Mit der Entwicklung der elektrifizierten Bahn in Richtung Hochgeschwindigkeit, Stabilität und Sicherheit werden immer höhere Anforderungen an den Betrieb von Fahrleitungen gestellt. Aufgrund der ernsthaften Umweltverschmutzung kommt es jedoch häufig zu Isolatorüberschlägen, was zu einem anormalen Stromversorgungssystem führt. Daher ist es unerlässlich, die kontinuierliche und stabile Stromversorgung des Traktionsstromversorgungssystems sicherzustellen und das Phänomen des Isolatorüberschlags zu beseitigen.
1. Ursachenanalyse des Isolatorblitzes
Flashover umfasst hauptsächlich Schadstoffüberschlag, Nebelüberschlag und Vereisung, einschließlich Regen, Tau, Frost, Nebel, Wind und andere klimatische Einflüsse, oder Staub, Abgas, Natursalz, Staub, Guano und andere Schadstoffe sowie Staub, Abgas, natürliches Salz, Staub, Guano und andere Verschmutzungen. Der Prozess der Isolatorkontamination ist normalerweise allmählich, kann aber auch schnell sein.
1.1 Verschmutzungsblitz
Gewöhnliche Isolatoren, die an Isolatoren befestigt sind, leiten unter trockenen Bedingungen keinen Strom und die Isolatoren werden weggespült. In Gebieten mit ernsthafter Umweltverschmutzung in der Nähe der Verschmutzungsquelle haften jedoch chemische Rohstoffe in der Luft und in der Nähe der Fabrik verbreitete Chemikalien wie Kohlenstoffpulver, Zementpulver, Säure, Alkalität und Goldeigenschaften am Isolator lange Zeit, um Anbackungen zu bilden. Starke Haftung, nicht leicht durch Regen zu reinigen, Restoberfläche, bei Nieselregen, Nebel, Tau und anderem Wetter wird die an diesem Teil des Schmutzes befestigte Isolatoroberfläche nass, die elektrische Leitfähigkeit wird stark verbessert, was dazu führt Erhöhung des Leckstroms. Wenn das elektrische Feld des Leckstroms stark genug ist, um eine Stoßionisation der Oberflächenluft zu verursachen, beginnt sofort eine Koronaentladung oder Glimmentladung um die Eisenkappe herum, was aufgrund des großen Leckstroms zu diesem Zeitpunkt zu einer dünnen blau-violetten Linie führt. Korona- oder Glimmentladung lassen sich leicht in einen hellen Kanalbogen umwandeln. Bei Nebel- und Tauwetter steigt die Feuchtigkeit der Schmutzschicht, der Leckstrom steigt und die lokale Länge kann unter bestimmten elektrischen Bedingungen aufrechterhalten werden. Sobald der lokale Lichtbogen eine bestimmte kritische Länge erreicht und die Temperatur des Lichtbogenkanals sehr hoch ist, erfordert die weitere Ausdehnung des Lichtbogenkanals keine höhere Spannung mehr und erstreckt sich automatisch durch die zwei Stufen, was zu einer Isolatorentladung und einem Überschlag führt.
1.2 Ursachenanalyse für Nebel (Nassblitz).
Bei längerer nebliger (nasser) Witterung bildet sich allmählich eine Wasserschicht auf der Oberfläche des keramischen Isolators. Aufgrund des Verlusts der hydrophoben Eigenschaft und der ungleichmäßigen Verteilung der Feldstärke von Verbundisolatoren bildet sich auch ein Wasserfilm auf der Oberfläche von Verbundisolatoren. Gleichzeitig ist die Isolatoroberfläche mit Verunreinigungen bedeckt und die Zusammensetzung des Nebelwassers ist komplex. Die Isolatorenden bilden zunächst eine Korona- und Teilentladung. Durch die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit wird die Feldstärke des Luftdurchschlags deutlich reduziert. Aufgrund des Zusammenbruchs des Lichtbogens zwischen den Porzellanschürzen an den Enden der Isolatoren erzeugt die zweite Schürze nach Zerstörung der ersten Schürze eine höhere Spannung, wodurch der Vorgang gerade jetzt wiederholt wird, da der Lichtbogen bei Wechselspannung gelöscht wird Null überschreitet, so dass in diesem Fall der Lichtbogen gelöscht wird, wenn die Wechselspannung Null überschreitet. Die Erzeugung eines Isolatorüberschlags hängt von der Entwicklung des Lichtbogens und dem Strom ionisierter Luft ab. Wenn der Nebel (Feuchtigkeit) relativ stabil ist und der Lichtbogen wieder zündet, kann er schnell aufblitzen, während bei einem schnelleren Luftstrom der Ionisationskanal schnell verschwindet und sich nicht zu einem Überschlag entwickelt.
