一种接触网绝缘子污闪预测方法的研究

近年来接触网绝缘子污闪事故频发,严重威胁铁路运输安全生产。为了给防污闪工作提供科学高效的指导依据,本文提出对接触网绝缘子污秽等级和污闪概率进行预测。利用人工鱼群算法优化BP神经网络,建立绝缘子污秽等级预测模型。选取月降水量、月均风速、月均相对湿度、月降尘量等4个最具代表性的气象因子和绝缘子运行时间(月)作为输入特征量。输入上个月5个特征量的数据,预测当月绝缘子的污秽等级。建立基于绝缘子污秽等级的污闪概率预测模型,预测当月接触网绝缘子污闪概率,提前进行预警并建立接触网线路污闪短期预报响应机制。为评估接触网线路的可靠性和运维部门制定有效的防污闪策略以及对新建线路绝缘子的选型和维护提供一条新的思路。     

一种快速获取输电线路 复合绝缘子临界污闪电压方法

针对获取输电线路复合绝缘子临界污闪电压而进行的复杂、耗时和投资较高的人工污秽试验以及用于表示绝缘子自身参数存在不足的问题,依据现场常用复合绝缘子的人工污秽试验,在基本伞形参数基础上引入4个伞形参数完善复合绝缘子的形状表示,提出一种基于生物地理学算法优化的BP神经网络模型,将8个伞形参数与盐密值ESDD和灰密值NSDD作为模型输入量,临界污闪电压作为输出量。研究结果表明:该方法与传统方法相比,能够更加准确地获取复合绝缘子临界污闪电压,模型输出值作为污闪试验的参考,可以降低污闪试验工作量,同时为输电线路绝缘子的结构优化和选型提供一种新的思路与方法。     

考虑CaSO_4溶解度的绝缘子闪络电压修正研究

研究目的:接触网绝缘子自然污秽中CaSO_4等微溶盐的存在,导致相同测量盐密下人工污秽与自然污秽绝缘子污闪电压存在差异,使得运维部门不能准确地把握绝缘子的实际污秽度,给污闪的防治工作带来困难。本文以盐碱地区接触网绝缘子为研究对象,通过热力学和Pitzer电解质溶液理论充分考虑盐碱地区主要污秽成分,建立CaSO_4在混合盐溶液中的溶解度模型,对绝缘子等值盐密(ESDD)、灰密(NSDD)和闪络电压计算公式进行修正,并与单片XP-160绝缘子污闪试验数据进行对比。研究结论:(1)盐碱地区比其他地区更易发生污闪事故;(2)污秽成分以CaSO_4和NaCl为主,其余污秽成分可通过抑制或促进CaSO_4的溶解改变污液电导率,其对闪络电压的影响不应被忽略;(3)污闪电压修正公式的修正数据与试验数据的误差在6%以内;(4)本研究结果可为绝缘子在混合污秽成分下的闪络电压修正以及盐碱地区的运行维护提供参考。     

电气化铁路接触网用绝缘子污闪测试系统研制

在牵引供电系统中，因绝缘子污闪引发的变电所跳闸停电事故时有发生。由于现场测量、勘察接触网用绝缘子污秽水平的难度较大，本文依据污秽闪络产生的机理，模拟现场运行环境，研制一套接触网用绝缘子污闪测试系统，能够在实验室模拟绝缘子的污闪现象，测量并监控绝缘子表面泄漏电流，为研究解决绝缘子污闪问题奠定基础。     

接触网绝缘污秽监测与防污闪的研究与对策

污闪是接触网线路的常见故障,会引起牵引变电所开关跳闸,影响运输生产。本文通过分析接触网线路发生污闪的主要原因,阐述了进行接触网绝缘污秽监测的必要性。根据接触网线路环境的污染源以及污秽等级的不同,合理设置接触网绝缘污秽监测点,根据对绝缘污秽的特性,对污闪防治提出指导建议。     

浅谈接触网绝缘子防污闪治理

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。     

污秽颗粒在腕臂绝缘子表面分布规律仿真分析

为解决兰新高铁接触网腕臂绝缘子污闪问题,研究腕臂绝缘子表面积污规律对预防污闪事故发生、保证牵引供电系统安全运行有重要意义。以FQB-25/12型腕臂绝缘子为研究对象,利用欧拉两相流建立积污仿真模型,以污秽颗粒的体积分数为表征参数,分析颗粒浓度、风速、颗粒粒径及来流角度4种因素对绝缘子表面污秽分布的影响。研究结果表明:绝缘子表面污秽体积分数随空气中污秽浓度呈线性增长;随风速的增大,迎风面污秽体积分数迅速增大,背风面污秽体积分数增长较缓慢;随颗粒粒径增大,迎风面污秽体积分数明显增长,背风面污秽体积不断减小;来流角度在-45°到45°变化时,对于大伞裙,上表面污秽体积分数不断减小,下表面污秽体积分数不断增大,对于小伞裙,上下表面积污程度随来流角度与大伞裙相反。     

