接觸網(wǎng)絕緣子污穢在線監(jiān)測研究.pdf

1、隨著我國鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，絕緣子在電氣化鐵道中得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，由于使用環(huán)境特殊，接觸網(wǎng)絕緣子的受污染程度要比一般電力線路的絕緣子嚴(yán)重。特別的，隨著“四縱四橫”客運(yùn)專線等跨省、跨地區(qū)遠(yuǎn)距離高速鐵路相繼投入運(yùn)營，鐵路沿線的環(huán)境、氣候、企業(yè)分布等影響因素更趨復(fù)雜化，將對絕緣子的電氣絕緣強(qiáng)度提出更高要求。近期以來全國大部分地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣，加重了接觸網(wǎng)絕緣子的受污程度。這不僅容易造成絕緣子沿面放電，乃至污穢閃絡(luò)，甚至線路跳閘，

2、給牽引供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來極大的安全隱患。因此，開展接觸網(wǎng)絕緣子的污穢在線監(jiān)測，分析表面積污狀況，發(fā)現(xiàn)潛在的污閃風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取措施，防止突發(fā)性故障的產(chǎn)生，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。這既可以避免災(zāi)難性的設(shè)備故障，還可以避免失修和過甚檢修，為促進(jìn)鐵路可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。
　　本文以實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)絕緣子污穢在線監(jiān)測為目的，總結(jié)國內(nèi)外污穢絕緣子運(yùn)行狀態(tài)表征參數(shù)的基礎(chǔ)上，基于絕緣子的污穢沿面放電機(jī)理，針對流經(jīng)污穢絕緣子表面的泄漏電流，提出了接觸

3、網(wǎng)絕緣子污穢在線監(jiān)測的設(shè)計(jì)方案，并就其中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。依托西高所的試驗(yàn)平臺(tái)，開展人工污穢試驗(yàn)，采集不同環(huán)境參數(shù)、不同污穢程度下的泄漏電流樣本數(shù)據(jù)。
　　針對泄漏電流信號(hào)的數(shù)學(xué)表征問題，通過時(shí)域和頻域分析相結(jié)合的方法提取泄漏電流特征參數(shù)。一方面，通過泄漏電流波形的變化特征提取三個(gè)時(shí)域特征參數(shù)，即泄漏電流有效值、最大值和標(biāo)準(zhǔn)差，分析這三個(gè)參數(shù)與環(huán)境參數(shù)、污穢度之間的關(guān)系;另一方面，通過FFT變換提取3次諧波與基波、5次諧波

4、與3次諧波的幅值比，分析特征參數(shù)的變化規(guī)律后，采用以5次諧波與3次諧波的幅值比作為污穢狀態(tài)評估的頻域特征參數(shù)。其次以短時(shí)傅里葉變換(Short Time Fourier Transform，STFT)作為時(shí)頻信號(hào)分析工具，分析泄漏電流時(shí)頻分布的細(xì)節(jié)信息，通過時(shí)變功率譜形狀系數(shù)建立與污穢度之間的關(guān)聯(lián)性，并以此作為污穢狀態(tài)評估的另一頻域特征參數(shù)。研究表明，泄漏電流的這5個(gè)特征參數(shù)可以為污穢狀態(tài)評估提供有效信息。
　　最后，為了增加模型