Повреждения и диагностировка изоляторов контактной подвески
Конструкция изоляторов. На контактной сети используют тарельчатые и стержневые изоляторы.
Тарельчатый подвесной изолятор (рис. 5.7, а) состоит из чугунной «шапки» 3, изолирующего элемента 1 («тарелки») из фарфора или стекла (стеклофарфора) и стального стержня 5, заканчивающегося пестиком 4 либо серьгой.
Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью цементного раствора 2. У фиксаторного тарельчатого изолятора (рис. 5.7, б) шапка имеет патрубок с резьбой для жесткого соединения со стержнем фиксатора, а стержень оканчивается серьгой 6.
Недостатком тарельчатых изоляторов является вероятность пробоя фарфора или стекла внутри шапки, что при одиночном изоляторе приводит к КЗ, а в гирлянде — к снижению электрической прочности, причем в подавляющем большинстве случаев поврежденные фарфоровые изоляторы невозможно выявить при осмотре. Преимущество же их заключается в том, что в этом случае, как правило, не происходит расцепления гирлянды и контактная сеть не выходит за установленные габариты. Однако иногда при внутреннем пробое и больших токах КЗ под воздействием дуги в заделке выделяется большое количество газов, что может привести к разрыву шапки и нарушению крепления. В то же время стеклянные тарельчатые изоляторы обладают важным достоинством: в случае электрического пробоя или сильного механического воздействия тарелка из закаленного стекла рассыпается; по отсутствию тарелки легко определить поврежденный изолятор, поэтому диагностика их состояния не требуется.
Стержневой изолятор представляет собой фарфоровый цилиндрический стержень с кольцевыми ребрами (юбками), армированный по концам двумя шапками из ковкого чугуна (рис. 5.8). Стержневые изоляторы конструктивно более совершенны, чем тарельчатые: они электрически непробиваемы, благодаря чему сокращаются расходы на их содержание; технологичнее в изготовлении и требуют меньше металла и фарфора, чем гирлянды из тарельчатых, монтируемые вместо одного стержневого. Однако они менее надежны в механическом отношении, из-за чего при термическом воздействии электрической дуги в момент перекрытия изолятора или при ударах часто разрушаются.
Для изготовления стержневых изоляторов используют также полимерные материалы. У ребристых полимерных изоляторов основу составляют стеклопластиковые стержни, а диски, образу-
ющие ребра, выполнены из кремнийорганической резины (рис. 5.9). Такие изоляторы отличаются малой массой и хорошо противостоят воздействию ударных механических нагрузок.
В зависимости от загрязненности атмосферы в контактной сети постоянного тока на заземленных поддерживающих конструкциях устанавливают гирлянды из 2-3 тарельчатых изоляторов, а в анкеровках — из 3-4 изоляторов. На контактной сети переменного тока число тарельчатых изоляторов увеличивают на один по сравнению с указанным количеством.
К основным повреждениям изоляторов контактной сети относятся перекрытия и пробои, а также механические повреждения.
Перекрытия и пробои изоляторов (электрические повреждения) вызываются атмосферными перенапряжениями; загрязнениями поверхности; ионизацией воздуха вблизи изоляторов; разрушением фарфора внутри шапок тарельчатых изоляторов вследствие химической коррозии пестиков, вызванной воздействием применявшихся ранее ускорителей отвердевания цемента заделки; внешними факторами, в том числе попаданием посторонних предметов, отключением разъединителей под нагрузкой, а также наледями, птицами и т.п.
При механических причинах (удары, увеличенные нагрузки и пр.) разрушаются в основном стержневые изоляторы фиксаторов и консолей, а также изоляторы разъединителей (при включении). При ударах по изолятору и особенно по жестко связанной с изолятором конструкции (в том числе и при динамическом воздействии токоприемников) в фарфоре образуются микротрещины, которые снижают его прочность. Различие в коэффициентах расширения фарфора, цемента и металлической арматуры вызывает значительные напряжения в изоляторе, особенно при резких изменениях температуры, что также приводит к появлению микротрещин. Большое количество изоляторов повреждается при сильных ветрах из-за повышенных механических усилий. Увеличивается излом фиксаторных изоляторов и при резких перепадах температуры.
Если сравнивать работу изоляторов на контактной сети и ВЛ, то окажется, что количество изоляторов контактной сети больше, чем на ВЛ из-за меньших пролетов, а условия работы изоляторов гораздо хуже из-за дополнительных вибраций и загрязнений. Это вызывает необходимость принятия дополнительных мер по повышению надежности изоляции контактной сети, т. к., хотя при поверхностном перекрытии изоляторов их разрушение может и не произойти, но при этом возможны отключения контактной сети, что нарушит график движения поездов и т.п.
Диагностирование фарфоровых, изоляторов тарельчатого типа проводится для повышения надежности работы контактной сети и выполняется согласно Правилам [22] 1 раз в 3 года на участках переменного и 1 раз в 6 лет — на участках постоянного тока.
По данным Департамента электрификации и электроснабжения, в 2000 г. было проведено диагностирование 19,3 % тарельчатых фарфоровых изоляторов и отбраковано дефектных 13,2 тыс. штук, что составляет 0,6 % от проверенных (8,3 шт. на 1000 проверенных изоляторов). Диагностирование фарфоровых изоляторов проводится бригадой электромонтеров с изолирующей съемной вышки (лейтера) без перерыва в движении поездов или с изолирующей рабочей площадки автомотрисы в «окно», продолжительностью не менее 1 ч. Работа проводится, как правило, с помощью измерительных штанг, под напряжением, в состав бригады с изолирующей съемной вышки входят 5 человек (электромонтеры 6, 5, и 3-го разрядов — по одному и 4-го — 2 человека).
