关于动车组车顶瞬态电感固定铜排对车体放电问题分析

2022.07.09

谢佳奇

摘要：本文介绍了动车组瞬态电感固定铜排对车体放电问题的原因分析，针对性的制定了整治措施，并进行了安全评估。

关键词：动车组;瞬态电感;放电;防污闪

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

0 引言

动车组在雾霾、雨雾等天气条件下运行时，车顶瞬态电感的固定铜排多次发生对周围车体放电现象，导致网侧过电流故障。故障统计显示，绝大多数故障发生在湿热沿海地区及部分山区。

1 安装结构

动车组的瞬态电感的固定结构是通过一块L形的铜排固定在绝缘子上，去本车主变压器的高压电缆终端也通过夹块固定在同一块铜排上，具体结构如下图所示。

高压电缆终端的冷压端子、夹块、L形铜排及绝缘子的顶部金属件均为25kV电位，靠绝缘子来实现对车体的绝缘。

2 放电原因分析

经过对现场发生的几次瞬态电感固定铜排对车体放电故障情况的梳理发现，放电点主要集中在L形铜排的外边缘以及高压电缆终端冷压端子的端部，属于典型的尖端放电，具体的放电现象如下图所示。

在绝缘子第一节伞群的上表面均发现存在闪络导致的电弧烧蚀痕迹。除上述放电点外，现场对故障车的高压部件、高压母线及主变高压侧等部分进行状态检查后，均未发现异常。

根本原因分析：发生的几起瞬态电感固定铜排对车体放电故障均发生在雾霾天气、雨雾等大湿度天气中，在这种天气条件下，空气中悬浮有大量的灰尘颗粒、水汽等，绝缘子伞群表面同样覆盖有大量异物。绝缘子伞群材质虽然有一定的憎水迁移性，但在增水性未充分迁移时，绝缘子的顶部金属附件与第一节伞群表面的污物、水膜之间会产生泄漏电流。当表面污物、水膜不断积蓄时，泄漏电流会越来越大，使绝缘子伞群表面承受高温，形成白色的干燥带，并最终导致顶部金属附件对伞群边缘的沿面放电。当第一节伞群表面出现沿面放电时，会大幅减小绝缘子上方安装的金属部件对车体间的电气间隙，最终导致金属部分中电场强度较强点对车体的放电。由于动车组运行过程中金属部分电场的不断扰动，金属部分的各个尖端结构均有可能对车体放电，因此各次故障的放电点比较集中，但不完全相同。

3 整治方案

將之前使用的320mm高绝缘子更换为400mm绝缘子，提高瞬态电感固定铜排与车体之间的电气间隙，强化此处对恶劣天气环境的耐受能力。

将瞬态电感固定铜排放电烧蚀点打磨后，在高压电缆终端的冷压端子、夹块、铜排及绝缘子的顶部金属件外表面喷涂SF-RTV型防污闪涂料，将金属部件的各个尖端结构钝化，避免尖端放电，强化对浮尘、水汽等恶劣环境的耐受能力，提高上述金属部分对车体的绝缘水平。

在车顶平面上，上述金属部件的投影点周围1.3m?范围内喷涂GT-20型绝缘漆，强化车体对高压端污闪、雾闪的耐受能力。方案实施范围如下图所示：

上述防污闪涂料和绝缘漆是硅橡胶材质，固化后具有优良的温度特性（-50℃～200℃）、热稳定性、电绝缘性、耐候性、耐臭氧性、憎水性及迁移性等特性，并根据《DL/T 627-2012绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料》进行了全套形式实验。

相同的防污闪涂层已在多个型号动车组上有了多年应用经验，主要喷涂区域包括高压部件的环氧树脂、瓷质绝缘子，受电弓安装区域的车顶等。

4 安全性评估

防污闪涂层主要由107硅胶、模具硅胶、稀释剂、阻燃剂、染料等几种原料组成，不含对金属材料产生腐蚀的成分，因此不会对喷涂区域的金属部位产生腐蚀。涂层固化后，具有良好的散热性、粘接性，能够抵抗长时间的热老化，不会存在脱落风险，可以满足动车组高速运行的要求。