動(dòng)車(chē)組高壓設(shè)備外絕緣性能及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、2008年8月1日京津城際高速鐵路開(kāi)通以來(lái)，我國(guó)高速鐵路呈幾何式增長(zhǎng)。截至2015年年底，運(yùn)營(yíng)里程數(shù)達(dá)到1.9萬(wàn)公里，居世界第一位，占世界高速鐵路總里程數(shù)的60％以上?！笆濉币?guī)劃期間，高速鐵路將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)并覆蓋80％以上的大城市。復(fù)雜多變的氣象條件給動(dòng)車(chē)組高壓設(shè)備的可靠運(yùn)行帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。為降低霧霾天氣下動(dòng)車(chē)組車(chē)頂絕緣子的閃絡(luò)頻次和評(píng)價(jià)高速氣流、水分、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、風(fēng)沙、高海拔等因素對(duì)絕緣子絕緣性能的影響，研究動(dòng)車(chē)組高壓設(shè)備外

2、絕緣性能及結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要意義。
　　以動(dòng)車(chē)組絕緣子為對(duì)象，試驗(yàn)研究了絕緣子污穢分布、閃絡(luò)性能和水分、風(fēng)沙、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)等環(huán)境因素對(duì)外絕緣性能的影響規(guī)律，提出了外絕緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略。論文的研究結(jié)論可為我國(guó)動(dòng)車(chē)組高壓設(shè)備外絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)營(yíng)提供參考。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　在閉式風(fēng)洞內(nèi)開(kāi)展積污模擬試驗(yàn)，分析了絕緣子材質(zhì)、風(fēng)速對(duì)傘裙表面污穢分布的影響。采集霧霾氣候條件下的絕緣子表面污穢樣本，比較分析模擬試驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間

3、的差異性及其原因，研究結(jié)果為后續(xù)人工污穢試驗(yàn)提供了依據(jù)。
　　為開(kāi)展動(dòng)車(chē)組車(chē)頂絕緣子閃絡(luò)試驗(yàn)，搭建1∶1試驗(yàn)平臺(tái)和人工氣候室。開(kāi)展環(huán)氧樹(shù)脂、硅橡膠復(fù)合絕緣子和全尺寸車(chē)頂高壓設(shè)備在不同污穢分布下的污閃試驗(yàn)，獲取了動(dòng)車(chē)組車(chē)項(xiàng)絕緣子的絕緣性能、確定了需優(yōu)化的絕緣部件。
　　采用紅外熱像法，比較了水分侵入絕緣子柱體和表面污穢引起的溫升變化規(guī)律。分析了二者存在差異的原因，為應(yīng)用紅外熱像法監(jiān)測(cè)動(dòng)車(chē)組車(chē)頂高壓設(shè)備絕緣性能提供了參考。在風(fēng)洞

4、內(nèi)開(kāi)展了風(fēng)沙環(huán)境下環(huán)氧樹(shù)脂絕緣子積污及蝕損試驗(yàn)，獲取了風(fēng)沙粒徑、試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)對(duì)絕緣子積污、蝕損的影響規(guī)律?；谠魉詼y(cè)試和污閃試驗(yàn)，獲得了動(dòng)車(chē)組絕緣子絕緣性能隨運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的變化規(guī)律。
　　針對(duì)動(dòng)車(chē)組高壓設(shè)備外絕緣的薄弱點(diǎn)和高壓設(shè)備箱無(wú)法滿足蘭新線動(dòng)車(chē)組電氣設(shè)備入網(wǎng)考核需求，提出了高壓隔離開(kāi)關(guān)電極結(jié)構(gòu)和高壓設(shè)備箱絕緣優(yōu)化策略。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明:優(yōu)化后的高壓隔離開(kāi)關(guān)電極可優(yōu)化電場(chǎng)分布、避免了電極對(duì)傘裙的加速老化;高壓端加裝具有合理結(jié)構(gòu)的絕