CRH380B统型动车组车顶绝缘子闪络现象及处理措施

CRH380B统型动车组车顶绝缘子闪络现象及处理措施

王伟伟谭天赋

中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段山东青岛266000

摘要：针对CRH380B统型动车组在京沪高铁上运行时，特别是雨雪、雾霾天气，多次发生车顶高压绝缘子闪络现象，严重影响了动车组的运营安全。本文从车顶高压绝缘子闪络的根本原因分析，提出了避免车顶高压绝缘子闪络的现象的解决方案。

关键词：动车组；京沪高铁；绝缘子；闪络；方案

一、前言

自青岛动车段配属的CRH380B统型动车组以来，每年的11月1日至次年的3月31日，当动车组运行在空气污染比较严重的华北地区，当有雾、露、小雨、雪等气象条件下，车顶绝缘子易发生爬电、闪络和拉弧现象，严重影响动车组运营安全，自2015年至今总共发生多起因绝缘子闪络现象导致动车组晚点，危及行车安全，干扰了正常运输秩序。

为了避免上述现象的发生，经过反复研究，采取的措施主要有：加强绝缘子的表面清洁、喷涂车顶绝缘子防污闪涂料、增加橡胶绝缘帽、绝缘子的电气接线螺栓反向安装、更换绝缘子、受电弓部位车顶绝缘漆喷涂等。

二、绝缘子闪络原因分析

2.1污闪放电原因分析

绝缘子污闪形成主要有三个要素：污秽、湿润和高电压。污闪形成分为积污、吸潮、烘干、局部出现小电弧、电弧发展和闪络等阶段。为了提高污闪电压，需要对污闪形成因素进行分析，通过采取有效措施来阻止、中断污闪放电的每一个阶段。

2.2车顶高压绝缘子雾闪现象

CRH380B统型动车组长时间运行在浓雾潮湿天气下，由于大气环境污染，在绝缘子表面形成一层成分极为复杂的水膜。绝缘子在高压下其电场强度分布严重不均匀，使绝缘子端部形成电晕和局部电弧放电。实验表明，水珠越小起晕电压越小，水珠的运行速度越快起晕电压越大，所以大雾天气比大雨天气更易放电。

CRH380B统型动车组车顶高压绝缘子雾闪现象在冬季雾霾天气尤为明显，主要原因是雾霾天气，空气湿度大、空气中悬浮颗粒总含量严重超标、弥漫在大气中的污秽物在重力作用下，逐渐沉积在车顶绝缘子上，形成了污秽层，污秽层经过沉积和雨雾的湿润，经过一段时间达到了饱和度。动车组在高速运行时在车顶绝缘子背风面形成低压涡流区，被严重污染的雾气在大气气流的作用下，加上冬季温度较低，绝缘子背风面凝霜结冰，在电晕状态下开始溶化，使泄漏电流增大、绝缘子沿面放电电压下降，形成绝缘子污秽状态的沿面放电，导致车顶高压设备被击伤，严重时造成变电所跳闸停电。

2.3动车组运行速度

车顶绝缘子击穿的情况大多发生在列车停车或列车刚刚启动时，而在运行途中却很少发生。这是因为动车组在高速运行时，气流的吹弧与冷却作用，使得闪络击穿不易发生；当动车组停车时，处于临界状态的冰霜在电晕作用下开始溶化，冰体内污染介质形成导电体，从而导致闪络接地。

2.4动车组车顶高压绝缘子表面清洁程度

动车组车顶高压绝绝缘子清洁不干净也是诱发击穿闪络的重要因素之一。这是因为表面清洁不干净会增加绝缘子表面的漏泄电流，使污闪的几率增大。

图1涂喷后的状态，

三、处理措施

3.1加强绝缘子的表面清洁

对每日入检修库检修的动车组车顶绝缘子表面进行清洁，提高绝缘子表面清洁度。此方法是CRH380B统型动车组车顶绝缘子防污闪的一个基本手段。在绝缘子清洁过程中严格执行验收检查制度，确保车顶绝缘子清洁质量。

3.2喷涂车顶绝缘子防污闪涂料

防污闪涂料涂敷在动车组瓷质绝缘子表面，固化后形成一层胶膜。该胶膜在洁净条件下有优良的憎水性，当胶膜表面被污秽覆盖后，胶膜内的小分子憎水基团能很快地窜过污秽层，迁移到污秽层表面，使污层表面也具有优异的憎水性。这样在潮湿气候下表面只能形成孤立的水滴，而不致形成连续的水膜，因此绝缘子泄漏电流很小，不易形成逐步延伸的局部电弧，也不会导致污闪。主断路器、电缆支撑绝缘子，喷涂憎水防污闪涂料，来增加其防污闪能力。如图1所示。

3.3增加橡胶绝缘帽

将车顶的受电弓下方的绝缘子、隔离开关、避雷器、电压互感器及电缆支撑绝缘子的固定螺栓加绝缘帽，以增大电气间隙。如图2所示。

图2绝缘帽加装后总体效果

3.4绝缘子的电气接线螺栓反向安装

通过将绝缘子的电气接线螺栓反向安装，增大电气间隙，减少尖端放电的机率。如图3所示。

图3螺栓反向安装

3.5更换绝缘子

CRH380B统型动车组绝缘子主要有两种，一种为受电弓支座绝缘子，高度为355mm；另一种为隔离开关和电缆支撑绝缘子，高度为323mm。为了增大电气间隙，提高爬电距离，因此我们将这两种绝缘子全部更换为高度400mm绝缘子。通过提高受电弓支撑绝缘子高度、电缆支撑绝缘子高度、隔离开关支撑绝缘子高度、电缆铜排支撑绝缘子高度和中间车电缆支撑绝缘子高度，来增大绝缘子的电气间隙和爬电距离，提高了抗闪络的能力。

3.6受电弓部位车顶绝缘漆涂喷

在车顶受电弓部件下方所有区域进行绝缘漆涂喷。涂喷后在受电弓表面形成一层具有较高体积电阻率，能承受较强电场而不被击穿的涂层。以防止受电弓弓角尖端、车顶上部带电部件与车顶之间的放电机率。

四、结论

通过对车顶高压绝缘子表面清洁、喷涂车顶绝缘子防污闪涂料、增加橡胶绝缘帽、绝缘子的电气接线螺栓反向安装、更换绝缘子、受电弓部位车顶绝缘漆喷涂等措施后，目前我段配属的动车组在胶济客专、京沪高铁上运行半年多，车顶绝缘子闪络现象基本杜绝，确保了动车组稳定有序的运行。

五、参考文献

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[4]雷德金，电力机车车顶绝缘子污秽放电原因及应对措施。

[5]陈诚，电力机车车顶绝缘子沿面放电机理分析及防污闪对策，株洲：电力机车与城轨车辆，2009。