动车组车顶绝缘子闪络电弧的在线防护装置及防护方法

摘要

本发明公开了一种动车组车顶绝缘子闪络电弧的在线防护装置及防护方法，其防护装置的组成是：动车组车顶(10)上安装有雨量传感器(6)和热风机(4)，热风机(4)的出风口通过风管(3)与气流喷嘴(1)相连；气流喷嘴(1)的喷口对准动车组车顶的绝缘子(8)；绝缘子(8)的底座上安装感应式电流传感器(5)；感应式电流传感器(5)、雨量传感器(6)和热风机(4)均与数据处理与控制装置(7)电联接。该防护装置及其防护方法能在动车组的运行途中对车顶绝缘子进行在线的闪络电弧防护，从而更有效的防止动车组车顶绝缘子发生闪络电弧，更好的保证动车组运行的安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种动车组车顶绝缘子闪络电弧的在线防护装置及防护方法。

背景技术

作为动车组车顶高压线与车体进行隔离的关键部件，车顶绝缘子的运行安 全性直接关系到动车组的安全稳定运营。由于动车组车顶绝缘子裸露在车外， 在动车组运行过程中，受铁路沿线运营环境的影响，绝缘子会遭受雨雪、雾霾、 污秽等因素的侵袭，使得车顶绝缘子表面出现闪络放电，导致车顶高压部件对 车体短路，车体电位抬升，对车内人员及电气设备的安全带来威胁，例如京津、 沪杭等线路就曾多次出现列车在运行途中发生车顶绝缘子闪络放电事故，对动 车组的安全运行造成了影响。因此，需对动车组车顶绝缘子闪络电弧放电进行 防护。

已有的运营经验表明车顶绝缘子闪络多发生在浓雾、细雨等天气。相关研 究结果表明，绝缘子表面存在污秽，并且污秽层受潮是导致车顶绝缘子闪络的 主要原因。由于动车组的运行速度较普通列车速度更高，导致弓网系统的过电 压频率增加，车顶绝缘子表面污秽分布发生变化，这些都使得绝缘子更易发生 闪络，因此必须对绝缘子闪络电弧进行在线防护。

由于车顶绝缘子运行于高电压(27.5kV)环境，为了避免触电危险，在列 车带电运行时不能触碰绝缘子表面。现有对动车组车顶绝缘子闪络电弧的防护 方法主要是当动车组结束运营入库后，对接触网进行停电，然后人工爬到车顶 对车顶绝缘子进行表面擦拭、清洁。另外一种是当动车组在站台上临时停车时， 利用高压水枪对绝缘子表面进行快速的冲洗。两种方法均能减少绝缘子表面的 污秽，对抑制车顶绝缘子闪络有一定的效果。但是属于离线维护，必须是动车 组入库或是停车时才能进行，而在实际运行过程中，由于动车组运行区域广， 站间距离长，在运行过程中绝缘子表面就会积污，形成污秽层并受潮，进而发 生闪络事故。传统离线维护方法无法解决这类安全隐患，因此亟需一种能够对 绝缘子闪络电弧进行在线防护的装置及方法。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种动车组车顶绝缘子闪络电弧的在线防 护装置，该防护装置能在动车组的运行途中对车顶绝缘子进行在线的闪络电弧 防护，从而更有效的防止动车组车顶绝缘子发生闪络电弧，更好的保证动车组 运行的安全。

本发明实现第一发明目的所采用的技术方案是，一种动车组车顶绝缘子闪 络电弧的在线防护装置，其组成是：

动车组车顶上安装有雨量传感器和热风机，热风机的出风口通过风管与气 流喷嘴相连；气流喷嘴的喷口对准动车组车顶的绝缘子；绝缘子的底座上安装 感应式电流传感器；

感应式电流传感器、雨量传感器和热风机均与数据处理与控制装置电联 接。

进一步，本发明的气流喷嘴的喷口还安装有电动阀门，电动阀门也与数据 处理与控制装置电联接。

进一步，本发明的气流喷嘴，感应式电流传感器、雨量传感器和热风机与 绝缘子的距离均大于40cm。

本发明的第二发明目的是提供一种使用上述的在线防护装置进行闪络电 弧防护的方法，该方法能在动车组的运行途中对车顶绝缘子进行简单、可靠的 在线闪络电弧防护，从而更有效的防止动车组车顶绝缘子发生闪络电弧，更好 的保证动车组运行的安全。

