浅谈接触网绝缘子防污闪治理

张金胜

浅谈接触网绝缘子防污闪治理

张金胜

通过研究接触网绝缘子污闪的成因，常用绝缘子污秽的测量，从划分设备污秽等级、建立污染源台帐、缩短绝缘子清扫周期三个方面进行污闪分析，采用加强设备更新改造、加强管理手段进行污闪治理，保证电气化铁路的正常供电。

接触网；绝缘子；污闪；分析；治理措施

0 引言

电气化铁路接触网均露天设置，长期运行在各种不同的复杂自然环境中，铁路沿线地形复杂，隧道、站场、区间接触网绝缘子是电气化铁路最常用的有效绝缘部件，亦长期露天运行，自然界的空气灰尘污染、各种工业污染物、沿海地区的盐碱等均会附着在接触网绝缘子的表面，在多雨和潮湿的环境下，接触网绝缘子表面导电率增加，使绝缘子在工频电压下发生闪络，电压急剧下降，这种现象称为“污闪”。同时列车高速运行造成的飞尘污染，也容易发生污闪故障。由于接触网绝缘子沿线路使用数量很多，污闪往往会造成大面积停电，故障点也难查找，对供电产生较大的影响，严重时造成较长时间中断运输。

根据运行数据统计，牵引供电各类故障中，接触网故障的比例大约占到60%～80%，这其中绝缘子故障比例较大，严重困扰着供电安全。为此，分析研究接触网绝缘子污闪治理很有必要。

1 污闪情况现状

太原铁路局所处的山西省是能源大省，管内铁路大秦线、迁曹线、同蒲线、宁岢瓦线、侯月线均以运煤为主，沿线绝缘污（雾）闪主要集中在迁曹线和北同蒲线、宁岢瓦线及各专用线。

1.1 迁曹线

迁曹线地处渤海湾填海地区，大部分铁路均处填海造地区段，地面盐分大、空气中含盐量大。特别是每年2～3月，雾霾天气较多，直接引发大面积污（雾）闪跳闸。迁曹线自2006年12月开通运行以来，因污（雾）闪造成跳闸198次，跳闸后重合闸成功即时恢复供电的167次，重合闸失败通过人工合闸试送电成功的31次，造成故障的5次，故障停时1 222 min。其中2014年2月，连续发生两起大面积污（雾）闪跳闸故障。

2014年2月14日，雾闪跳闸中断供电4 h 35 min，巡视中发现3处绝缘子雾闪击穿，28处绝缘子有明显闪络放电痕迹。先后要点5次，对曹妃甸站390个绝缘子更换为复合绝缘子，对595个绝缘子进行了清扫。

2014年2月22日，雾闪跳闸中断供电1 h 28 min，巡视发现1处绝缘子雾闪击穿，42处绝缘子有明显闪络放电痕迹。

1.2 北同蒲、宁岢瓦线

北同蒲线、宁岢瓦线做为大秦线重载运输装煤源头，共有44条煤炭专用线，其中30条专用线设置装煤筒仓。由于山西北部冬季气温达-20℃以下，为防止冻煤，每年11月—次年3月要喷洒大量的防冻液。防冻液污染直接造成绝缘污闪跳闸，每条专用线每日跳闸达3～4次，严重影响安全供电。

2 污闪理论分析

绝缘子污闪是由于绝缘子表面脏污，表面导电率增加，在承受运行电压或过电压的情况下，经过一定时间的电能聚集，造成表面热击穿的现象。绝缘子表面脏污未及时维护清扫，是阴雨潮湿天气造成污闪跳闸的主要原因。因此，绝缘子污闪分析就集中在如何减少接触网绝缘子表面的污秽问题上。

根据地理位置的不同，对牵引供电线路绝缘子的污染程序也不相同。绝缘子所在地区的污染脏污程度称作绝缘子的污秽度。国际大电网会议推荐了以下5种常用的绝缘子污秽测量方法：等值盐密法、表面电导法、污闪梯度法、最大泄漏电流法、电流脉冲计数法。

