CN109307828B - 一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置 - Google Patents

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Abstract

一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置，从左至右有四个腔体：稳定腔，低速试验腔，高速试验腔与扩展腔，稳定腔的左侧与气溶胶发生器的喷头相连、上部设有漏斗；低速试验腔内有车顶绝缘子、车顶绝缘子的上端连接高压电源；低速试验腔内壁的上表面置有紫外线发生器、出水喷头，下部设有排水阀门，前部设有玻璃观测窗；扩展腔的右端设置有负压风机和风速仪。其测试环境与车顶绝缘子的实际运行环境接近，测试结果更准确可靠。同时，也能测试并分析出各种环境因素与车顶绝缘子的绝缘性能的关系。从而为车顶绝缘子的设计、制造、维护提供更可靠、准确的测试依据，更好地保证列车的安全运行。

Description

一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置
技术领域
本发明涉及一种动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置。
背景技术
动车组车顶绝缘子作为高速铁路列车车顶与接触网间的绝缘器件，其可靠性直接影响列车的安全运行。车顶绝缘子发生闪络(放电)会导致绝缘性能下降，闪络多次发生会导致绝缘性能急剧下降。因此，可用车顶绝缘子的闪络电压(车顶绝缘子发生闪络时的临界电压)表征其绝缘性能；闪络电压高，其绝缘性能好。车顶绝缘子闪络电压的测定，对车顶绝缘子的设计、制造、维护具有重要的意义。
现有的车顶绝缘子绝缘性能的测试是：在常温、常压、静态的室内环境中对车顶绝缘子逐级施加电压，当车顶绝缘子发生闪络时，记录此时施加的电压，即测出车顶绝缘子的闪络电压，并判定车顶绝缘子的绝缘性能。由于动车组平均速度已达到60-80m/s，车顶绝缘子与空气之间存在高速的相对运动，且运行中的列车车顶绝缘子处于降雪，雾霾，沙尘暴，强紫外等复杂环境，这些环境因素都会导致车顶绝缘子的闪络电压(绝缘性能)下降；因此，现有测试方法测出的车顶绝缘子闪络电压(绝缘性能)与实际运行中的车顶绝缘子闪络电压偏差很大，以其作为车顶绝缘子的设计、制造、维护的测试依据，其可靠性、准确性有待提高。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置，该种试验装置的测试环境与动车组车顶绝缘子的运行环境更接近，测出的车顶绝缘子的绝缘性能与实际运行中的车顶绝缘子的绝缘性能偏差小，能为动车组车顶绝缘子的设计、制造、维护提供更可靠、更准确的测试依据，进而更好地保证列车运行的安全。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置，其特征在于：
从左至右依次设有绝缘的、圆筒状的四个腔体：稳定腔、低速试验腔、高速试验腔和扩展腔；且稳定腔、低速试验腔、高速试验腔和扩展腔的轴线在同一直线上，直径比依次为0.5：1：0.3：1；稳定腔与低速试验腔之间、低速试验腔与高速试验腔之间、高速试验腔和扩展腔之间均通过喇叭状的连接腔相连；
所述的稳定腔的左侧与溶胶发生器的喷头相连，稳定腔的上部设有漏斗；
所述的低速试验腔中部的前、后方均立有绝缘支架，两绝缘支架顶端之间连接有纵向的绝缘套管，绝缘套管内插有铜棒，铜棒的一端连接高压电源；连接导线的顶端穿过绝缘套管中部的管壁与铜棒连接，连接导线的底端穿过低速试验腔顶壁与低速试验腔内的车顶绝缘子的上部金具连接；车顶绝缘子的下部金具与接地线上端相连，接地线下端穿过低速试验腔下部接地；
所述的低速试验腔内壁的上表面置有紫外线发生器，低速试验腔内壁上部还装有出水喷头、内壁下部设有排水阀门；低速试验腔的前部设有正对车顶绝缘子的玻璃观测窗。
所述的扩展腔的右端设置有带变频器的负压风机，扩展腔内还设置有风速仪。
本发明的工作过程和原理是：
启动负压风机、调节负压风机的变频器，整个试验装置的腔体内即产生均匀稳定的、设定速度(0～100m/s)的气流，使车顶绝缘子与空气产生相对的高速运动，以模拟运行中的列车车顶绝缘子的高速运行环境。开启高压电源，并逐步升高高压电源的电压，通过玻璃观测窗对低速试验腔内的车顶绝缘子进行观测，当车顶绝缘子发生闪络时，记录此时高压电源的电压，测出车顶绝缘子的闪络电压，完成高速运行环境下的车顶绝缘子的绝缘性能测试。
