gota disminuye, y la tensión superficial disminuye en consecuencia. El efecto de condensación en la superficie del aislador es similar al de los nódulos. Después de la deformación, las gotas de agua líquida sobreenfriada se adhieren, de modo que las gotas de agua de enfriamiento se condensan en la superficie del aislador en hielo acanalado o acanalado, de modo que la superficie del aislador se cubre en la superficie del aislador en forma de RIM o BORDE. Por lo tanto, la capacidad de aislamiento del aislador se reduce, lo que da como resultado una descarga disruptiva del aislador.
2. Discusión sobre la regla del flashover
2.1 Factores acumulativos de contaminación
(1) Tipo de aislador. Para los aisladores, cuanto mayor sea el diámetro promedio, mayor será la capacidad de acumular contaminación. Bajo las mismas condiciones de contaminación, los aisladores de catenaria con instalación inclinada son más adecuados para acumular contaminación que los aisladores horizontales debido a sus características estructurales y área de eliminación de polvo, por lo que es más probable que se produzcan descargas disruptivas. La superficie superior del mismo aislador es más propensa a ensuciarse que otros aisladores, y la superficie superior es fácil de flamear.
(2) La influencia de las fuentes de contaminación
En las cercanías de los equipos de la línea eléctrica, hay patios, plantas de cemento, plantas de energía y plantas de coque, que pueden acumular contaminación en la superficie del aislador y causar fácilmente descargas disruptivas. Cuanto más densa es la carga ferroviaria, también es fácil causar un flashover del aislador, una de las razones principales. La razón principal es que cuando el tren circula a una velocidad de 60~100 km/h, el polvo volará en la carga y el polvo de metal causado por la fricción de las ruedas y los rieles también salpicará el aislador. Cuando la contaminación es grave, se producirá una descarga disruptiva del aislador. El estudio también encontró que los aisladores del piso del puente están en el rango de evaporación del río durante mucho tiempo, la humedad relativa de los aisladores es alta y la repelencia al agua de los aisladores disminuye año tras año. Durante un largo período de tiempo, se forma una película de agua en la superficie del aislador.
2.2 Factores estacionales
(1) Influencia del tiempo
La precipitación tiene un efecto evidente en el ensuciamiento del aislador. En Shandong, la acumulación de contaminación por aisladores disminuyó en verano y otoño (julio, agosto y septiembre) y alcanzó el máximo a fines del invierno (enero, febrero y marzo). Debido a la alta humedad y la lluvia y la nieve frecuentes en las áreas costeras, también es probable que ocurran descargas disruptivas por niebla aislante y descargas disruptivas por hielo el 1 y 2 de marzo.
(2) La influencia de la temperatura y el medio ambiente
El punto máximo de descarga disruptiva ocurre temprano en la mañana, por lo que el mejor momento para la formación de niebla y la máxima nevada son también el momento más bajo para el aislamiento de la superficie del aislador, y la probabilidad de descarga disruptiva es alta. En general, cuando aparece el sol, la capa de inversión desaparece, la niebla se disipa lentamente y se puede reducir el flashover.
3. Medidas de prevención y control
3.1 Clasificación de áreas contaminadas de diferentes grados
Para evitar el flashover del aislador y la falla de energía, es necesario fortalecer el trabajo anticontaminación del aislador. En primer lugar, es necesario dominar las características de los contaminantes y el ciclo de contaminación, dividir correctamente el área de contaminación para proporcionar una base confiable para el trabajo antidesvanecimiento. De acuerdo con la contaminación y el grado de contaminación, desarrolle diferentes métodos de limpieza y ciclos de limpieza.
3.2 Limpie los aisladores regularmente de acuerdo con las normas estacionales
El fortalecimiento de la limpieza del aislamiento es el medio principal para evitar el flashover del aislamiento. Sin embargo, debido a la gran cantidad de aisladores y la intensa tarea de limpieza, se llevó a cabo una gestión dinámica en el área contaminada, se llevó a cabo una investigación periódica y la sección de contaminación se ajustó oportunamente de acuerdo con la situación real. Se enumeran en el libro mayor de acuerdo con los estándares actuales del área contaminada y se examinan principalmente para conocer el estado actual y los cambios en el área contaminada. De acuerdo con la ley de acumulación de contaminación del aislador, se establece un ciclo de limpieza científico para evitar el mantenimiento a ciegas. Para obtener el mejor efecto de limpieza, el tiempo de limpieza de las piezas clave debe organizarse antes del flashover de alta frecuencia. Las áreas severamente contaminadas se limpiarán en cualquier momento de acuerdo con la situación de contaminación. Además, al limpiar el agua del aislador durante las temporadas de derretimiento de invierno y primavera, la limpieza de la contaminación en la superficie del aislador es muy efectiva y puede reducir efectivamente la acumulación de contaminación en el aislador.
3.3 Sustitución de aisladores compuestos
Los aisladores compuestos tienen un buen efecto de aislamiento y una gran capacidad antiincrustante. Primero, tiene una fuerte aversión a nadar. La falda de escalada del aislador compuesto tiene una fuerte hidrofobicidad. Debido a las características del material de caucho de silicona, se forman gotas de agua en la superficie de los aisladores compuestos, lo que dificulta la humectación de la capa de incrustaciones. Por lo tanto, se mejora la condición de la superficie del medio aislante compuesto, de manera que la capa de ensuciamiento no es fácil de formar una capa conductora continua. La corriente de fuga superficial del aislador cerámico es pequeña, lo que mejora la propiedad de descarga disruptiva del aislador. En segundo lugar, tiene función de autolimpieza. El faldón de escalada del aislador compuesto puede desempeñar un papel de cobertura y reducir la suciedad del aislador. La falda del paraguas en sí tiene una cierta pendiente y una superficie lisa, que es un material elástico suave. Bajo la acción del viento, la lluvia tiene una gran capacidad de autolimpieza, y la falda de la sombrilla tiene cierta pendiente y una superficie lisa. Por lo tanto, la acumulación de contaminación y la concentración de sal de los aisladores compuestos se reducen significativamente, lo que desempeña un papel antipolución. Por lo tanto, los aisladores compuestos son adecuados para áreas de alta contaminación o áreas costeras húmedas.
Sin embargo, los datos muestran que los aisladores compuestos se utilizan en algunos campos debido a su excelente hidrofobicidad y migración de hidrofobicidad, pero la tensión radial de los aisladores compuestos (perpendicular a la línea central) es muy pequeña porque tienen excelentes propiedades de repelencia al agua y migración hidrofóbica. mientras que los aisladores compuestos se utilizan en algunos campos debido a su buena hidrofobicidad y migración hidrofóbica. La propiedad mecánica es débil. Al mismo tiempo, debido a su propio material, el fenómeno de la descarga disruptiva de la superficie del aislador no es obvio, por lo que una vez que la descarga disruptiva del aislador compuesto o el daño interno, la detección de fallas no es fácil de observar y la recuperación del equipo es difícil.