1.3 Ursachenanalyse Eisblitz
Es wird hauptsächlich durch meteorologische Bedingungen bestimmt, ist ein umfassendes physikalisches Phänomen, das durch Temperatur, Feuchtigkeit, Kalt- und Warmluftkonvektion, Umgebung und Windgeschwindigkeit und andere Faktoren bestimmt wird. Kleine unterkühlte Wassertröpfchen können aufgrund ihres kleinen Durchmessers und ihrer großen Oberflächenspannung nur schwer ihre Struktur ändern. Es ist auch schwierig, die Staubkondensation zu treffen, obwohl die Temperatur unter Null Grad Celsius liegt, aber immer noch mit der Abnahmegeschwindigkeit langsam zu Boden fällt und einen "Eisregen" bildet. Dieses unterkühlte Wasser ist sehr instabil. Wenn ein Tröpfchen in Kontakt mit einem kalten Objekt (z. B. einem Isolator) auf dem Boden kommt, bewirkt die Aufprallvibration die Verformung des unterkühlten Tröpfchens, und der Grad der Oberflächenbiegung des Tröpfchens nimmt ab, und die Oberflächenspannung nimmt entsprechend ab. Der Kondensationseffekt an der Oberfläche des Isolators ähnelt dem der Knötchen. Nach der Verformung lagern sich die flüssigen unterkühlten Wassertropfen an, so dass die Kühlwassertropfen auf der Oberfläche des Isolators zu geripptem oder geripptem Eis kondensieren, so dass die Oberfläche des Isolators in Form von RIM oder auf der Oberfläche des Isolators bedeckt ist RAND. Dadurch wird die Isolationskapazität des Isolators verringert, was zu einem Isolatorüberschlag führt.
2. Diskussion über die Überschlagsregel
2.1 Kumulative Faktoren der Verschmutzung
(1) Art des Isolators. Bei Isolatoren gilt: Je größer der durchschnittliche Durchmesser, desto größer die Kapazität, Verschmutzungen anzusammeln. Unter den gleichen Verschmutzungsbedingungen sind Fahrleitungsisolatoren mit geneigter Installation aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften und des Entstaubungsbereichs besser zum Ansammeln von Verschmutzungen geeignet als horizontale Isolatoren, sodass ein Überschlag wahrscheinlicher ist. Die obere Oberfläche des gleichen Isolators ist anfälliger für Fouling als andere Isolatoren, und die obere Oberfläche kann leicht überschlagen.
(2) Der Einfluss von Verschmutzungsquellen
In der Nähe von Hochspannungsleitungen befinden sich Werften, Zementfabriken, Kraftwerke und Kokereien, die Verschmutzungen auf der Isolatoroberfläche ansammeln und leicht zu Überschlägen führen können. Je dichter die Eisenbahnfracht ist, desto leichter kann es zu einem Isolatorüberschlag kommen, einer der Hauptgründe. Der Hauptgrund dafür ist, dass, wenn der Zug mit einer Geschwindigkeit von 60 bis 100 km/h fährt, Staub in die Ladung fliegt und Metallstaub, der durch Rad- und Schienenreibung verursacht wird, auch auf den Isolator spritzt. Bei starker Verschmutzung kommt es zu einem Isolatorüberschlag. Die Studie ergab auch, dass Brückenbodenisolatoren lange Zeit im Bereich der Flussverdunstung liegen, die relative Luftfeuchtigkeit von Isolatoren hoch ist und die Wasserabweisung von Isolatoren von Jahr zu Jahr abnimmt. Auf der Oberfläche des Isolators bildet sich über einen längeren Zeitraum ein Wasserfilm.
2.2 Saisonale Faktoren
(1) Wettereinfluss
Niederschlag hat eine offensichtliche Auswirkung auf die Verschmutzung des Isolators. In Shandong nahm die Akkumulation der Isolatorverschmutzung im Sommer und Herbst (Juli, August und September) ab und erreichte im Spätwinter (Januar, Februar und März) ihr Maximum. Aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit und des häufigen Regens und Schnees in Küstengebieten kommt es am 1. und 2. März wahrscheinlich auch zu Isolatornebelüberschlägen und Eisüberschlägen.
(2) Der Einfluss von Temperatur und Umgebung
Der Höhepunkt des Überschlags tritt am frühen Morgen auf, daher sind die beste Zeit für Nebelbildung und der maximale Schneefall auch die niedrigste Zeit für die Isolierung der Isolatoroberfläche, und die Wahrscheinlichkeit eines Überschlags ist hoch. Im Allgemeinen verschwindet die Inversionsschicht, wenn die Sonne scheint, der Nebel löst sich langsam auf und der Überschlag kann reduziert werden.