本发明实现第二发明目的所采用的技术方案是，一种使用上述的防护装置 进行闪络电弧防护的方法，其具体做法是：

数据处理与控制装置采集感应式电流传感器、雨量传感器分别测出的绝缘 子的泄漏电流和雨量；当泄漏电流值大于设定的阈值且雨量小于设定的阈值 时，数据处理与控制装置控制电动阀门和热风机均开启，热风通过气流喷嘴喷 向绝缘子，降低绝缘子表面湿度；否则，数据处理与控制装置控制电动阀门和 热风机均关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明通过感应式电流传感器在动车组运行途中对绝缘子的泄漏电流 进行实时动态监测，当绝缘子泄漏电流值大于设定阈值且雨量小于设定阈值 时，表明绝缘子表面已有积污存在且可能已受潮，存在发生闪络电弧的隐患， 此时随即启动热风机，产生热风，并由气流喷嘴将热风喷向绝缘子，迅速降低 绝缘子表面湿度。当绝缘子泄漏电流值小于设定阈值时，表明绝缘子表面干净， 绝缘性能良好，本发明不进行防护操作，而当雨量大于设定阈值时，绝缘子表 面会被雨水迅速清洗干净，本发明也不进行防护操作。从而本发明能在动车组 运行途中及时有效避免绝缘子闪络电弧的发生。

在浓雾、细雨天气环境下，由于车顶绝缘子周围环境湿度增加，导致车顶 绝缘子表面污秽层被浸润，绝缘子受潮，导电率增加，使得绝缘子泄漏电流增 大，引发车顶绝缘子沿面闪络电弧放电。对于下大雨天气，虽然空气湿度较大， 但当雨量较大时，由于雨水的冲刷作用，使得绝缘子表面污秽层被清洁干净， 反而不易发生闪络放电。因此，本发明简单可靠的避免了粘附在绝缘子表面的 污秽层浸润、受潮。

二、本发明对绝缘子泄漏电流检测、绝缘子表面吹热风干燥，属于非接触 式检测与维护，不需要停电，不影响动车组的正常运行。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的在线防护装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1示出，本发明的一种具体实施方式是，一种动车组车顶绝缘子闪络电 弧的在线防护装置，其组成是：

动车组车顶10上安装有雨量传感器6和热风机4，热风机4的出风口通 过风管3与气流喷嘴1相连；气流喷嘴1的喷口对准动车组车顶的绝缘子8； 绝缘子8的底座上安装感应式电流传感器5；

感应式电流传感器5、雨量传感器6和热风机4均与数据处理与控制装置 7电联接。

本例的气流喷嘴1的喷口还安装有电动阀门2，电动阀门2也与数据处理 与控制装置7电联接。

本例的气流喷嘴1，感应式电流传感器5、雨量传感器6和热风机4与绝 缘子8的距离均大于40cm。

一种使用上述的防护装置进行闪络电弧防护的方法，其具体做法是：

数据处理与控制装置7采集感应式电流传感器5、雨量传感器6分别测出 的绝缘子8的泄漏电流和雨量；当泄漏电流值大于设定的阈值且雨量小于设定 的阈值时，数据处理与控制装置7控制电动阀门2和热风机4均开启，热风通 过气流喷嘴喷向绝缘子8，降低绝缘子8表面湿度；否则，数据处理与控制装 置7控制电动阀门2和热风机4均关闭。

本例方法中，所述的泄漏电流值的设定阈值为10mA，所述的雨量的设定 阈值为7mm/min。