接触网防闪络改造装煤筒仓外挂托架

　　绝缘子是供电维护中的重要部分,而线路上绝缘子闪络、放电的发生与绝缘子脏污和潮湿有直接关系,也与设计安装有很大关系。绝缘子因闪络导致击穿会引发接地故障和其他一些难以控制的事故如人身伤亡和设备烧损,同时也影响煤炭运量。绝缘子闪络与绝缘子所处空间污染程度和大气湿度有关;绝缘子积污程度又受绝缘子类型影响,也受环境影响。绝缘子在设计安装时,有些绝缘子地处潮湿位置,如这次改造的项目塔山装煤筒仓下方“不落弓”边缘位置的绝缘子,该处绝缘子处在装煤筒仓靠外沿位置(-260mm),易受装煤时“过水煤”的蒸汽和煤尘的污染引起闪络,是此次改造的重点。

　　1 装煤筒仓下方绝缘子闪络的原因分析

　　每年冬季装煤时或遇较大雨雪天气塔山筒仓临边绝缘子就会发生绝缘子闪络,严重时引发击穿、跳闸等故障。2018年冬季装煤时的闪络率甚至达到(11月～次年3月)发生闪络率达到72%(监控观察所得数据,可观闪络发生数/总装次数),雨雪天气时闪络率达到13%,不仅影响外运且影响人身和设备安全,必须从根本上进行解决;据《普速铁路接触网运行维修规则》[TG/GD115-2017]规定:供电段每年应对接触网周围污染源进行调查,确定污秽等级,明确监测监控及清扫维护要求。特殊处所应缩短周期适时安排清扫。潮湿隧道的绝缘部件参照Ⅲ级及以上污秽等级管理。

　　据此确定塔山装煤筒仓的污秽等级为三级区域,据绝缘部件监测监控及清扫维护要求,Ⅲ级及以上污秽等级区段清扫周期要求1年。针对塔山装煤筒仓的清扫频率(严重闪络时)每三天一次已无法满足防闪络要求,说明闪络绝缘子部位存在严重问题必须进行整改;现状调查:如装煤筒仓发生绝缘子闪络、击穿引发跳闸对同煤外运量影响巨大,总体情况比较严重。塔山筒仓共运行14年,沿底边彩板房下方设置绝缘子,弊端日益突显,雨、雪、水蒸汽均易附着在筒仓临边下方的绝缘子上,潮湿又导致煤尘容易附着,引发闪络、击穿、跳闸事故的发生。闪络引发跳闸后有时导致无法自动重合闸、手动送电,造成长时间停电、引发事故抢修等问题。

　　2 应对措施

　　定目标:装煤筒仓临边绝缘子闪络率控制到8%以内,绝缘子击穿次数降为0。

　　目标可行性分析:理论依据。根据《运行维修规程》规定,接触网运行与维护应根据环境、污闪等影响供电安全的外部环境因素,建立有效机制,减少对接触网设备运行安全的影响;人员素质。小组成员具有较高的文化素质,有高度的责任心和积极的工作态度;技术水平。小组成员经近九年的专业技术培训,具有一定的业务水准;且参加T课题培训教育30小时;实现条件。本课题得到公司上下的大力支持,并决定委派小组成员进行十余天的调研。外部承重总量小于0.2吨,远远小于横梁承重量。经多方技术认可,可以执行方案改造。

　　根据现有条件及周边环境,针对各项原因进行分析研究选择了相应的对策进行整改:加强绝缘。利:更换爬弧距离更大的绝缘子,操作简单,程序上只申请普通“天窗”即可。弊:受现有设备高度余量影响,可加的绝缘子有限;需要的加强绝缘子需另外的技术验证;装煤筒仓外挂托架改造项目。利:不落弓支撑架外移出装煤筒仓下方,绝缘子部分远离风险区段,根本上解决闪络放电问题。弊:施工方法复杂,需要人员器具较多;需申请专用的“天窗”施工时间,预计为3小时。

　　2019年4月1号底选题后,经检查、测量、统计至确定对策共用3天时间。此期间结合地段与设备的实际情况决定采用方法1、2结合进行处理,理论验证后试看效果。采用的装煤筒仓外挂托架改造项目能从根本上解决绝缘闪络、击穿问题。经过后期检测从根本上解决了筒仓临边下方绝缘子击穿问题,闪络率控制在8%以下,绝缘子击穿次数为0。有力保障了牵引供电安全运行,达到了课题活动的预期效果。

