装煤筒仓处绝缘子闪络的原因及应对办法

2019-08-05倪国军

山西建筑 2019年13期

倪国军

(大同煤矿集团有限责任公司塔山铁路分公司,山西大同 037001)

1 概述

近年来，煤炭行业为加快运送效率，许多煤矿在装煤筒仓处都采用了不落弓装置。同煤集团塔山铁路分公司专用线塔山、同忻装煤筒仓区段，采用的不落弓装置均由滑杆、摆杆组件与装在道轨一侧支点上的固定支架活动连接，组成框式摆动机构。在机车通过无电区时，能将绝缘滑杆送至接触网断开区段，以使机车不落弓运行，机车通过后，又能使绝缘滑杆移出无电作业区。在不落弓装置两侧均采用钢性接触线与不落弓装置形成过渡，钢性接触线采用套管下方固定接触线的方式，套管再固定在有立式绝缘的固定架上(见图1)。

2010年，同煤集团塔山矿和同忻矿开通运行2万t不解体双机车牵引列车，这就要求铁路系统特别是供电系统供电要更加稳定可靠。而供电系统最薄弱的环节就是绝缘系统，当绝缘子发生闪络时，不仅容易对供电设备造成损害，而且对周边设备和人身安全均造成危险。同时由于闪络引发跳闸，影响运输，严重时，自动重合不成功，经过人员巡视、检查或是抢修等一系列程序，就大大增加了停电时长。如果手动重合不成功，故障点再次查找，停电时间延长更久。塔山铁路专用线运营近14年，我们处理的跳闸事故中，由装煤筒仓处绝缘子闪络引发的占到了九成，而且有越来越严重的趋势，所以解决装煤筒仓绝缘子闪络问题迫在眉睫。

2 装煤筒仓处绝缘子闪络原因分析

1)绝缘子闪络的根本原因就是其电气性能下降，而绝缘子电气性能下降的原因有很多，包括环境方面的、设备方面的和维护方面的。

2)维护方面的原因。冬季时，塔山铁路专用线装煤筒仓处的绝缘子清洗频率已经达到两周一次，有些时段甚至达到了每周一次，但是闪络还照常发生，所以此原因已排除。清扫的工作量非常大，不仅浪费人力物力，而且还使宝贵的“天窗”时间分配不到设备维修中，同时清扫工作中，极易发生人员冻伤，筒仓处环境较为复杂，也极易发生物体打击、高空坠落、机械伤害等安全隐患。

3)经多方查证，塔山铁路专用线装煤筒仓闪络的原因有以下两种：

a.环境原因。

发生闪络的时段，大多数都在冬季装煤时段，还有小部分发生在大雨、大雪天气。

分析：电力机车在冬季装煤时，由于筒仓出煤口泄煤时，煤本身有湿度，由于温差和气流的原因，会有水蒸气升腾起来，附着在车皮上方不落弓装置的立式绝缘子上(附着最多的地方就是图1中标识的绝缘子)，导致绝缘子表面受潮后绝缘性能下降，产生沿面气体放电现象(称为沿面放电)，也就是闪络。另一方面绝缘子受潮后，又导致装煤时升起的煤尘加剧绝缘子污染，产生了污闪现象(见图2)。雨、雪天气时，筒仓边处的立柱绝缘子大面积潮湿后，也可以导致湿闪。再一方面北方地区风大，装煤筒仓处易“收风”，喷洒的防冻液容易被风吹到绝缘子上，引起绝缘子脏污。

b.设备原因。

首先是不落弓装置和钢性接触线的绝缘支架离出煤筒过近，筒仓过车处的空间较小，当装煤时的水蒸气和煤尘容易附着在绝缘子上。其次是绝缘子本身泄露距离和绝缘子的防污性能不足，满足不了重污区域的使用要求，比如：绝缘子的长度短，爬弧距离小，绝缘子伞裙大小不合理，防污性能不强，最终导致闪络。再次是防冻液喷洒装置离绝缘区较近，当有风时，喷洒的防冻液容易吹到筒仓附近的绝缘子上，形成污染。

3 应对措施

1)针对以上情况，塔山铁路分公司供电段，采取了对装煤筒仓处的绝缘改造方案。

方案分为两部分，一方面是增加不落弓装置处的绝缘区段，在钢性接触线端加装绝缘分段；另一方面是增加防冻液喷洒装置附近拉线的绝缘子，形成“双连绝缘子”结构。草拟的几种应对措施的优缺点比较见表1。

2)技术改造。

我们于2018年10月底决定进行技术改造，经过检查、测量、统计至确定对策。此期间结合地段与设备的实际情况。决定采用表1中的方法2、方法3进行处理，优势在于方便改造和效果明显。经过后期的检测，达到了预期效果。

3)“钢性接触线部分绝缘化”方案实施。

在不落弓装置前端替换成绝缘杆(如图1中的①部分，绝缘杆见图3)，既保证不落弓与装煤筒仓处的水蒸气有效绝缘，又保证不影响受电弓取流。经现场多方面检测，结合头部、中部机车(2万t列)升弓位置，确定钢性接触线改绝缘区段不应大于2 600 mm，最终选定方案中的绝缘杆有效绝缘长度为1 530 mm，来确保安全值。

表1 几种应对措施的优缺点比较

绝缘杆经过27.5 kV，60 kV，92 kV的耐压试验，完全符合接触网线路使用的绝缘要求。在安装绝缘杆前，用角磨机对原有钢性接触线进行切割，保证连接架的位置与绝缘杆中部打孔位置相对应。绝缘杆前端涂胶均匀，保证厚度不小于3 mm,分两次涂胶，安装完成后进行水平测量和高度测量，保证平滑衔接。具体情况见图3(全长1 800 mm，有效绝缘长度1 530 mm，材质为玻璃钢环氧树脂)。

4)“双连绝缘子”方案实施。

采用“双连绝缘子”结构，降低因防冻液喷洒造成的闪络。在装有防冻液喷洒装置侧加装双绝缘子，能有效增强筒仓金属板与接触悬挂之间的绝缘性能。在双耳式绝缘子一头安装双环杆连接末端，另一个杵座式绝缘子一侧安装杵环杆，两绝缘子连接端用的双耳连接器连接，可随着现场实际情况，进行直接连接和加装线索或双环杆。制作后进行机械拉力测试，大于60 kN·m，满足使用条件，详见图4。