测试时，同时启动气溶胶发生器、同时通过漏斗通入污秽颗粒，即可在试验装置的腔体内模拟出高速气流下的雾霾环境；启动低速试验腔内部的紫外线发生器，即可模拟动车组运行时强日照下的强紫外环境；启动出水喷头即可模拟降雨以及高湿度环境。试验结束后打开排水阀门可排除试验腔内的积水以及雾霾污秽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明的试验装置能模拟出列车及车顶绝缘子的高速运行环境、还能同时模拟出列车车顶绝缘子处于降雨，雾霾，沙尘暴，强紫外等实际的复杂环境；试验环境与车顶绝缘子的实际运行环境接近，测出的车顶绝缘子的绝缘性能与实际运行中的车顶绝缘子绝缘性能的偏差小，测试结果更准确可靠。同时，也能分析得出各种环境因素与车顶绝缘子的绝缘性能的关系。从而为车顶绝缘子的设计、制造、维护提供更可靠、准确的测试依据，更好地保证列车的安全运行。
二、本发明的试验装置整体结构为贯通的多个圆筒状腔体，通过末端的负压风机产生高速气流，并将前端气溶胶发生器产生的雾霾、沙粒、污秽等均匀的吸入试验装置，能使试验腔风速稳定，雾霾、沙粒环境更均匀，使试验条件更准确、一致、可控，测试结果更精确、可靠。
进一步，本发明的高速试验腔内置有模拟车顶绝缘子伞裙间隙的针板电极，针板电极的针电极与导线相连，导线的另一端穿过高速试验腔的上部连接高压电源，针板电极的板电极与接地线相连，接地线穿过高速试验腔下部与地相连。
由于高速试验腔与扩展腔直径之比为0.3：1，风速之比为直径之比的反比，高速试验腔内的最大风速超过100m/s。高速试验腔内安置针板电极，可测出大风+高速运行的环境下车顶绝缘子伞裙间隙的放电情况，从而更全面的测出车顶绝缘子的绝缘性能。
进一步，本发明的低速试验腔内还设置有恒温恒湿控制器，低速试验腔的左端口与右端口分别装有绝缘的、可拆卸的分隔板；
这样，关闭负压风机，低速试验腔形成封闭的空间。开启恒温恒湿装置，可实现高温环境的模拟；同时开启紫外线发生器可模拟高温强紫外环境；调节恒温恒湿装置使温度达到零下，同时开启出水喷头，可实现覆冰环境的模拟；进而实现这些严苛环境下的车顶绝缘子的绝缘性能测试。
更进一步，所述的低速试验腔的左端口安装有可拆卸的金属网。
使金属网通电，开启负压风机，通过漏斗通入污秽颗粒，污秽颗粒通过低速试验腔左端口时，撞击带电金属网，形成带电颗粒，进入低速试验腔；即可开展风沙等带电污秽颗粒在车顶绝缘子表面的沉积及对车顶绝缘子的绝缘性能影响试验。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1的正视结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明实施例2的正视结构示意图。
具体实施方式
实施例1
图1-2示出，本发明的一种具体实施方式为，一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置，其特征在于：
从左至右依次设有绝缘的、圆筒状的四个腔体：稳定腔20、低速试验腔 21、高速试验腔22和扩展腔23；且稳定腔20、低速试验腔21、高速试验腔 22和扩展腔23的轴线在同一直线上，直径比依次为0.5：1：0.3：1；稳定腔 20与低速试验腔21之间、低速试验腔21与高速试验腔22之间、高速试验腔 22和扩展腔23之间均通过喇叭状的连接腔4相连；
所述的稳定腔20的左侧与气溶胶发生器1的喷头相连，稳定腔20的上部设有漏斗2；
所述的低速试验腔21中部的前、后方均立有绝缘支架5，两绝缘支架5 顶端之间连接有纵向的绝缘套管8，绝缘套管8内插有铜棒3，铜棒3的一端连接高压电源30；连接导线24的顶端穿过绝缘套管8中部的管壁与铜棒3连接，连接导线24的底端穿过低速试验腔21顶壁与低速试验腔21内的车顶绝缘子18的上部金具连接；车顶绝缘子18的下部金具与接地线17上端相连，接地线17下端穿过低速试验腔21下部接地；
所述的低速试验腔21内壁的上表面置有紫外线发生器6，低速试验腔21 内壁上部还装有出水喷头9、内壁下部设有排水阀门7；低速试验腔21的前部设有正对车顶绝缘子18的玻璃观测窗10。
所述的扩展腔23的右端设置有带变频器的负压风机13，扩展腔23内还设置有风速仪12。
本例的高速试验腔22内置有模拟车顶绝缘子18伞裙间隙的针板电极19，针板电极19的针电极与导线相连，导线的另一端穿过高速试验腔22的上部连接高压电源30，针板电极19的板电极与接地线17相连，接地线17穿过高速试验腔22下部与地相连。
本例的装置可实现高温环境、强紫外环境、低温及覆冰环境下，车顶绝缘子的绝缘性能测试。本例的装置拆掉低速试验腔21左端口、右端口的分隔板 15后，即可进行列车高速运行并伴降雨，雾霾、沙尘暴、强紫外等实际复杂环境下的车顶绝缘子的绝缘性能测试。
实施例2
图3示出，本例的装置与实施例1的装置基本相同，不同的仅仅是：本例的低速试验腔21内没有设置恒温恒湿控制器11，低速试验腔21的左端口的分隔板15改为可拆卸的金属网16，右端口没有分隔板15。
本例的装置可开展风沙等带电污秽颗粒在车顶绝缘子表面的沉积及对车顶绝缘子的绝缘性能影响试验。拆掉金属网16后，即可进行列车高速运行并伴降雨，雾霾、沙尘暴、强紫外等实际复杂环境下的车顶绝缘子的绝缘性能测试。

