Com o desenvolvimento da ferrovia eletrificada na direção de alta velocidade, estabilidade e segurança, requisitos cada vez mais altos são apresentados para a operação da linha de contato aérea ferroviária. No entanto, devido à poluição ambiental grave, o flashover do isolador ocorre com frequência, resultando em sistema de fornecimento de energia anormal. Portanto, é imperativo garantir o fornecimento de energia contínuo e estável do sistema de fornecimento de energia de tração e eliminar o fenômeno de flashover do isolador.
1. Análise da causa do flash do isolador
Flashover inclui principalmente flashover de poluição, flashover de neblina e formação de gelo, incluindo chuva, orvalho, geada, neblina, vento e outros efeitos climáticos, ou poeira, gás residual, sal natural, poeira, guano e outros poluentes, bem como poeira, gás residual, sal natural, poeira, guano e outras poluições. O processo de contaminação do isolador costuma ser gradual, mas também pode ser rápido.
1.1 Flash de poluição
Isoladores comuns conectados a isoladores não conduzem eletricidade em condições secas e os isoladores serão lavados. No entanto, em áreas com poluição ambiental grave, perto da fonte de poluição, matérias-primas químicas no ar e produtos químicos difundidos perto da fábrica, como pó de carbono, pó de cimento, ácido, alcalinidade e propriedades de ouro, irão aderir ao isolador por um muito tempo para formar aglomeração. Adesão forte, não é fácil de limpar pela chuva, superfície residual, no caso de garoa, nevoeiro, orvalho e outras condições meteorológicas, a superfície do isolador presa a esta parte da sujeira ficará molhada, a condutividade elétrica é muito melhorada, resultando na aumento da corrente de fuga. Quando o campo elétrico da corrente de fuga é forte o suficiente para causar a ionização por colisão do ar da superfície, a descarga de coroa ou descarga de brilho começa imediatamente ao redor da tampa de ferro, resultando em uma fina linha azul-violeta devido à grande corrente de fuga neste momento. A descarga corona ou incandescente pode ser facilmente convertida em um arco de canal brilhante. Em clima de neblina e orvalho, a umidade da camada de sujeira aumenta, a corrente de fuga aumenta e o comprimento local pode ser mantido sob certas condições elétricas. Uma vez que o arco local atinge um certo comprimento crítico e a temperatura do canal do arco é muito alta, a extensão adicional do canal do arco não requer mais tensão mais alta e se estende automaticamente pelos dois estágios, resultando em descarga do isolador e flashover.
1.2 Análise de causa de flash de nevoeiro (molhado)
Em um longo período de tempo nebuloso (úmido), uma camada de água se forma gradualmente na superfície do isolador cerâmico. Devido à perda de propriedades hidrofóbicas e distribuição desigual da força de campo dos isoladores compostos, o filme de água também será formado na superfície dos isoladores compostos. Ao mesmo tempo, a superfície do isolador está coberta de impurezas e a composição da água do nevoeiro é complexa. As extremidades do isolador primeiro formam corona e descarga de arco parcial. Devido ao aumento da umidade do ar, a intensidade do campo de decomposição do ar será significativamente reduzida. Devido à quebra do arco entre as saias de porcelana nas extremidades dos isoladores, uma vez destruída a primeira saia, a segunda saia produzirá uma tensão maior, repetindo o processo agora mesmo, pois o arco será extinto quando a tensão AC excede zero, portanto, neste caso, o arco será extinto quando a tensão CA exceder zero. A geração do flashover do isolador depende do desenvolvimento do arco e do fluxo de ar ionizado. Se a névoa (umidade) for relativamente estável e o arco reacender, ele pode piscar rapidamente, enquanto que se o fluxo de ar for mais rápido, o canal de ionização desaparecerá rapidamente e não se transformará em flashover.
1.3 Análise da causa do flash de gelo
É determinado principalmente pelas condições meteorológicas, é um fenômeno físico abrangente determinado pela temperatura, umidade, convecção de ar frio e quente, ambiente e velocidade do vento e outros fatores. Pequenas gotas de água super-resfriadas são difíceis de mudar de estrutura devido ao seu pequeno diâmetro e grande tensão superficial. Também é difícil encontrar a condensação de poeira, embora a temperatura esteja abaixo de zero graus Celsius, mas ainda em declínio, caindo lentamente no chão, formando uma "chuva gelada". Esta água super-resfriada é muito instável. Quando uma gota está em contato com um objeto frio (como um isolante) no solo, a vibração do impacto causará a deformação da gota super-resfriada e o grau de flexão da superfície da gota diminui e a tensão superficial diminui de acordo. O efeito de condensação na superfície do isolador é semelhante ao dos nódulos. Após a deformação, as gotas de água super-resfriadas líquidas se ligam, de modo que as gotas de água de resfriamento se condensam na superfície do isolador em gelo com nervuras ou nervuras, de modo que a superfície do isolador seja coberta na superfície do isolador na forma de RIM ou ARO. Assim, a capacidade de isolamento do isolador é reduzida, resultando em flashover do isolador.
2. Discussão sobre a regra de flashover
2.1 Fatores cumulativos de poluição
(1) Tipo de isolador. Para os isoladores, quanto maior o diâmetro médio, maior a capacidade de acumular poluição. Nas mesmas condições de poluição, os isoladores de catenária com instalação inclinada são mais adequados para acumular poluição do que os isoladores horizontais devido às suas características estruturais e área de remoção de poeira, portanto, é mais provável que ocorra flashover. A superfície superior do mesmo isolador é mais propensa a incrustações do que outros isoladores, e a superfície superior é fácil de sofrer flashover.
