接触网课程设计--电气化铁路接触网的绝缘配合的研究

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1、接触网工程课程设计报告 1 1.基本题目 1.1 具体题目 电气化铁路接触网的绝缘配合的研究。 设计内容： 根据所在区域环境条件选择绝缘设备型号， 设计避雷设备的安装， 确定绝缘配合方案及配合中的参数设计。 1.2 题目分析 绝缘配合， 指根据接触网所在的电气化铁路供电系统中所可能施加于接触网 的各种电压，包括正常工作电压、操作过电压和大气过电压，并考虑保护装置的 特性和接触网的绝缘特性，来确定接触网对所加电压的必要的耐受强度，以便把 作用于接触网上的各种电压所引致的接触网绝缘损坏和影响接触网不间断正常 供电的概率，降低到在经济上和铁路运营上所能接受的水平。良好的绝缘配合， 就是要在技术上正确

2、处理各种电压、 各种限压措施和接触网绝缘耐受能力三者之 间的配合关系，并在经济上协调接触网建设投资费、运营维护费和事故损失费三 者之间的关系。本设计所要完成的任务包括三个方面： (1)绝缘设备的选择； (2)设计避雷设备的安装； (3)确定绝缘配合方案及配合中的参数。 2 设计的课程内容 2.1 绝缘设备的选择 绝缘子是接触网带电体与支柱设备或其他接地体保持电气绝缘的重要部件。 接触网使用的大多数为瓷质悬式绝缘子和棒式绝缘子。绝缘子经过长期的使用， 会在表面产生瞬时放电的现象，即闪络。泄漏距离也称爬距，是指沿绝缘子表面 的曲线展开长度。 2.1.1 绝缘子的机械与电气性能 绝缘子在接触网不仅起

3、绝缘作用，而且还承受着机械负荷，特别是软横跨的 承力索及下锚用的绝缘子承受着线索的全部张力， 所以对绝缘子的电气及机械性 能的要求都是极为严格的。 绝缘子在机械方面需保证应有的抗拉及抗弯的破坏负 载强度并留有 2.53.0 的安全系数；在电气方面，干闪络电压、湿闪络电压和击 穿电压也要满足一定的要求。 (1) 绝缘子干闪络电压 绝缘子在干燥清洁的环境时，施加电压使其表面达到闪络时的最低电压， 称为干闪络电压。干闪络电压主要对于室内绝缘子有意义。 (2) 绝缘子湿闪络电压 接触网工程课程设计报告 2 在雨水降落的方向与绝缘子表面呈45淋在绝缘子表面时，使其闪络的最低 电压，就称为绝缘子湿闪络电压

4、。绝缘子发生闪络后，虽然瓷体本身没有受到损 害，但其绝缘性能会下降，容易再次发生闪络。 (3) 击穿电压 击穿电压是指绝缘子瓷体被击穿损害而失去绝缘作用的最低电压。 绝缘子击 穿后不能继续使用，必须更换。 绝缘子的干闪湿闪和击穿电压的数值决定了工作电压， 工作电压越高则各数 值的要求就越高，绝缘子的击穿电压至少比干闪电压高 1.5 倍。 绝缘子的电气性能不是一成不变的，随着使用时间的增长，其绝缘强度会逐 渐下降，这种现象称为老化。所以，绝缘子在使用中，每年至少应进行一次绝缘 子电压分布测量，以检查绝缘性能是否正常。 2.1.2 悬式绝缘子 悬式绝缘子主要用来悬吊或支撑接触悬挂，电气化铁路供电的

5、额定电压是 25kV，选用的悬式绝缘子形式一般是由 3 片组成的绝缘子串。轻污染区采用 3 片普通型悬式绝缘子组成的绝缘子串； 重污染区则采用 4 片均为防污型悬式绝缘 子组成的绝缘子串，在大站软横跨及下锚等水平耐张处，由于承受的机械张力比 悬式绝缘子串大，出现零值绝缘子的概率比较大，而且检修较困难，因此，其电 气化强度应略高于悬式绝缘子串，通常也采用 4 片。悬式绝缘子串有较好的机电 性能，在部分绝缘子片损坏时，尚能维持供电。 结合兰州的环境条件，可采用 4 片型号为 XWP2-70 均为防污型的悬式绝缘 子组成的绝缘子串。现将其机电性能列表如表 1 所示。(其中 H 表示总长，D 表 示外

6、径) 表 1 XWP2-70 主要机电性能 产品型号 主要尺寸 (mm) 泄漏距 离(mm) 工频试验电压(kV） 50%全波冲 击闪络电压 幅值(kV) 机械负荷 (kN) 重量 (kg) H D 干 湿 击穿 1 小时 破坏 XWP2-70 146 254 400 90 45 110 130 50 70 5.5 2.1.3 棒式绝缘子 棒式绝缘子是根据电气化铁路接触网的工作条件而专门设计制造的一种瓷 质的整体式绝缘子，它的受压性能较好，具有一定的抗弯强度，对于承受压力及 弯矩的场合采用棒式绝缘子。根据环境及条件可分为普通型、防污型及双重绝缘 三种类型。结合兰州的环境条件可以采用型号为 QXN2-25 的棒式绝缘子。现将 接触网工程课程设计报告 3 其机电性能列表如表 2 所示。(其中 H 表示总长，D 表示外径，d 表示连接孔径) 表 2 QXN2-25 机电性能 产品型 号 主要尺寸 (mm) 爬距 (mm) 耐污特性 全波冲 击耐受 电压 (kV) 工频湿 闪耐受 电压 (kV) 抗弯破 坏负荷 (kN) 重量 (kg) H D d 盐密 (mg/ cm 2 ) 耐受