關于動車組車頂瞬態電感固定銅排對車體放電問題分析

謝佳奇

摘 要：本文介紹了動車組瞬態電感固定銅排對車體放電問題的原因分析，針對性的制定了整治措施，并進行了安全評估。

關鍵詞：動車組;瞬態電感;放電;防污閃

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.100

0 引言

動車組在霧霾、雨霧等天氣條件下運行時，車頂瞬態電感的固定銅排多次發生對周圍車體放電現象，導致網側過電流故障。故障統計顯示，絕大多數故障發生在濕熱沿海地區及部分山區。

1 安裝結構

動車組的瞬態電感的固定結構是通過一塊L形的銅排固定在絕緣子上，去本車主變壓器的高壓電纜終端也通過夾塊固定在同一塊銅排上，具體結構如下圖所示。

高壓電纜終端的冷壓端子、夾塊、L形銅排及絕緣子的頂部金屬件均為25kV電位，靠絕緣子來實現對車體的絕緣。

2 放電原因分析

經過對現場發生的幾次瞬態電感固定銅排對車體放電故障情況的梳理發現，放電點主要集中在L形銅排的外邊緣以及高壓電纜終端冷壓端子的端部，屬于典型的尖端放電，具體的放電現象如下圖所示。

在絕緣子第一節傘群的上表面均發現存在閃絡導致的電弧燒蝕痕跡。除上述放電點外，現場對故障車的高壓部件、高壓母線及主變高壓側等部分進行狀態檢查后，均未發現異常。

根本原因分析：發生的幾起瞬態電感固定銅排對車體放電故障均發生在霧霾天氣、雨霧等大濕度天氣中，在這種天氣條件下，空氣中懸浮有大量的灰塵顆粒、水汽等，絕緣子傘群表面同樣覆蓋有大量異物。絕緣子傘群材質雖然有一定的憎水遷移性，但在增水性未充分遷移時，絕緣子的頂部金屬附件與第一節傘群表面的污物、水膜之間會產生泄漏電流。當表面污物、水膜不斷積蓄時，泄漏電流會越來越大，使絕緣子傘群表面承受高溫，形成白色的干燥帶，并最終導致頂部金屬附件對傘群邊緣的沿面放電。當第一節傘群表面出現沿面放電時，會大幅減小絕緣子上方安裝的金屬部件對車體間的電氣間隙，最終導致金屬部分中電場強度較強點對車體的放電。由于動車組運行過程中金屬部分電場的不斷擾動，金屬部分的各個尖端結構均有可能對車體放電，因此各次故障的放電點比較集中，但不完全相同。

3 整治方案

將之前使用的320mm高絕緣子更換為400mm絕緣子，提高瞬態電感固定銅排與車體之間的電氣間隙，強化此處對惡劣天氣環境的耐受能力。

將瞬態電感固定銅排放電燒蝕點打磨后，在高壓電纜終端的冷壓端子、夾塊、銅排及絕緣子的頂部金屬件外表面噴涂SF-RTV型防污閃涂料，將金屬部件的各個尖端結構鈍化，避免尖端放電，強化對浮塵、水汽等惡劣環境的耐受能力，提高上述金屬部分對車體的絕緣水平。

在車頂平面上，上述金屬部件的投影點周圍1.3m?范圍內噴涂GT-20型絕緣漆，強化車體對高壓端污閃、霧閃的耐受能力。方案實施范圍如下圖所示：

上述防污閃涂料和絕緣漆是硅橡膠材質，固化后具有優良的溫度特性（-50℃～200℃）、熱穩定性、電絕緣性、耐候性、耐臭氧性、憎水性及遷移性等特性，并根據《DL/T 627-2012絕緣子用常溫固化硅橡膠防污閃涂料》進行了全套形式實驗。

相同的防污閃涂層已在多個型號動車組上有了多年應用經驗，主要噴涂區域包括高壓部件的環氧樹脂、瓷質絕緣子，受電弓安裝區域的車頂等。

4 安全性評估

防污閃涂層主要由107硅膠、模具硅膠、稀釋劑、阻燃劑、染料等幾種原料組成，不含對金屬材料產生腐蝕的成分，因此不會對噴涂區域的金屬部位產生腐蝕。涂層固化后，具有良好的散熱性、粘接性，能夠抵抗長時間的熱老化，不會存在脫落風險，可以滿足動車組高速運行的要求。