3. Präventions- und Kontrollmaßnahmen
3.1 Klassifizierung von kontaminierten Gebieten unterschiedlichen Grades
Um Isolatorüberschlag und Stromausfall zu verhindern, ist es notwendig, die Anti-Verschmutzungsarbeit des Isolators zu verstärken. Zunächst ist es notwendig, die Eigenschaften von Schadstoffen und Verschmutzungszyklen zu beherrschen, den Verschmutzungsbereich richtig einzuteilen, um eine zuverlässige Grundlage für die Arbeit gegen Überschläge zu schaffen. Entwickeln Sie je nach Verschmutzungsgrad und Verschmutzungsgrad unterschiedliche Reinigungsmethoden und Reinigungszyklen.
3.2 Isolatoren regelmäßig nach saisonalen Vorschriften reinigen
Die Stärkung der Isolationsreinigung ist das wichtigste Mittel, um einen Isolationsüberschlag zu verhindern. Aufgrund der großen Anzahl von Isolatoren und der schweren Reinigungsaufgabe wurde das kontaminierte Gebiet jedoch dynamisch bewirtschaftet, regelmäßige Untersuchungen durchgeführt und der Kontaminationsabschnitt rechtzeitig an die tatsächliche Situation angepasst. Sie werden nach den aktuellen Altlastennormen im Hauptbuch geführt und vor allem auf Aktualität und Veränderungen im Altlastengebiet untersucht. Gemäß dem Gesetz der Anhäufung von Isolatorverschmutzung wird ein wissenschaftlicher Reinigungszyklus festgelegt, um eine blinde Wartung zu vermeiden. Um die beste Reinigungswirkung zu erzielen, sollte die Reinigungszeit wichtiger Teile vor dem Hochfrequenz-Überschlag angeordnet werden. Stark belastete Flächen werden je nach Belastungslage jederzeit saniert. Darüber hinaus ist beim Reinigen von Isolatorwasser während der Winter- und Frühlingsschmelzsaison das Reinigen der Verschmutzung auf der Isolatoroberfläche sehr effektiv und kann die Ansammlung von Verschmutzung auf dem Isolator effektiv reduzieren.
3.3 Verbundisolatoren ersetzen
Verbundisolatoren haben eine gute Isolierwirkung und eine starke Antifouling-Fähigkeit. Erstens hat es eine starke Abneigung gegen Schwimmen. Der Kletterrock aus Verbundisolator hat eine starke Hydrophobizität. Aufgrund der Eigenschaften von Silikonkautschukmaterial bilden sich auf der Oberfläche von Verbundisolatoren Wassertröpfchen, die die Benetzung der Verschmutzungsschicht erschweren. Somit wird die Oberflächenbeschaffenheit des Verbundisoliermediums verbessert, so dass die Verschmutzungsschicht nicht leicht eine durchgehende leitende Schicht bildet. Der Oberflächenleckstrom des Keramikisolators ist klein, was die Überschlagseigenschaft des Isolators verbessert. Zweitens hat es eine Selbstreinigungsfunktion. Der Kletterrock aus Verbundisolator kann eine abdeckende Rolle spielen und den Isolatorschmutz reduzieren. Der Regenschirmrock selbst hat eine gewisse Neigung und eine glatte Oberfläche, die ein weiches elastisches Material ist. Unter der Einwirkung von Wind hat Regen eine starke Selbstreinigungsfähigkeit, und der Schirmrock selbst hat eine gewisse Neigung und glatte Oberfläche. Daher werden die Verschmutzungsanhäufung und die Salzkonzentration von Verbundisolatoren erheblich reduziert, was eine Anti-Verschmutzungsrolle spielt. Daher eignen sich Verbundisolatoren für stark verschmutzte Gebiete oder nasse Küstengebiete.
Die Daten zeigen jedoch, dass Verbundisolatoren aufgrund ihrer hervorragenden Hydrophobizität und Hydrophobizitätsmigration in einigen Bereichen verwendet werden, die radiale Spannung von Verbundisolatoren (senkrecht zur Mittellinie) jedoch sehr gering ist, da sie hervorragende wasserabweisende und hydrophobe Migrationseigenschaften aufweisen. während Verbundisolatoren aufgrund ihrer guten Hydrophobizität und hydrophoben Migration in einigen Bereichen verwendet werden. Die mechanische Eigenschaft ist schwach. Gleichzeitig ist das Phänomen des Überschlags an der Isolatoroberfläche aufgrund seines eigenen Materials nicht offensichtlich, so dass nach dem Überschlag des Verbundisolators oder einer internen Beschädigung die Fehlererkennung nicht leicht zu beobachten ist und die Wiederherstellung der Ausrüstung schwierig ist.