CN113514736B - 高海拔地区27.5kv牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法 - Google Patents

高海拔地区27.5kv牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，包括以下步骤:S1.构建27.5KV牵引系统隧道‑接触网绝缘子污闪试验系统，包括隧道、绝缘子和接触网，所述绝缘子布置于隧道内，接触网布置于绝缘子正下方；S2.进行隧道‑接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据；S3.根据高海拔下的电压击穿数据确定绝缘子的爬电比距；通过上述方法，能够准确地确定出27.5KV牵引系统的绝缘子在高海拔下的爬电比距，从而为牵引系统的绝缘子选择提供准确的数据支持，确保铁路系统的绝缘配合的稳定性。

Description

高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法
技术领域
本发明涉及一种爬电比距确定方法，尤其涉及一种高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法。
背景技术
在高海拔环境下，铁路的牵引系统中的绝缘子电气性能面临着低气压、污秽等多个恶劣因素的威胁，因此，需要对高海拔地区的牵引系统的绝缘子的爬电比距进行确定，从而选择合理的绝缘子，现有技术中，对于高海拔地区的绝缘子爬电比距的确定准确性低，往往没有考虑到实际的环境需求。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，能够准确地确定出27.5KV牵引系统的绝缘子在高海拔下的爬电比距，从而为牵引系统的绝缘子选择提供准确的数据支持，确保铁路系统的绝缘配合的稳定性。
本发明提供的一种高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，包括以下步骤:
S1.构建27.5KV牵引系统隧道-接触网绝缘子污闪试验系统，包括隧道、绝缘子和接触网，所述绝缘子布置于隧道内，接触网布置于绝缘子正下方；
S2.进行隧道-接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据；
S3.根据高海拔下的电压击穿数据确定绝缘子的爬电比距。
进一步，所述27.5KV牵引系统隧道-接触网绝缘子污闪试验系统还包括交流电源，所述交流电源采用YDTW-2000kVA/500kV交流无晕污秽试验变压器。
进一步，步骤S2中，进行隧道-接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据包括：
S21.对隧道-接触网绝缘子进行加湿预处理；
S22.对隧道-接触网绝缘子施加交流电压，并在施加交流电压时匀速升压至绝缘子闪络，并采集绝缘子的泄漏电流，根据绝缘子的泄漏电流判断绝缘子表面是否完全湿润，如是，则返回步骤S21，如否，进入步骤S23；
S23.判断绝缘子表面电导率是否达到最大值，如是，则继续匀速升压直至绝缘子串闪络；
S24.重复步骤S21至步骤S23，对至少3个绝缘子进行实验，取其中与平均值误差不超过10％的所有闪络电压的平均值为该污秽度下绝缘子串的平均闪络电压。
进一步，步骤S3中，根据如下方法确定绝缘子的爬电比距：
S31.确定绝缘子的目标耐受电压；
S32.计算50％的平均闪络电压与目标耐受电压的标准偏差σ2；
S33.构建爬电比距计算模型λh，并根据爬电比距计算模型确定出爬电比距，其中：
其中，λh为海拔高度为h需要的绝缘子爬电比距，Eh,50为海拔高度为h绝缘子的沿爬电距离电位梯度，k2为绝缘子的污秽不均匀分布修正系数，σ1为目标耐受电压的标准偏差。
进一步，步骤S31中，根据如下方法确定绝缘子的耐受电压：
其中，UmN为绝缘子的耐受电压。
本发明的有益效果：通过本发明，能够准确地确定出27.5KV牵引系统的绝缘子在高海拔下的爬电比距，从而为牵引系统的绝缘子选择提供准确的数据支持，确保铁路系统的绝缘配合的稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的隧道-接触网绝缘子污闪试验系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，包括以下步骤:
S1.构建27.5KV牵引系统隧道-接触网绝缘子污闪试验系统，包括隧道、绝缘子和接触网，所述绝缘子布置于隧道内，接触网布置于绝缘子正下方；如图2所示，其中，1为绝缘子，2为承力索，3为悬吊线，4为接触网，5为隧道；在该试验系统中，试验隧道为真实的铁路隧道，且隧道内的环境可调，包括湿度，温度以及空气密度、气压等，从而模拟真实的高海拔地区的实际场景，其中，温度在-45℃-50℃内可调，湿度在10％-100％范围内可调，并且能够模拟海拔7000米以下的高海拔的地区的大气条件；