（1）等值盐密法。用来测量绝缘子外表面单位面积上等值附盐量。以每平方厘米多少克Nacl来等值于绝缘子表面上的实际污密。该等值Nacl量与实际污层分别溶于相同容积、相同温度的蒸馏水中具有相同的电导率，该盐量称为等值盐密。

（2）表面电导法。通过计算脏污绝缘子表面流过的工频电流和绝缘子端电压的比值，来判断绝缘子表面绝缘性能的综合状态（污层的污秽量和湿润度等）。在脏污层饱和而且受潮的条件下，绝缘子两端加上工频交流电压U后，测量绝缘的泄漏电流I，计算表面电导G。

通过计算绝缘子表面脏污层的电导率，求得整体绝缘子的平均表面电导率。

（3）绝缘子污闪梯度法。用绝缘子工频状况下的污闪电压，除以绝缘子的总长度（泄漏距离），即：绝缘子单位泄漏距离下的污闪电压。

（4）最大泄漏电流。运行电压下，绝缘子在指定时间内监测到的最大脉冲电流峰值。

（5）泄漏电流脉冲记数法。运行电压下，某一周期内流经绝缘子表面超过某一幅值的泄漏电流脉冲数。

污闪全过程包括：积污、潮湿、干带和局部电弧发展4个阶段。等值盐密法只反映了积污的一个阶段。表面电导法反映了污闪过程中的积污和潮湿二个阶段。泄漏电流脉冲记数法、最大泄漏电流法和绝缘子污闪梯度法都反映了污闪全过程。

3 污闪治理分析

结合以上理论分析，下文从以下3个方面进行治理分析。

3.1 污染区段实行等级管理

3.1.1 划分污染区段等级

将路局管内牵引供电设备污秽程度分为严重污染区段、重污染区段和一般污染区段3个等级。

（1）严重污染区段。主要考虑位于大气污染特别严重的地区，如：钢铁厂、水泥厂、发电厂、化工厂、煤场附近，距海岸1 km以内或附盐密度达0.3 mg/cm2（年积污量）的地区。

（2）重污染区段。主要考虑大气中等及严重污染地区、工业粉尘污染地区、盐碱污染地区、沿海岸线50 km以内的地区、潮湿多雾地区等，或附盐密度在0.1～0.3 mg/cm2（年积污量）的地区。

（3）一般污染区段。大气污染程度较轻的地区、农业区、山区，以及距离海岸50 km以上或附盐密度小于0.1 mg/cm2（年积污量）的地区。

3.1.2 建立污染源台帐

对全局各条线路电气化区段污染源进行了仔细调查，建立污染源台帐，绘制太原铁路局电气化铁路污秽区分布图，公布《太原铁路局电气化铁路绝缘重污染、严重污染区段表》。

3.1.3 确定绝缘子的清扫周期。

将分相绝缘器、分段绝缘器清扫周期确定为3个月。将瓷式绝缘子清扫周期定为一年，复合式绝缘子清扫周期为2年。分相绝缘器及正线与专用线连接处的分段绝缘器清扫周期为3个月，其他分段绝缘器清扫周期不超过6个月。

3.2 建立绝缘监测领示点

为了对绝缘污染区段的绝缘子状态进行准确掌握，在全局建立了83处绝缘污染监测领示点。即：在同一批次安装的绝缘子不少于1个领示点；一般污染区段每100 km供电范围安装不少于1个领示点；重污染和严重污染区段每一供电臂不少于1个领示点。建立健全绝缘设备管理台账记录，及时掌握牵引供电绝缘状态。对领示点绝缘子实行定期风险研判，每年进行一次附盐密度分析，对密度超标的进行绝缘耐压试验。