Claims (2)

1.一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置，其特征在于：
从左至右依次设有绝缘的、圆筒状的四个腔体：稳定腔(20)、低速试验腔(21)、高速试验腔(22)和扩展腔(23)；且稳定腔(20)、低速试验腔(21)、高速试验腔(22)和扩展腔(23)的轴线在同一直线上，直径比依次为0.5：1：0.3：1；稳定腔(20)与低速试验腔(21)之间、低速试验腔(21)与高速试验腔(22)之间、高速试验腔(22)和扩展腔(23)之间均通过喇叭状的连接腔(4)相连；
所述的稳定腔(20)的左侧与气溶胶发生器(1)的喷头相连，稳定腔(20)的上部设有漏斗(2)；
所述的低速试验腔(21)中部的前、后方均立有绝缘支架(5)，两绝缘支架(5)顶端之间连接有纵向的绝缘套管(8)，绝缘套管(8)内插有铜棒(3)，铜棒(3)的一端连接高压电源(30)；连接导线(24)的顶端穿过绝缘套管(8)中部的管壁与铜棒(3)连接，连接导线(24)的底端穿过低速试验腔(21)顶壁与低速试验腔(21)内的车顶绝缘子(18)的上部金具连接；车顶绝缘子(18)的下部金具与接地线(17)上端相连，接地线(17)下端穿过低速试验腔(21)下部接地；
所述的低速试验腔(21)内壁的上表面置有紫外线发生器(6)，低速试验腔(21)内壁上部还装有出水喷头(9)、内壁下部设有排水阀门(7)；低速试验腔(21)的前部设有正对车顶绝缘子(18)的玻璃观测窗(10)；所述的低速试验腔(21)内还设置有恒温恒湿控制器(11)，低速试验腔(21)的左端口、右端口均装有绝缘的、可拆卸的分隔板(15)；
所述的扩展腔(23)的右端设置有带变频器的负压风机(13)，扩展腔(23)内还设置有风速仪(12)；
所述的高速试验腔(22)内置有模拟车顶绝缘子(18)伞裙间隙的针板电极(19)，针板电极(19)的针电极与导线相连，导线的另一端穿过高速试验腔(22)的上部连接高压电源(30)，针板电极(19)的板电极与接地线(17)相连，接地线(17)穿过高速试验腔(22)下部与地相连。
2.根据权利要求1所述的一种复杂环境下动车组车顶绝缘子的绝缘性能试验装置，其特征在于：所述的低速试验腔(21)的左端口安装有可拆卸的金属网(16)。
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