HXD2型機車車頂高壓設備污閃故障分析和防范

摘 要：近些年隨著環境逐漸惡略，動車組在惡劣環境下運行，不斷出現污閃故障，導致高壓設備存在損壞，影響正常使用，為分析HXD2型機車車頂高壓設備污閃故障防范措施，先簡單分析車頂高壓設備，進而分析防范措施，希望能為機動車輛運行提供參考。

關鍵詞：高壓設備；故障分析；絕緣設備；

中圖分類號：V351.31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-04-00-02

近些年霧霾天氣時常發生，空氣中大量的污染物顆粒很容易導致機動車輛高壓設備出現污閃故障，導致高壓設備放電短路，對行車造成嚴重影響，為減少機動車輛設備污染故障發生率，有必要提高設備外緣設計防污水平，現分析如下。

一、車頂高壓設備組成

HXD2型和諧電力機車是鐵路電力機車車型之一，最高功率在10000kw，最高時速可達120公里/小時，動車機組車頂高壓設備包括高壓互感器、接地裝置、高壓電纜、風笛輔助設備、避雷器、主斷路器等，高壓設備主要滿足級車電力性能、絕緣性能以及防污性能等，在動車組車頂支撐絕緣子連接這些設備。HXD2型機車車頂高壓設備布置見圖1所示，主斷路器是電力機車總開關，在出現故障情況下能夠切斷機車總電源，避雷針用戶保護機車電氣設備避免大氣過電壓的損害，減少跳閘故障率，高壓隔離開關主要起到隔離電工絕緣設備作用，高壓連接器安裝在機車尾部車頂。

二、污閃故障分析

目前HXD2型車組受電弓基本采用DSA200型單筆受電弓，在每節機車車頂各安裝一臺，在升弓時壓縮空氣進入到氣囊，使接觸網和受電動滑板接觸，在設計中產品部分結構沿用原有設計。在環境逐漸惡劣的條件下，動車組原設計的車頂高壓設備與車體間電氣間隙明顯不足，導致車頂以及等電位部分受到高壓設備放電。依照電力機車車頂絕緣子相關要求，首立功與其他高壓設備支撐絕緣徐的設計高速應該滿足400mm要求，但是當前所采用的設計高速并不符合這個標準。近幾年，我國環境逐漸惡化，尤其是去年冬天，冬雪霧霾天氣非常普遍，依照原先的清潔標準，動車組車頂高壓設備很容易被環境污染，進而導致動車組車頂高壓設備絕緣性能大大降低，尤其是在北方，這種情況更加嚴重，在北方停車站以及終點站等停留中，支撐絕緣子的對地絕緣性能大大降低，很容易產生污閃故障，損害車頂高壓設備。

在動車機組運行初期，由于沒有充分認識到污閃問題，因此并沒有重視車頂高壓設備清潔工作問題，在清潔中僅僅清潔了絕緣子的設備標準，對支撐絕緣子傘裙下的表面清潔不是很徹底，為動車組車頂高壓設備帶來安全隱患。

三、防范分析

依照上文分析，針對HXD2型車頂高壓設備出現污閃問題原因，建議從以下幾方面進行改進。

（一）改進車頂高壓設備防護罩設計。高壓設備防護罩包括上不防護蓋和下部防護板，在上部防護蓋設置了觀察窗口方便檢查高壓設備運行狀態，車頂平面上的法蘭與防護板之間的連接通過打膠和焊接的方式實現，防護蓋在與防護板連接中則是采用彈簧卡和螺栓實現。針對防護罩內的高壓設備，容易出現污染問題集中在高壓帶電和有電位差的導電設備間隙，在設計中，建議采用污染等級PD4，針對集中在頂蓋上的高壓設備建議采用玻璃鋼結構進行防護工作，滿足電力機車界限的要求，避免因為惡劣天氣出現污閃故障。

在高壓設備的設計中為實現接線和電氣部分的絕緣性，建議在高壓設備防護罩的進出線采用高壓電纜的連接方式，外部電纜終端采用傘裙設計方式，增大防護罩和接線端子之間的距離，提高電氣設備的安全性，目前這種電纜終端在動車車組中廣泛使用，能夠避免外界雨水的侵入。

（二）積極采用防污閃新產品技術。在車頂高壓設備改進中建議采用防污閃新產品技術，如可以采用合成絕緣子，這是一種新型高分子材料絕緣子，憎水性比較強，材料本身具有濕閃電壓高的特點。在高壓設備改進中采用高帶增爬裙符合材料，爬電距離大大提高，經過使用，這種材料絕緣子能夠經受惡劣天氣的考驗，但是使用壽命不長，還需要不斷改進。針對車頂外露的導電桿以及軟連線建議采用熱縮型絕緣管，這種熱縮管材料絕緣性較高，能夠減少絕緣子承受的電壓，加大爬行距離，能夠極大提高高壓設備抗閃絡能力。針對絕緣性能比較薄弱的地方，建立采用防污閃材料，如PRTV涂料，防污性能、憎水性能以及耐老化性都很強，可以在主斷路器、高壓電壓互感器底座以及首立功絕緣子底座等噴射防污閃材料，提高設備在惡劣天氣下的絕緣性。

（三）加強清潔維護工作。在車頂高壓設備的運行中，加強清潔維護工作，合理安排清掃工作。目前預防機車車頂污閃故障的主要手段是清掃工作，因此有必要合理安排清掃工作，在每年11月份～12月份后就會帶來嚴重污染問題，因此把清潔工作放在這個季節中，嚴格執行檢查制度，保證清掃質量。

在維護工作中，需要加強絕緣子的清潔檢測工作，在更換機車頂高壓設備絕緣子之前，加強測量絕緣組絕緣電阻值，剔除掉達不到要求的設備，避免出現安全隱患。機車車頂高壓設備污閃問題一般發生在備用弓附近，因此可以需要有針對性的應急工作，針對大霧、大雪等不良天氣，在清潔工作中，需要隔離備用弓，若是弓未出現故障，在機車回段后可以恢復備用弓的正常工作。若是在運行中出現問題，在啟用備用弓的同事隔離故障弓。在維護工作開展中，需要經常查看高壓設備運行狀態，若是出現問題，可以在車頂打開防護蓋工作。

HXD2性機車上車頂需要嚴格依照作業順序操作，升弓驗電，確定鍛煉后掛好地線，將系統柜安全設置在開關隔離位，將安全手柄插入主斷接點開關插孔，轉向左置接地位，順時針旋轉接地手柄。

四、結束語

綜上所述，本文主要分析HXD2型機車車頂高壓設備污閃防范措施，除了本文所分析的措施之外，還需要注意防護罩內部的通風散熱問題，建議在防護罩內部頂蓋設置通風窗，保證機械件和防護罩內部微正壓，避免外界污染物進入到防護罩內造成污閃故障。

參考文獻：

[1]柳曉蔚.電力機車高壓設備污閃及其防治方法[J].電力機車與城軌車輛，2013，06：59-62.

[2]任廣慧，夏金鳳.和諧型機車車頂防污閃問題探討[J].技術與市場，2014，02：30+32.

[3]吳昌榮，于兆華，李浦民.動車組車頂高壓設備污閃故障原因及防范措施[J].鐵道技術監督，2013，06：20-21.