　　为确保装煤筒仓外挂托架改造项目顺利完成,广泛听取专业人员意见并经小组成员多次分析讨论、研究、反复论证确定初步方案:结合今年及往年的筒仓引发的闪络、放电现象,供电段于19年4月开展整治专项活动。彻底清除该地点绝缘子击穿引发的接地故障和烧损设备故障,把装煤筒仓1区的绝缘子外移到筒仓外侧。即避免该处绝缘子与装煤时升腾起的水蒸汽拉开距离,又加长绝缘子绝缘距离。最终确定方案为:外挂托架的改造办法,使闪络区的绝缘子彻底外移,并加长绝缘距离的保护措施,从而避免绝缘子闪络发生后击穿事故的发生。

　　装煤筒仓外挂托架改造项目主要材料:自主加工成型竖向固定钢板(900×900×12)个,自主加工成段槽钢(120)若干,按需自主加工彩钢板(10mm厚)若干,用成品再加工的绝缘子调节台(200mm)1个,绝缘子调节杆(500mm)2个,自主加工成型钢性接触线连接架1套,FZSW42绝缘子(1000mm)1套,脚手架(8米)1套,特种螺栓(M24×900)若干。以上所述安装于钢板结构重量为0.0765吨,槽钢构件为0.12吨,总重约为0.2吨,远小于装煤筒仓横梁应力。用槽钢竖立固定在装煤筒仓的彩板侧,打四孔,用特型螺栓M24打入筒仓彩板内,提前进行了装煤筒仓内部构造检测,预留承力索锚孔位置,在钢板的右侧固定槽钢三角架,架设改装立式绝缘子。

　　槽钢三角架设计长度2000mm,与承力索垂直高度约430mm,空气侧方绝缘距离达到590mm(实测),符合接触网运行检修规则第一百七十二条接触网空气绝缘间隙大于300mm要求;用FZSW42/1000替代原有FZSW35/500绝缘子,有效增加绝缘爬弧距离200%,下端接200mm的补接装置,再焊接500mm的调节端形成长度可调的结构;绝缘子固定架:使钢性接触线与可调节端连接,预留螺母孔11mm,用两根长螺栓贯穿钢性接触网钢管,避免偏移造成打弓等问题。

　　对托架进行安装。选定4月16号、17号“天窗”作业时间进行改造安装。16号:在装煤筒仓彩板侧安装固定钢板(900×900×12)和120槽钢三角架。由于钢板较厚重需M24×900螺栓与装煤筒仓主结构进行连接固定,安装后测量槽钢三角架与承力索绝缘子空气绝缘最近距离为590mm,满足《普速铁路接触网运行检修规则》中的接触网空气绝缘间隙要求。在槽钢三角架下方安装FZSW绝缘子1000mm直立长度,比之前的绝缘子有效绝缘距离增大1倍,调节台200mm;17号:拆除原有钢性接触线上立式绝缘子架台螺栓,长年使用螺栓生锈比较严重,钢性接触线已与立式绝缘子架台成为一体,拆时须进行切割,为避免不落弓的钢性接触线受到影响,在切割时容错量要保证在5mm左右,切割前需进行测量和确认,保证连接架的完整切割。在切割时严格做好防护防止火星飞溅形成灼伤。卸载后对不落弓装置的钢性接触线进行水平测量和高度测量,保证平滑衔接。

　　3 检测

　　电力机车通过时留人现场目测,看受电弓是否存在不平滑过渡。在安装完成后,于安装当日和4月至12月进行了进行测量和数据记录和效果观测,根据监控结果进行显示,2019年4月至10月94次观测湿闪率0、绝缘子击穿0、跳闸0,2019年11月至2020年3月77次观测湿闪率平均5.7%、绝缘子击穿0、跳闸0;现场查看闪络情况(装煤时可见闪点为湿闪记录,雪天、装煤湿闪总归为闪络率统计,闪络率=可观闪络发生数/总装次数);测量托架与不落弓高差,以托架为主参考项目对接两组钢性接触线进行高差测量。

　　4 结语

　　结合地段实际情况创新采用“装煤筒仓外挂托架”方法外移了闪络绝缘子,从根本上脱离与潮湿空气、脏污煤尘的接触,使闪络问题达到了根本性解决。改用FZSW42、1000mm的绝缘子代替原有FZSW35、500mm的绝缘子,提高了此处绝缘子安全性能和绝缘强度,有效增大了绝缘子的爬弧距离、提高了绝缘性能,使闪络率降低到10%以下。整体改造用时120分钟,日常天窗时间可进行改造,不用申请长时间的施工“天窗”,非常值得推广。外移绝缘子后仍保有可调底座,对不落弓装置的水平可方便调节,便于维护。整体结构轻便,改造方便快捷,稳定性能好。通过全过程质量控制和检测结果显示,此次整改是有效和稳定的,减少此处绝缘子出现闪络放电现象10%以下,绝缘子击穿次数为0,减少每年天窗维护时间660分钟。