HXD3C型电力机车防雾闪系统研究

林浩森

摘要：由于HXD3C 型客运电力机车在雾霾天气中出现雾闪的现象，最终引起机车放电事故。笔者以雾闪故障分析为依据，设计了防雾闪系统，同时介绍了防雾闪的材料、施工工艺以及创新点灯。经过工程实践发现车顶设置防雾闪系统能够有效的防止出现雾闪现象，并且性能稳定。

关键词：HXD3C 型机车;雾霾;防雾闪系统

0  引言

在冬季，在我国北方出现了严重的雾霾现象，由于空气中包含了大量的雾霾致使空气能见度比较低，从而降低机车司机的有效观察距离，因此增加了事故的发生率。经过调研发现雾霾会对电动机车的运行造成威胁。当发生雾霾天气时，往往空气的湿度比较大，空气中包含的粉尘颗粒将会聚集在车顶，这样就会形成严重的雾霜状冰，更有甚者将导致电力机车频繁发生高压设备闪络放电现象等，从而给电动机车的运行带来威胁。

1  雾闪故障分析

在2019年1月，我国部分地区出现持续雾霾天气，处于雾霾地区的电力机车出现了车顶放电短路的现象，从而导致出现接触网跳闸、无感应电压造成机车无法上线运行等故障。经过调查发现电力机车在雾霾区域运行的过程中，出现了多起雾闪现象，究其原因是由于受电弓升起过程中，受电弓底架往往对车顶放点、避雷器顶部出线部位对其安装座或车顶放电等。对上述故障点进行统计发现，通常可以借助提升车顶盖上安装的高压电器对应的绝缘等级，从而可以有效地避免雾闪放电故障。

经过对雾霾对电力机车车顶高压设备闪络放电事故的统计，同时对数据进行全面的分析发现，雾霾天气极易降低车顶高压设备的绝缘性，同时是引发高压设备放电的主要原因。由此可以看出，只有对机车车顶设备的绝缘性进行优化，才可以有效的避免放电现象。通常可以采取如下措施：第一，可以在车顶以及高压设备表面涂抹绝缘涂料。第二，在螺栓头部位置设置绝缘帽等。与此同时，对机车放电间隙不处理，采用“疏堵”结合的方式，可以有效的引流车顶放电形成的电流，进一步优化对高压设备的危害。

2  防雾闪系统方案

①对顶盖进行绝缘处理，可以在机车一、三顶盖高压电器位置（图1）喷涂2mm的高压温室硫化硅橡胶，从而可以有效的提高顶盖绝缘的等级，进而能够延长爬电距离。

②对受电弓绝缘部分进行处理，通常可以把受电弓螺栓朝上进行安装，如图2所示。当机车处于受电弓作用下，法兰包胶的支持绝缘子，如图3所示。通常将机车受电弓风管金属接头设置在距离受电弓比较远的位置。

③对于高压套管出现以及安装座的防护情况，如图4所示。

④对于避雷器顶部出线以及安装座的防护情况，如图5所示。

⑤对于自动换端功能而言，通常在HXD3C型机车中设置有自动换端功能，当机车的速度处于0的情况下，可以按下停车位置按钮实现机车自动换端，这样能够有效的避免在换端的过程中出现雾闪的现象，进而防止出现故障。

3  防雾闪系统材料的性能

①绝缘防护套所具有的绝缘强度为：16kV/mm;

②绝缘防护套绝缘厚度：5mm;

③绝缘防护套能够经受的温度为：从-50℃到70℃;

④高压室温硫化硅橡胶涂料所具有的绝缘强度：35kV/mm;

⑤高压室温硫化硅橡胶厚度设置为：2mm;

⑥高压室温硫化硅橡胶所能承受的温度：从-50℃到120℃。

4  防雾闪系统工艺

①对机车顶盖金属表面进行清理，首先使用清洗剂把金属表层的油污清洗干净，接着使用钢丝刷对金属表面进行轻轻地刷一遍，最后使用毛巾彻底清除灰尘。

②一般可以在机车顶盖金属表面可以选用偶联增黏剂进行涂刷。经过涂刷之后可以使得底材表面全部覆盖一层偶联增黏剂。在对涂层进行检查时发现薄膜存在裂纹或者多余的白色状粉末，由此断定涂层过于厚，因此应使用橡胶水将其擦拭干净，同时进行重新涂刷，当处于常温环境中其干燥时间通常在45min到1h之间。