S2.进行隧道-接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据；
S3.根据高海拔下的电压击穿数据确定绝缘子的爬电比距；通过上述方法，能够准确地确定出27.5KV牵引系统的绝缘子在高海拔下的爬电比距，从而为牵引系统的绝缘子选择提供准确的数据支持，确保铁路系统的绝缘配合的稳定性。
本实施例中，所述27.5KV牵引系统隧道-接触网绝缘子污闪试验系统还包括交流电源，所述交流电源采用YDTW-2000kVA/500kV交流无晕污秽试验变压器，其额定容量为2000kVA，额定电流为4A，输入电压为0～10.5kV，输出电压为0～500kV，最大短路电流为75A，输出电压波形畸变率小于3％，系统局部放电量小于10PC，系统的短路阻抗小于6％，满足IEC 60507等标准对交流污秽试验的电源要求。
本实施例中，步骤S2中，进行隧道-接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据包括：
S21.对隧道-接触网绝缘子进行加湿预处理；
S22.对隧道-接触网绝缘子施加交流电压，并在施加交流电压时匀速升压至绝缘子闪络，并采集绝缘子的泄漏电流，根据绝缘子的泄漏电流判断绝缘子表面是否完全湿润，如是，则返回步骤S21，如否，进入步骤S23；
S23.判断绝缘子表面电导率是否达到最大值，如是，则继续匀速升压直至绝缘子串闪络；
S24.重复步骤S21至步骤S23，对至少3个绝缘子进行实验，取其中与平均值误差不超过10％的所有闪络电压的平均值为该污秽度下绝缘子串的平均闪络电压。
步骤S3中，根据如下方法确定绝缘子的爬电比距：
S31.确定绝缘子的目标耐受电压；
S32.计算50％的平均闪络电压与目标耐受电压的标准偏差σ2；其中，标准偏差σ2的计算为现有技术，在此不加以赘述；
S33.构建爬电比距计算模型λh，并根据爬电比距计算模型确定出爬电比距，其中：
其中，λh为海拔高度为h需要的绝缘子爬电比距，Eh,50为海拔高度为h绝缘子的沿爬电距离电位梯度，单位为kV/cm；k2为绝缘子的污秽不均匀分布修正系数，盐密为0.1mg/cm2时取1.13，盐密为0.15mg/cm2时取1.19；σ1为目标耐受电压的标准偏差。
步骤S31中，根据如下方法确定绝缘子的耐受电压：
其中，UmN为绝缘子的耐受电压；铁路系统额定电压UN为27.5kV，其外绝缘设计参照35kV系统，因此其最高工作电压为40.5kV，考虑试验结果的分散性以及一定的安全裕度，则99.87％耐受概率的绝缘子的目标耐受电压采用上式计算。
在具体实例中，绝缘子误删试验电压值如表1所示：
表1在该具体实例在红，绝缘子的爬电比距如表2所示：
表2
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，其特征在于：包括以下步骤:
S1.构建27.5KV牵引系统隧道-接触网绝缘子污闪试验系统，包括隧道、绝缘子和接触网，所述绝缘子布置于隧道内，接触网布置于绝缘子正下方；
S2.进行隧道-接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据；
S3.根据高海拔下的电压击穿数据确定绝缘子的爬电比距；
步骤S2中，进行隧道-接触网绝缘子污闪试验，采集在高海拔下的电压击穿数据包括：
S21.对隧道-接触网绝缘子进行加湿预处理；
S22.对隧道-接触网绝缘子施加交流电压，并在施加交流电压时匀速升压至绝缘子闪络，并采集绝缘子的泄漏电流，根据绝缘子的泄漏电流判断绝缘子表面是否完全湿润，如是，则返回步骤S21，如否，进入步骤S23；
S23.判断绝缘子表面电导率是否达到最大值，如是，则继续匀速升压直至绝缘子串闪络；
S24.重复步骤S21至步骤S23，对至少3个绝缘子进行实验，取其中与平均值误差不超过10％的所有闪络电压的平均值为当前污秽度下绝缘子串的平均闪络电压；
步骤S3中，根据如下方法确定绝缘子的爬电比距：
S31.确定绝缘子的目标耐受电压；
S32.计算50％的平均闪络电压与目标耐受电压的标准偏差σ2；
S33.构建爬电比距计算模型λh，并根据爬电比距计算模型确定出爬电比距，其中：
其中，λh为海拔高度为h需要的绝缘子爬电比距，Eh,50为海拔高度为h绝缘子的沿爬电距离电位梯度，k2为绝缘子的污秽不均匀分布修正系数，σ1为目标耐受电压的标准偏差。
2.根据权利要求1所述高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，其特征在于：所述27.5KV牵引系统隧道-接触网绝缘子污闪试验系统还包括交流电源，所述交流电源采用YDTW-2000kVA/500kV交流无晕污秽试验变压器。
3.根据权利要求1所述高海拔地区27.5KV牵引系统隧道绝缘子爬电比距确定方法，其特征在于：步骤S31中，根据如下方法确定绝缘子的目标耐受电压：
其中，UmN为绝缘子的目标耐受电压。
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