電力機車避雷器運用利弊研究范文

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目前，我國電氣化鐵道牽引電力機車過電壓保護裝置有三種形式，一種是在主變壓器的網側裝110mm棒一棒放電間隙，如運用中的551、553型電力機車，另一種是瓷外套無間隙氧化鋅避雷器.第三種是當前新型的復合外套無間隙金屬氧化物避雷器。

1棒一棒放電間隙避雷器

放電間隙避雷器，安裝在機車頂部主斷路器的瓷套外，垂直設置，由兩根園鋼組成。當作用在機車上的大氣過電壓超過間隙放電，間隙擊穿，從而使機車主變和高壓側受到保護，由于放電間隙沒有熄弧能力，此時若產生操作過電壓，如接觸網斷路器的切、合空載線路，機車升降弓，主斷路器的斷、合都是經常發生的，它將導致棒間燒損、燒熔以及由此引發機車接地故障。此放電間隙屬極不均勻電場，伏秒特性陡峭，放電時將產生截流，對機車主變高壓繞組首端匝絕緣十分有害，易使絕緣擊穿損壞。機車頂部的nomm棒一一棒放電間隙，實際上是始終隨機車運行的并聯于接觸網上移動的空氣間隙，它不能滿足與接觸網的絕緣配合，按照輸電線路間隙計算，對于27.skV牽引系統來說只能滿足工作電壓下對間隙的要求，不能滿足大氣過電壓和操作過電壓的要求，根據電力牽引接觸網安全規程要求，接觸網中的最小空氣間隙值不得小于300mm，在困難情況下，在低凈空隧道內，最小空氣間隙也不應小于240mm，綜上所述，放電間隙避雷器屬于淘汰設備。

2瓷外套無間隙氧化鋅避雷器(以下簡稱MOA)

此類避雷器氧化鋅電阻片有著優異地非線性伏安特性，在額定電壓下通過氧化鋅閥片的電流很小(微安級)，既無續流。由于MOA可以是無間隙的，而MOA端電壓變化不大(既線壓變化不大)，故保護性能穩定。其次MOA通流容量大，因此，瓷外套無間隙氧化鋅避雷器比舊式避雷器有一定優點，但也存在一定弊端，其原因如下:(l)體積大，重量重(約45kg)，機車頂部鋼板厚3mm，機車運行中振動大，速度高，制動加速度很大，不僅維修安裝不方便，還限制行車速度不得大于129km/h，不能滿足準高速180km/h運行要求;(2)MOA限制在海拔2000m以下地區適用，對山區或高原地區不能適用，瓷外套材料其表面具有親水性，所以瓷絕緣子耐污性能不好;(3)MOA內部空腔采用氣體絕緣(六氟化硫或氮氣)，由于電力機車運行中振動大，外部環境溫度、濕度、氣壓變化范圍大，引起氣體的呼吸作用，使空氣中的潮氣侵人避雷器內部嚴重影響氧化鋅電阻片的壽命，還會造成閥片的側閃，甚至發生爆破;(4)MOA不僅運輸和安裝中易損壞，在過電壓作用下，壓力釋放時，容易造成粉碎性爆破，僅1996年上半年我局發生該類避雷器爆破八起，調查分析結論是:MOA采用氧化鋅電阻片是可取的，但其外絕緣結構及選材不能滿足電力機車運行使用條件，必須進一步研究加以改進。3復合外套無間隙金屬氧化物避雷器

3.1避雷器的結構

復合外套氧化鋅避雷器主要由硅橡膠傘形外罩與內襯支撐筒固接構成的有機復合外套和氧化鋅電阻片芯體及動態緊固防展盤座組成，根據避雷器電性能技術要求，氧化鋅閥片采用中56x15mm餅狀閥片組成，絕緣外套由機械強度好，作為承載機械載荷和支撐的FRP絕緣筒外粘接硅橡膠整體傘套組成，兩端連接金具并灌膠密封，兩端連接結構及密封結構經多次試驗，確定了避雷器的結構及生產工藝。目前國內新型產品YHIOWT一42/105電力機車復合外套無間隙金屬氧化物避雷器(簡稱CMOA)，通過兩年來的裝車試驗完全符合要求，該技術性能符合GBll032，《交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準，滿足TB1333《機車電器基本技術條件》的規定。

3.2主要技術特性(l)體積小，重量輕、不易破碎，復合避雷器的絕緣外套由硅橡膠和環氧玻璃絲材料制成，總重量14kg，全高度55Omm，便于機車頂部安裝，有利牽引高速化，(2)絕緣性能好，外套爬電距離大于1000mm，適合海拔3500m以內即全國鐵路各地區環境條件;(3)機械強度高，抗展性能好，適用于高速電力牽引要求、根據國家標準GBll032規定，硅橡膠復合外套避雷器滿足最大風速35m/s，最大允許水平拉力和電力機車運行速度200km/h合成抗彎負荷要求;(4)全密封固體絕緣結構，內部無空腔，基本上消除了因氣體呼吸作用潮氣侵人的隱患，提高避雷器電性能穩定性和使用壽命;(5)有機復合外套安全防爆，從根本上消除爆炸的危險，保證人身和設備的安全;(6)硅橡膠傘套表面具有僧水性，因此大大提高其耐污穢性能;新型復合外套氧化鋅避雷器，經過兩年裝車運用，性能良好，運行安全可靠，全密封固體絕緣結構填補國內空白，路內領先，目前鄭州、蘭州局已全面開始使用，它將作為高速電力機車專用避雷器的理想產品。