动车组车载避雷器检修技术研究

赵庆伟

（青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司，山东青岛266111）

动车组车载避雷器检修技术研究

赵庆伟

（青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司，山东青岛266111）

避雷器是动车组安全运行的重要保护设备之一，其稳定、可靠运行对保证动车组的安全供电起着重要作用。现从影响避雷器寿命的因素入手，对动车组避雷器的检修技术进行了分析研究，并介绍了CRH1型动车组交流无间隙金属氧化锌避雷器的检修方法。

动车组；车载避雷器；检修

0 引言

随着我国高铁事业的蓬勃发展，越来越多的动车组纵横驰骋在祖国的大江南北。动车组运行的线路中不乏多雷雨天气的地区。动车组车载避雷器主要用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压，是保证动车组电力系统安全运行的重要保护设备之一。其正常运行对保证系统的安全供电起着重要作用，是动车组长期安全可靠运行的有力保证。CRH1型动车组采用的是交流无间隙金属氧化锌避雷器，本文以此为例，对动车组高级修中避雷器的检修技术进行探讨。

1 国内外检修现状

与碳化硅避雷器相比，金属氧化锌避雷器（MOA）具有保护选择性好、通流能力大、结构简单、可靠性高等优点，但在电力系统使用中，也出现了这样那样的问题。避雷器常见故障有受潮和电阻片老化。MOA阀片受潮或老化后，由于取消了串联间隙，会导致避雷器爆炸，使其他电气设备失去过电压保护，影响供电系统的安全运行。因此，国内外从MOA投运起就十分重视其运行工况的检测。在电力系统，对在线检测的研究比较多。但在动车组上，由于其运行工况比较复杂，尚不具备在线检测的条件，国内外在铁路车辆上也没有关于此方面的实施先例。目前，铁路车辆对避雷器的检修策略一般为日常外观缺陷检查、事故后检修和雨季前对设备进行检查。这种维护方式作业简单，可操作性强，但只能检出已损坏的不再工作的避雷器，对于尚能工作但已有缺陷、存在隐患的避雷器不能识别。因此，我们急需寻找到一种避雷器预防性计划维修的技术和方法，通过预防性计划维修，甄别出存在缺陷和安全隐患的避雷器，提前对其进行更换，减少避雷器在线运用故障，保证动车组运行安全。

2 金属氧化锌避雷器的寿命研究

通过寿命研究，合理安排避雷器的检修周期，制定相应的检修策略和维护方式，可在保证其安全性和可靠性的同时兼顾寿命周期成本。由于各个路局线路环境和工况不同，可能会导致避雷器寿命不同，需要结合本地日常数据统计制定相应的检修策略。

2.1 影响避雷器寿命的因素

通过分析影响避雷器寿命的主要因素，可制定相应的维护方法、检验标准和检测手段。

2.1.1 车辆运行环境对避雷器寿命的影响

车辆运行环境比较复杂，主要包括两大部分：一是外部自然环境因素，如温度、湿度、气候（雨雪、雷雨天气，盐雾等）、大气污染程度、紫外线强度等；二是运行线路环境因素，包括线路路况、电网供电质量、隧道、会车等。

2.1.2 物理损伤对避雷器性能的影响

动车组高速运行中，车体外部的设备有时会因一些意外情况（比如石击或飞鸟撞击等）而造成一定程度的物理损伤。对于避雷器来说，我们可以根据伤害部位把物理损伤归为两类：

（1）绝缘子：绝缘子的物理损伤和外观表面缺陷，可能造成避雷器绝缘性能的降低，影响最小电气间隙和爬电距离。

（2）金属表面：金属表面一般难以划伤，需要根据具体情况进行分析。

目前这两类情况对避雷器性能的影响都还没有一个统一的判断标准。

2.2 反映避雷器性能和状态的参数

研究避雷器性能和状态与相关参数变化的关系，建立联系。在不破坏避雷器原始结构、不影响避雷器使用寿命的前提下，选取一些参数通过试验尽可能准确地反映出避雷器的性能状态，筛选出失效或存在隐患的产品。研究制定合理的避雷器测试方案，参数的选择和确定是关键和难点。

3 金属氧化锌避雷器的检修方法

针对以上分析，避雷器检修方案主要由外观检查和性能测试两部分组成。

3.1 外观检查

避雷器的外观结构包括伞群、底座和接线板。这些部位一直暴露在外部，因受风吹雨打、烈日曝晒，加上车辆运行时也可能遭受异物击打、雷击等，从而会对避雷器外观结构造成损伤，使其性能下降甚至失效。在检修时，应通过检查外观结构首先筛查出因外部物理损伤造成隐患或缺陷的部件。

3.1.1 避雷器绝缘子表面缺陷的判定

根据表面缺陷的不同类型进行区分：

（1）表面原始铸造缺陷，如合模线等，建议继续使用；

（2）运行过程中造成的表面划伤等，应参考其他绝缘子表面缺陷的判定标准；

（3）有电击伤的痕迹，建议进行更换。

3.1.2 金属表面缺陷的判定

金属表面如有裂纹、电击伤痕迹或缺损面积≥10mm× 10mm，建议进行更换。

3.2 性能测试

研究电力系统对避雷器设备进行维护的相关法规和文件，结合供应商相关材料和参数以及避雷器运行中存在的问题，根据铁路车辆运行具体情况和GB11032—2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》，选取一些参数制定试验项：

（1）绝缘试验：2 500V兆欧表测量，避雷器绝缘电阻应≥1 000MΩ。绝缘测试应在浸泡法检查密封性前后分别进行，两次测量数据都应大于要求值。

（2）直流参考电压实验：1mA时参考电压不小于50kV，直流脉动部分不超过±1.5%，直流参考电压在浸泡法密封试验前后变化率≤5%。

（3）0.75倍直流参考电压下漏电流试验：0.75倍直流参考电压下漏电流不超过50μA。浸泡法密封试验前后分别进行测量，试验前后变化量≤20μA。

（4）额定电压下漏电流试验：浸泡法密封试验前后，在避雷器施加额定电压36kV，通过避雷器的阻性电流分量≤2.2mA。

（5）密封性能试验：采用蒸馏水进行密封试验，参照JB／T7618—1994《避雷器密封试验浸泡法》执行。为准确判断是否泄漏，浸泡时间不小于15min。

（6）憎水性检查：浸泡出水后伞裙表面不应有残留水滴现象。

4 结语

动车组的维修刚刚起步，为了不断完善维修技术，降低运营故障和维修成本，应在动车组通过正式验收并交付运营后，继续紧密跟踪避雷器的运行工况，记录并整理避雷器相关故障数据，以进一步优化相关检修方案。

［1］曾文慧.氧化锌避雷器绝缘在线监测原理及系统研究［D］.成都：四川大学，2006.

［2］国家电网公司.110（66）kV～750kV避雷器检修规范［S］，2005.

2015－04－14

赵庆伟（1977—），男，河南巩义人，工程师，研究方向：动车组高压电气设备。