基于盐碱沙尘地区的接触网绝缘子污闪预警的研究

盐碱沙尘环境是影响接触网绝缘子安全稳定运行的重要因素,但由于气候条件的复杂性和突发性,常用的污区分布图不能据实反映气候的急剧变化,往往造成接触网绝缘元件污闪事故的增加。利用含盐沙尘颗粒动力学方法,结合盐碱沙尘源区气象特性,建立颗粒物的动态沉降模型,探索沙尘颗粒在接触网绝缘子表面快速沉积规律,分析污秽源区下风向各站点的不同灰盐比以及粒径分布,得出各站点在无降水期间受含盐沙尘天气影响的污闪预警时刻。分析表明,在恶劣天气来临之前,可结合污闪预警信息准确定位,进行清扫工作,为污闪预警系统的制定提供一种有效可行的方法。     

铁路腕臂绝缘子污秽外绝缘状态评估方法研究

为了合理评估电气化铁路绝缘子的外绝缘状态,改进铁路绝缘子污闪预防措施,以电气化铁路腕臂绝缘子为研究对象,利用人工污秽试验方法,研究绝缘子在不同污秽度条件下的染污放电过程。通过监测染污腕臂绝缘子受潮期间的泄漏电流,提取出泄漏电流最大值I_h,依据I_h与污秽度和受潮程度的关联,建立I_h与试品闪络电压Uf的联系。在此基础上,综合考虑腕臂绝缘子的形状系数f和爬电距离L引入综合特征量I*,并提出形如U_f=a I~(*-b)的污闪预警模型。试验研究发现:对于不同结构参数的腕臂类绝缘子,由于放电特性接近,预警模型U_f=a I(*-b)具有一定的普适性,模型预测结果与实测结果吻合良好,且系数a、b可作常数处理;但是,当试验对象为输电线路用悬式绝缘子XWP2-160时,由于XWP2-160型绝缘子和腕臂绝缘子的结构有显著差异,导致两者的染污放电特征迥异,系数a、b要以变量对待。研究认为:对于外形结构接近的染污绝缘子,模型U_f=a I(*-b)能够有效预测该类绝缘子的闪络电压,并能以此评价绝缘子的外绝缘状态。本文相关结论适用于电气化铁路腕臂类绝缘子,对于绝缘子的日常维护工作有指导参考意义。     

高湿度环境下接触网腕臂复合绝缘子泄漏电流频谱分析

为提取接触网腕臂复合绝缘子污秽程度的有效特征,本文主要针对污秽放电过程中的泄漏电流进行频谱分析。首先根据泄漏电流的各次谐波幅值在污秽增加时增长速率不同的特点,针对污层充分受潮时采集的泄漏电流数据进行FFT变换,提取5次谐波与3次谐波的幅值比η;其次以短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)作为时频信号分析工具,计算泄漏电流时变功率谱曲线形状系数有效值λ,并分别以5次谐波与3次谐波幅值比η和时变功率谱曲线形状系数有效值λ作为污闪预警的特征参数。试验表明,上述两项频谱特征量与污秽度δ都有很好的指数拟合关系。因此在相对湿度较大(95%)情况下,借助泄漏电流的η值和λ值,可以判断绝缘子表面受污程度,给铁路接触网维护人员开展检修工作提供一定数据参考。     

接触网腕臂绝缘子电场分布建模与仿真研究

为使接触网绝缘子电场分布的计算结果更接近真实情况,基于静电场有限元法,建立考虑接触网各组成部件的全尺寸三维模型,仿真分析接触网部件及线路环境对腕臂绝缘子电位和电场分布的影响。结果表明:与单绝缘子仿真模型相比,全尺寸模型绝缘子电场分布发生较大变化,且同型号不同安装位置的绝缘子电场分布不同,同一绝缘子不同圆周方向的电场分布亦有差别。接触网模型部件中,绝缘子连接金具、支柱材质因素对绝缘子电场分布影响较大,而绝缘子材质、导线因素影响相对较小。接触网线路建模环境中,供电方式、列车经过与隧道线路因素对绝缘子电场分布影响较大,而复线铁路因素影响相对较小。     

