HXD1C型电力机车高压电缆终端放电的原因分析和改进措施

李 霞

(1 华东交通大学 机电学院 机械工程专业研究生班，江西南昌330012; 2 郑州铁路局 洛阳机务段，河南洛阳471002)

HXD1C型电力机车高压电缆终端放电的原因分析和改进措施

李 霞1，2

(1 华东交通大学 机电学院 机械工程专业研究生班，江西南昌330012; 2 郑州铁路局 洛阳机务段，河南洛阳471002)

列举了洛阳机务段HXD1C型电力机车高压电缆终端损坏事例，介绍了高压电缆终端构成，调查了该类型电缆终端的使用情况，对事故原因进行了分析，提出改进措施并实施。此类事故在同类型机车中较为普遍存在，对解决类似问题的运用维护有借鉴作用。

HXD1C型电力机车;高压电缆终端;放电;分析;改进

2010年郑州铁路局洛阳机务段陆续接入HXD1C机车200台，运用以来，在同样的清洁条件下，从2011年12月至2012年4月间陆续出现多起高压电缆终端套管放电变形问题(如表1)。有些机车在升弓时车顶电晕噪声大，有些有放电火花出现，检查后发现车顶电缆终端外伞裙发生变形。将电缆终端进行整体更换后，电噪声消除。就出现车顶绝缘子放电的季节来说，冬春季有雾、雨时的天气，水气夹杂灰尘等导电介质依附在绝缘子上，由于网压高，极易发生闪络，造成放电。轻则造成绝缘子烧损，接触网跳闸，重则出现接触网烧断。严重影响了运输生产和机车的正常运用。HXD1C机车的高压电缆终端套管放电故障出现在冬季，但不只集中在冬季异常天气，如晴天也出现，4月温暖晴朗且绝缘子表面清洁时也出现过一台次机车的放电(如表1中的HXD1C 517机车)。

表1 部分HXD1C机车放电变形的统计表

对于出现放电变形的电缆终端，停车进行检查分析。并于2012年3月开始进行普查，至2013年12月，共在洛阳机务段更换高压电缆终端26套。该故障严重影响了机车的安全运行，有必要找出原因进行改进。

1 HXDC1机车高压电缆终端介绍

(1)高压套管:型号为 52TTGI/E，表示可用于52 kV的电压。顶部螺杆到车顶距离450 mm±10 mm，顶部螺杆高度60 mm，伞裙13个，爬电距离1 320 mm。在车顶部位，工作环境恶劣。

(2)高压电缆:型号为TMCGCHXOE 26/45(54)，表示可承受单相26 kV，三相45 kV，最高54 kV的高压电。规格1×95 mm/25 mm，表示导体截面直径95 mm，屏蔽线截面直径25 mm。法兰顶面至变压器连接中心孔间长为4 000 mm。绝缘材质为乙丙橡胶，电缆外径38～40 mm，最小弯曲半径230 mm。高压电缆穿过车体，引向T型头。

(3)T型头:型号为 P400TB。绝缘材质三元乙丙橡胶。T型连接器的作用是连接主变压器和高压电缆。

(4)O型圈和密封件:整体防护等级为IP68。

2 HXDC1机车高压电缆终端状态的调查

2012年洛阳机务段对HXD1C机车进行了全面普查。发现高压电缆终端的问题有几方面:

(1)高压套管弯曲:图1所示的高压套管是从HXD1C-536机车卸下车的，套管与底座间目视明显不垂直，线芯弯曲变形，一方面降低了顶端与车项的垂直距离，一方面可能导致车顶软编织线与车顶距离过近，引起对车顶放电。

(2)伞群变形:如图2左为HXD1C-517机车下的电缆终端，有6个伞群变形，在每个小伞裙边沿有一定的烧焦现象(如图2)。

(3)伞群表面清洁不彻底:分析认为这不足以造成伞群的变形，因为同时运用的厂家产品未变形。

(4)高压套管顶端放电烧损(如图3):把放电的顶端螺栓与其他顶端螺栓相比，发现其长度过长，差值在20 mm左右。顶端过长且尖锐，又距电网过近，在雨天易诱发尖端放电。