(2) A influência das fontes de poluição
Nas proximidades dos equipamentos da rede elétrica, existem pátios, fábricas de cimento, usinas de energia e coquerias, que podem acumular poluição na superfície do isolador e facilmente causar flashover. Quanto mais denso for o frete ferroviário, também é fácil causar flashover do isolador, um dos principais motivos. A principal razão é que, quando o trem roda a uma velocidade de 60 a 100 km/h, a poeira voa na carga e a poeira de metal causada pela fricção da roda e do trilho também espirra no isolador. Quando a poluição é grave, o flashover do isolador será causado. O estudo também descobriu que os isoladores do piso da ponte estão na faixa de evaporação do rio por um longo tempo, a umidade relativa dos isoladores é alta e a repelência à água dos isoladores diminui ano a ano. Durante um longo período de tempo, forma-se uma película de água na superfície do isolador.
2.2 Fatores sazonais
(1) Influência do clima
A precipitação tem um efeito óbvio na incrustação do isolador. Em Shandong, o acúmulo de poluição por isoladores diminuiu no verão e no outono (julho, agosto e setembro) e atingiu o máximo no final do inverno (janeiro, fevereiro e março). Devido à alta umidade e chuvas e neve frequentes nas áreas costeiras, também é provável que ocorra flashover de nevoeiro isolante e flashover de gelo nos dias 1 e 2 de março.
(2) A influência da temperatura e do ambiente
O pico de flashover ocorre no início da manhã, portanto, o melhor momento para a formação de neblina e a queda máxima de neve também são os horários mais baixos para o isolamento da superfície do isolador, e a probabilidade de flashover é alta. Em geral, quando o sol aparece, a camada de inversão desaparece, a névoa se dissipa lentamente e o flashover pode ser reduzido.
3. Medidas de prevenção e controle
3.1 Classificação de áreas contaminadas em diferentes graus
A fim de evitar o flashover do isolador e a falha de energia, é necessário fortalecer o trabalho antipoluição do isolador. Em primeiro lugar, é necessário dominar as características dos poluentes e do ciclo da poluição, dividir corretamente a área de poluição, para fornecer uma base confiável para o trabalho anti-flashover. De acordo com diferentes graus de poluição e poluição, desenvolva diferentes métodos de limpeza e ciclos de limpeza.
3.2 Limpe os isoladores regularmente de acordo com os regulamentos sazonais
Reforçar a limpeza do isolamento é o principal meio de prevenir o flashover do isolamento. No entanto, devido ao grande número de isoladores e à pesada tarefa de limpeza, foi realizada uma gestão dinâmica da área contaminada, uma investigação regular foi realizada e a seção de poluição foi ajustada oportunamente de acordo com a situação real. Eles são listados no livro razão de acordo com os padrões atuais da área contaminada e são examinados principalmente quanto ao status atual e às mudanças na área contaminada. De acordo com a lei de acumulação de poluição do isolador, um ciclo de limpeza científica é estabelecido para evitar manutenção cega. Para obter o melhor efeito de limpeza, o tempo de limpeza das peças principais deve ser organizado antes do flashover de alta frequência. Áreas severamente poluídas serão limpas a qualquer momento de acordo com a situação de poluição. Além disso, ao limpar a água do isolador durante o inverno e as estações de derretimento da primavera, a limpeza da contaminação na superfície do isolador é muito eficaz e pode efetivamente reduzir o acúmulo de poluição no isolador.
3.3 Substituir isoladores compostos
Os isoladores compostos têm bom efeito de isolamento e forte capacidade anti-incrustante. Primeiro, tem uma forte aversão à natação. A saia de escalada do isolador composto tem forte hidrofobicidade. Devido às características do material de borracha de silicone, gotículas de água se formam na superfície dos isoladores compostos, tornando a camada de incrustação difícil de molhar. Assim, a condição da superfície do meio isolante compósito é melhorada, de modo que a camada de incrustação não é fácil de formar uma camada condutora contínua. A corrente de fuga de superfície do isolador de cerâmica é pequena, o que melhora a propriedade de flashover do isolador. Em segundo lugar, tem função de autolimpeza. A saia de escalada do isolador composto pode desempenhar um papel de cobertura e reduzir a sujeira do isolador. A própria saia guarda-chuva tem uma certa inclinação e superfície lisa, que é um material elástico macio. Sob a ação do vento, a chuva tem forte capacidade de autolimpeza, e a própria saia do guarda-chuva tem uma certa inclinação e superfície lisa. Portanto, o acúmulo de poluição e a concentração de sal dos isoladores compostos são significativamente reduzidos, o que desempenha um papel antipoluição. Portanto, os isoladores compostos são adequados para áreas de forte poluição ou áreas costeiras úmidas.
No entanto, os dados mostram que os isoladores compostos são usados em alguns campos devido à sua excelente hidrofobicidade e migração de hidrofobicidade, mas a tensão radial dos isoladores compostos (perpendicular à linha central) é muito pequena porque eles têm excelentes propriedades de repelência à água e migração hidrofóbica, enquanto isoladores compostos são usados em alguns campos devido à sua boa hidrofobicidade e migração hidrofóbica. A propriedade mecânica é fraca. Ao mesmo tempo, devido ao seu próprio material, o fenômeno de flashover da superfície do isolador não é óbvio; portanto, uma vez que o flashover do isolador composto ou dano interno, a detecção de falhas não é fácil de observar e a recuperação do equipamento é difícil.