接觸網(wǎng)污穢絕緣子泄漏電流分析研究.pdf

1、鐵路作為我國的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是人們在日常生活中首選的交通工具之一，是綜合交通運輸體系中不可或缺的部分。電氣化鐵路在鐵路事業(yè)中的比重越來越大，這也是鐵路發(fā)展的趨勢。接觸網(wǎng)作為電氣化鐵路的重要部分，負責(zé)給電力機車提供電能。接觸網(wǎng)一般都是裸露在空氣中，這樣，接觸網(wǎng)的重要部件——絕緣子，就很容易被污染而降低絕緣特性。近年來，多地持續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣，加劇了接觸網(wǎng)絕緣子的染污程度。這就很容易造成絕緣子表面放電，繼而發(fā)生污穢閃絡(luò)，甚至線路跳閘，威脅著電

2、氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的安全正常運行。因此深入開展接觸網(wǎng)污穢絕緣子沿表面放電過程及其影響因素的研究很有必要，通過絕緣子污穢在線監(jiān)測裝置持續(xù)監(jiān)測絕緣子運行狀態(tài)，深入研究絕緣子表面污穢積累發(fā)展過程，探索導(dǎo)致污閃的潛在因素，及時做出相應(yīng)的防污方案，進一步強化絕緣管理，防止突發(fā)事故發(fā)生，盡可能避免污穢閃絡(luò)，對電氣化鐵路運輸具有十分重要的意義，為電氣化鐵路的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。
　　本文針對接觸網(wǎng)復(fù)合絕緣子和瓷質(zhì)絕緣子開展了人工污穢試驗，

3、利用接觸網(wǎng)絕緣子污穢在線監(jiān)測裝置，采集并儲存泄漏電流信號和環(huán)境溫濕度信息，從試驗現(xiàn)象和試驗數(shù)據(jù)可以觀測出絕緣子泄漏電流隨污穢度和濕度變化的特征。低濕度情況下，泄漏電流值很小，隨污穢度變化特征不是很明顯;高濕度情況下，泄漏電流幅值隨污穢度的增加而明顯變大，脈沖含量和諧波含量也隨之增多。另外，由試驗放電現(xiàn)象和泄漏電流數(shù)據(jù)說明復(fù)合絕緣子的抗污性能優(yōu)于瓷質(zhì)絕緣子。
　　為了實現(xiàn)接觸網(wǎng)絕緣子污穢在線監(jiān)測，論文分析了鐵路現(xiàn)場對泄漏電流影響的一

4、大因素——過車影響。在機車經(jīng)過時，絕緣子泄漏電流信號中低頻（0～10Hz）含量明顯增加，利用這一特性，采用小波能量比的方法，可以有效識別過車時的泄漏電流波形，從而通過剔除這段數(shù)據(jù)來達到消除過車對泄漏電流影響的目的。絕緣子污穢在線監(jiān)測裝置中的電流傳感器會對采集到的泄漏電流信號造成偏移，文中對此進行了分析，經(jīng)大量數(shù)據(jù)驗證，信號除去經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解后的趨勢項可以有效地改善這種偏移。文中闡述了兩種針對泄漏電流信號的去噪方法，即奇異值分解去噪和小波閾

5、值去噪。從去噪后的波形來看，奇異值分解去噪過多地濾除了細節(jié)特征，平滑了過多的噪聲，使信號損失了一些細節(jié)信息;而小波閾值去噪則合理地濾除了噪聲，使信號比較光滑，又很好地保留了信號本身的細節(jié)信息，因此小波閾值去噪方法比奇異值分解去噪方法更加適用于泄漏電流信號去噪。
　　論文中分析了泄漏電流的時頻域特性。給出了泄漏電流有效值、最大值、和時域熵三個時域參考量，泄漏電流三次諧波幅值與基波幅值之比、泄漏電流總諧波畸變率兩個頻域參考量，來評估絕

6、緣子表面污穢狀態(tài)。這五個參考量與絕緣子表面污穢度均呈現(xiàn)指數(shù)增長關(guān)系，擬合成指數(shù)曲線后擬合度都在0.95以上，滿足工程應(yīng)用要求，因此這五個參考量可以用來評估絕緣子表面污穢狀態(tài)。
　　最后，文中采用支持向量機來識別接觸網(wǎng)絕緣子泄漏電流波形對應(yīng)絕緣子污穢等級的分類方法。將環(huán)境濕度RH、泄漏電流有效值Ie、泄漏電流最大值Ih、泄漏電流三次諧波幅值與基波幅值之比K13和泄漏電流總諧波畸變率THD這五個參考量作為支持向量機模型的輸入，污穢的四