(5)密封胶泥端部膨胀变形(如图4):顶端螺栓紧固过紧，胶泥无法外溢，在内部膨胀。

(6)车顶编织线问题:放电机车的编织线过长，造成编织线离车顶距离过小，易对地放电，产生电噪声。不同机车编织线的长度约相差30～45 mm，错用长编织线造成编织线滴水湾(距车顶最低点)处离车顶过近。瓷瓶倾斜时，小于要求的400 mm安全距离。

(7)电缆终端套管的制作不规范:洛阳机务段调查测量了多台车的终端高度和伞裙间距，发现与图纸规定的距离相差较大。顶端至安装面总高(450±10)mm，实际测量450～490 mm不等，符合铁标规定的不小于400 mm的高度;另一厂家在380～400 mm间，较多不符合铁标规定的高度，但未出问题。

图1 明显与底座不垂直的高压套管

图2 6个裙边变形的高压套管(裙边边缘有烧痕)

图3 放电的顶端

图4 膨胀的端部与正常端部对比(左侧)

3 HXDC1机车高压电缆终端放电原因的分析

(1)放电原因:天气、清洁度、原始制造、安装缺陷等均可能是产生放电的诱因。电缆终端沿面放电通道从裸露端子部位，沿着电缆终端外表面，贯穿至终端底部的金属法兰上。尖端电晕放电可能发生在任意金属尖端带电体上，受湿度、空气污秽程度等环境因素影响较大。如长期存在电晕放电，将在金属表面留下电腐蚀痕迹，但短期的电晕放电可能不遗留痕迹，也不便追查。从放电的型号集中在同一公司的产品这一现象上，偏重于电缆质量差别造成的放电。

(2)裙边变形和灼伤的原因:根据电缆终端的编号查到了这批电缆终端的制作时间是在2010年10月，安装方法采用的是液化气喷枪对终端进行加热收缩，因为液化气喷枪的加热温度很高，很容易造成终端表面局部灼伤。热缩产品在收缩时，因受热不均匀或材料本身收缩，会产生外形不平整。灼伤的另一个原因可能是放电引起。

4 采取的措施

(1)对变形的高压套管伞群，整体更换25 kV高压电缆，避免故障重现。后续同类产品组装时改进工艺，采用电热吹风进行终端收缩，控制加热效率，将安装损伤降至最低。

(2)对可能存在尖端放电的金属部件进行整改，如更换带尖端零部件、尖角打磨等，以消除电晕放电。

(3)每次机车例行维护时，都用清水和复合绝缘子专用清洗液对终端表面进行擦拭。对该工作的监督常态化。

表2 测量的一批电缆终端套管尺寸

(4)控制新上车终端的螺栓长度。在保证正常紧固要求的同时，尽量缩短裸露螺栓长度。

(5)控制车顶编织线长度，使其最低点与车顶间保证不小于400 mm安全距离。

(6)电缆终端支座平台上涂绝缘漆，防止电弧爬电。

5 结束语

通过采取措施以后，进行跟踪，在2013年的跟踪中未再发现一例因电缆故障造成的放电。

［1］ 张宝林，孙 景.HXD3大功率机车司机操作技术培训手册［M］.成都:西南交通大学出版社，2011.

［2］ HXD3型交流传动电力机车检修手册［Z］.大连:中国北车集团大连机车车辆有限公司，2010.

Cause Analysis and Improvement Measures of High Voltage Cable Terminal Discharge for HXD1C-type Electric Locomotive

LI Xia1，2
(1 School of Mechanical Engineering，East China Jiaotong University，Nanchang 330012 Jiangxi，China; 2 Luoyang Locomotive Depot，Zhengzhou Railway Bureau，Luoyang 471002 Henan，China)

This paper analyzes the cause of high-voltage cable terminal discharge for HXD1C-type electric locomotives of Luoyang Locomotive Depot and puts forward the corresponding improvement measures.The application effect after implementation of reform measures in 2013 is also tracked.The contents of this paper can be used for reference of locomotive operation.

HXD1C-type electric locomotive;high voltage cable;terminal discharge;analysis;improvement

U264.91+2

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2015.01.18

1008－7842(2015)01－0082－03

)女，高级工程师(

2014－08－01)