电气化铁路27.5kV绝缘子污秽状态在线监测系统研究

目前铁路部门对电气化铁路绝缘子的清扫还主要依靠定期进行人工或水冲洗,但是何时清扫,以及被清洗绝缘子上的污秽程度尚无科学量化依据。因此,有必要研究多种气候环境条件下,电气化铁路27.5k V瓷和复合绝缘子的染污放电特性,并对其外绝缘污秽状况进行实时有效的监测和评估,为瓷绝缘子的适时清扫和复合绝缘子的安全运行状况提供判断依据。通过试验得出的理论模型可研制出铁路型绝缘子污秽状态在线监测系统。在污秽程度较严重的电气化铁路上,有计划地安装绝缘子污秽状态在线监测系统,对绝缘子的电气参数、周围环境参数在线实时监测,为运营维护部门实时掌握外绝缘的工作状态,确保接触网的安全运行提供了直观、量化、可靠的依据。     

接触网棒式绝缘子大面积污闪原因分析及防范对策

接触网棒式绝缘子污闪是电气化铁路的惯性病害之一,污闪的发生与缘子爬电距离、绝缘子所处空间的污染程度及大气湿度有关,绝缘子积污程度受绝缘子型式、降雨及距污染源距离等影响。合理选择外绝缘的爬电比距,增加绝缘子清扫力度是防范绝缘污闪的重要措施。     

瓷绝缘子防污闪技术的研究

统计分析近几年间供电系统的污闪事故,讨论多种防污闪措施在牵引供电系统取得的效果,通过对绝缘子污秽放电过程和机理分析,提出利用纳米二氧化钛自清洁技术实现瓷绝缘子防污闪的方案,论述其可行性,介绍纳米二氧化钛自清洁绝缘子的试运行情况,并展望了其应用前景。     

电力机车高压设备污闪及其防治方法

文章介绍电力机车车顶高压设备污秽闪络的危害性．对污秽绝缘子闪络机理及其特点进行了研究,对污闪故障的影响因素进行分析,针对既有和新造电力机车,从设计、运用和管理等角度提出了一些防治污闪的方法,为电力机车设计厂家提供有益的参考。     

电力机车用复合绝缘子运行性能及使用寿命预测方法概述

电力机车用复合绝缘子是受电弓、真空断路器等高压网侧设备的支撑装置,其在运行环境等因素下的老化失效问题直接影响电力机车运行可靠性。文章系统分析了电力机车用复合绝缘子老化的影响因素和作用机理,重点对复合绝缘子的外观现状、电气性能、憎水性能、老化性能等运行性能及使用寿命预测方法进行了研究。通过对试验结果、试验数据的分析,提出一种电力机车用复合绝缘子使用寿命预测方法,可用于电力机车用复合绝缘子老化性能的评估。     

铁路绝缘子快速清扫装置的控制系统设计

接触网绝缘子的污闪问题是铁路运输中多年存在的一大问题,每年必须投入大量的人力、物力、财力对绝缘子进行人工清扫。并且,在进入冬季和春季阴雨天气到来之前,很难完成大面积的绝缘子清扫工作。针对这一现实问题,研发并设计一种新型的铁路绝缘子快速清扫装置。该装置控制系统采用PLC为主控制器,无线遥控器为控制终端,依附于轨道车进行工作。通过PLC控制液压传动系统完成顺序运动,利用电机驱动刷头按规定程序清扫绝缘子,接近开关和光电传感器作为辅助,大大提高装置的自动化程度。经现场试验,效果良好,具有广阔的运用前景。     

瓷绝缘子防污闪技术的研究

统计分析了近几年间供电系统的污闪事故,讨论了多种防污闪措施在牵引供电系统取得的效果。通过对绝缘子污秽放电过程和机理分析,提出了利用二氧化钛自清洁技术实现瓷绝缘子防污闪的方案,论述了其可行性。介绍了纳米二氧化钛自清洁绝缘子的试运行情况,并展望了其应用前景。     

从绝缘子的应用探讨提高接触网可靠性的措施

简述了瓷、玻璃和复合绝缘子在电气化铁道中的应用情况及性能,分析了几种绝缘子存在的薄弱环节,介绍了国外接触网绝缘子的应用及防范情况,提出了在提高接触网可靠性方面绝缘子应采取的措施和建议。     

盐碱沙尘区域的接触网绝缘子动态积污与预测研究

污秽度是判定接触网运行在湿润大气下绝缘性能的重要因素。为防止污闪事故的发生,不仅需要实时监控污秽量,更需要实现对近期污秽度的预测,以便于安排时间进行清扫工作。利用污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降模型,结合新疆区域特有的盐碱沙尘气象特点,搜取受影响区域的不同灰盐比以及各粒径颗粒在总沉降物中的占比,优化了持续积污期间的累积积污公式;以月均降雨强度、月均风速、降雨次数等九个参量为输入特征量,建立基于遗传-BP神经网络的降雨冲刷模型,比较准确预测了降水后绝缘表面的剩余污秽度;根据气象信息的预报数值和地理位置的精确经纬度,可准确定位近期将超过设定污秽等级的支柱,由此实现由状态除污到计划除污的转变。