3.3 明确接触网绝缘子清扫工艺

瓷质绝缘子采用人工清扫和带电水冲洗。人工清扫时用干净的棉布加清水对绝缘子进行清扫，脏污严重的处所用去污粉擦拭，然后用清洁的湿抹布将去污粉擦去。水冲洗一般使用冲洗车，用一定压力的清水，将喷嘴对准绝缘子不断往复循环上下左右移动，脏污严重时可在水里适当添加中性清洁剂冲洗，然后再用清水冲洗干净。

4 污闪治理措施

4.1 加强设备更新改造治理污闪。

4.1.1 采用复合绝缘子

更换复合绝缘子能够提高绝缘子绝缘水平。2014年开始将迁曹线爬距1 400 mm的瓷质绝缘子更换为1 600 mm的复合绝缘子，柏庄村站至滦南接触悬挂，滦南至东港及京唐港区段，滦南至曹西、曹南区段绝缘子更换棒式绝缘子17 566个、悬式绝缘子6 681串。

4.1.2 煤专线安装杆架断路器

为了防止专用线绝缘污（雾）闪对正线的影响，在全局123条专用线安装杆架式断路器86台。当专用线故障时及时切断杆架式断路器，临时切除专用线供电设备，以减少专用线故障对正线供电的影响，取得了很好的效果。

4.1.3 装设移动接触网

专用线装煤筒仓处原来采用的是不落弓装置，不落弓装置由复合绝缘子固定在筒仓底部，绝缘子受防冻液污染程度极大，因其引发的跳闸非常之多。经过现场调研制定方案，在装煤筒仓处设置移动接触网，取消了筒仓下的绝缘子，有效地防止了防冻液对绝缘子的污染，实现了对筒仓处绝缘污闪跳闸的控制，效果明显。

4.2 加强管理手段治理污闪

4.2.1 绝缘清扫实现系统化

采用人工清扫、小型水冲洗、水冲洗车组相结合的方式。利用水冲洗车组每半年对全局各线接触网绝缘子进行一次平推式冲洗；重污染、严重污染区段在水冲洗车组冲洗过后，人工进行一次重点式清扫；煤专线筒仓处、沿海地区等重污染、严重污染区段、变电所亭等利用小型水冲洗机进行定点式清扫。

4.2.2 绝缘监测实现在线化

目前太原铁路局设置的绝缘污染监测领示点只是固定地点、固定绝缘子，绝缘子的污染状况只能将绝缘子拆除下来进行检测、试验，工作量大、难度大。通过在领示点绝缘子上安装绝缘表面电流泄漏监测感应装置，实时将绝缘子表面泄漏电流情况回传至供电调度监控指挥中心，做到对绝缘子污染状况24 h实时掌握，可以提前发现问题，提前安排清扫，保证绝缘安全。2015年在迁曹线绝缘污染监测领示点安装了绝缘子污秽在线监测系统，该系统由主站和远方终端装置构成，可以实时将绝缘子表面泄漏电流情况汇总上传到调度中心进行分析，截取2015年7月6日某一时间段的监测数据如表1所示。

表1 大秦铁路迁曹线支柱实时监测数据表

4.2.3 天气预警实现联控化。

局管内各供电段与当地气象部门建立联系方式，紧密沟通协调。供电调度指挥中心密切关注天气状况，及时与气象部门联系，准确掌握大雾、雨雪等恶劣天气情况，提前发布预警信息。抢修工具材料提前装车，合理布置抢修力量，确保故障发生

By studying the causes of pollution and flashover of OCS insulators, measurement of insulator pollution, and the analysis made on three aspects of classification of pollution grades of equipment, setting of account for pollution sources and shortening the cleaning duration of insulators, the treatment of pollution and flashover is performed by strengthening the renovation of equipment and managing approaches so as to guarantee the normal power supply of electrified railways.

Overhead contact system; insulator; pollution flashover; analysis; measures for treatment

U225.4

：B

：1007-936X(2016)01-0034-04

张金胜.太原铁路局供电处，工程师，电话：13835216777。