③使用成型橡胶条进行粘接，在车顶盖边框位置选用L型橡胶条进行密封。操作过程如下：首先把需要添加橡胶条的底面重新擦拭干净，这时可以使用管胶挤压枪把硅橡胶打入橡胶条底部。接着，可以压平橡胶条，从而可以保证橡胶条底部均匀分布，同时保证再结合位置处密封橡胶必须过渡分布。最后，对于焊缝位置使用橡胶条进行粘结时，可以依据每个位置处焊缝长度把橡胶条裁成合适的长度，通常密封橡胶需要沿着焊缝进行涂抹，不能出现遗漏。

④对于高压温室硫化硅橡胶，其材料的配比为橡胶涂料∶固化剂=100∶3，可以把固化剂CAT-A以及相应的CAT-B分两次到人橡胶涂料中，接着可以使用搅拌器将其搅拌均匀，不能使得固化剂贱出，同时将搅拌时间设置为5min。

⑤对高压温室硫化硅橡胶进行涂刷，对于操作人员而言，员工必须穿上鞋套，这样能够有效的保护车顶表面的清洁度。在进行涂刷时应从边缘开始把搅拌均匀的涂料倒入车顶，接着可以使用刮板把涂料均匀的涂刷在车顶，其厚度保持在2mm。

⑥可以适当的撒一些防滑橡胶颗粒，当涂抹高压温室硫化硅2到3小时之后可以撒防滑颗粒，假如出现颗粒下沉的现象，那么需要重新抛撒。

⑦通常温室硫化橡胶表面风干时间为3到6小时，而固化时间需要12小时，完全固化需要24小时。等到橡胶涂层完全固化之后，可以使用壁纸刀清理橡胶条边缘多余的的橡胶。在检查橡胶条粘接处时，假如出现缺料可以使用密封胶进行填充。

⑧设置避雷器以及高压套管顶部引出防护装置与底部位置出设置安装座防护套，等到顶部出现防護套设置之后，可以贴上一层胶带进行密封。对于底部安装座而言，通常可以使用RTV黏合剂以及相应的车体粘接。

5  对防雾闪系统进行维护

①对于顶盖绝缘层应该定期进行检查，假如发现绝缘层出现破损，那么需要及时进行填补。假如存在灰尘，那么应该进行清扫，一般选用棉布清除灰尘。假如存在油污，那么可以使用过无水乙醇进行清洗，从而能够有效的提高绝缘层的耐压性能。

②当涂料达到使用期限之后，应该进行更换。

③对各个绝缘套进行定期检查，当存在损坏的应该及时更换。

6  防雾闪系统的创新点

①在第一次进行防滑涂层以及绝缘涂层时，应该合二为一，这样不仅可以起到节约成本，而且能够优化机车的防雾闪能力。

②对于各个部分的防护套所采用的绝缘密封为高温硫化的硅橡胶套，同时选用可拆卸独立设计，这样便于维护以及维修等操作。

③橡胶套材料通常使用高温硫化材质制成，其具有如下几个特点：第一，耐紫外线;第二，耐老化;第三，介电强度高;第四，耐酸碱盐等，使用寿命可以得到五年以上。

④机车顶盖位置的安全装区涂层时，选用高压室温硫化硅橡胶材料，其中涂层表面应该保持均匀光滑，其具有如下几个特点：第一，耐紫外线;第二，耐老化;第三，介电强度高;第四，耐酸碱盐等，使用寿命可以得到五年以上。

⑤该防雾闪系统施工方便，便于维护，零件能够保证国产化从而能够极大地降低元件成本。

7  结语

当前，HXD3C 型机车上已经设置了防雾闪系统，经过实践发现该系统稳定，而且能够有效的防止雾闪现象的发生，从而能够有效的避免发生安全事故。同时，零件已经实现国产化，因此能够大大降低生产成本。

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