Перед началом работы проверяют целостность заземления и надежность присоединения его к тяговому рельсу, затем проверяют исправность измерительной штанги для
диагностирования изоляторов контактной сети постоянного тока (рис. 5.10). Для этого щупами штанги одновременно касаются токоведущих и заземленных частей: у исправной измерительной штанги стрелка прибора 3 должна перейти за красную предельную отметку, одновременно загорается неоновая лампочка-индикатор (HL). Во время проверки штанги и измерений руки электромонтера должны находиться ниже ограничительного кольца на рукоятке 5 штанги, а изолирующей частью штанги нельзя касаться соседних токоведущих элементов или заземленных частей конструкций. Чтобы проверить целостность изолятора штангой, надо коснуться ее щупами одновременно по обе стороны
Число изоляторов в гирлянде | Оценка изолятора | Падение напряжения менее, кВ, на изоляторе, № | |||||
Дефектный | 3,0 | 3,0 | 3,0 | - | - | - | |
Дефектный | 2,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 | - | - | |
Дефектный | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 1,7 | 2,6 | - | |
Дефектный | 1,5 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 2,6 |
Рис.5.12. Штанга для проверки изоляторов контактной сети переменного тока |
изолятора гирлянды. Порядок проверки каждого изолятора показан на рис. 5.11. Стрелкой указан проверяемый в данный момент изолятор, а на расположенных сверху вниз рисунках — порядок присоединения щупов штанги.
Изоляторы, имеющие токи утечки 10 мкА и более и сопротивление изоляции 300 МОм и менее, считаются дефектными. В этих случаях стрелка измерительного прибора уходит вправо за красную предельную отметку и загорается неоновая лампочка-индикатор.
Результаты измерений передают руководителю работ для записи в блокнот.
На контактной сети переменного тока для диагностирования изоляторов используют измерительную штангу ШИ-35/110 кВ, оборудованную специальной головкой (новая модификация имеет марку ШДИ-27,5 и выпускается ГП МЭЗ ЦЭ МПС). Изоляторы в гирлянде диагностируют в порядке цифр, приведеных на рисунке 5.12. Для измерения напряжения вилкообразным захватом головки штанги прикасаются к проверяемому изолятору и вращают рукоятку штанги по часовой стрелке, сближая электроды на головке штанги до пробоя воздушного промежутка, который сопровождается появлением видимых разрядов между электродами. По показанию стрелки прибора, установленного на головке штанги, в момент пробоя воздушного промежутка определяют напряжение, которое приходится на испытываемый изолятор, и сравнивают его с табличным (см. рис. 5.12). При обнаружении дефектного изолятора измерения на гирлянде прекращают до его замены.
Правила техники безопасности такие же, как и при работе на контактной сети постоянного тока: при наличии в цепи заземления защитного устройства на нем устанавливают медную перемычку сечением не менее 50 мм2, присоединяя ее сначала со стороны тягового рельса, а затем—со стороны опоры. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.
Диагностирование фарфоровых изоляторов тарельчатого типа на изолированной гибкой поперечине проводят под напряжением с изолирующей съемной вышки. При этом сначала проверяют целостность и исправность заземления одной из опор, после чего приступают к диагностированию подвесных изоляторов гирлянд продольных несущих тросов всех подвесок, а также вторых от опор гирлянд в нижнем фиксирующем тросе. Для этого к нейтральной вставке
в нижнем фиксирующем тросе прикасаются штырем заземляющей штанги, присоединенной к тяговому рельсу. Если изоляторы исправны, то штангу завешивают на нее. Переставляя изолирующую съемную вышку поочередно на все пути, перекрываемые гибкой поперечиной, проводят диагностирование всех указанных выше подвесных изоляторов (рис. 5.13).
Для диагностирования изоляторов со стороны опор гибкой поперечины сначала снимают заземляющую штангу с нейтральной вставки, соединяют шунтирующей перемычкой раму лей-тера с тяговым рельсом и устанавливают шунтирующую перемычку на вторую от опоры гирлянду (рис. 5.14), а затем проводят измерения.
После окончания работ снимают шунтирующие перемычки с гирлянды изоляторов нейтральной вставки нижнего фиксирующего троса и с защитного устройства в цепи заземления опор.
Электронно-оптический прибор «Филин-3» позволяет выполнить диагностирование изоляторов контактной подвески переменного тока бригадой в составе электромеханика (или электромонтера 6-го разряда) и электромонтера 4-го разряда без снятия напряжения, вдали от частей, находящихся под напряжением, без подъема на высоту и без перерыва в движении поездов. Диагностирование выполняют, как правило, в темное время суток, в отдельных случаях днем со светофильтрами в пасмурную (несолнечную) погоду. При работе на станции ночью отключают электрическое освещение. При диагностировании направляют объектив на гирлянду изоляторов и наблюдают. Измерения проводят не менее чем с двух точек.
Дефектные изоляторы отмечают в блокноте с указанием их точного местоположения, после чего результаты диагностирования переносят в Журнал диагностирования изоляторов.
Изоляторы, требующие замены, записывают в Журнале осмотров и неисправностей (форма ЭУ-83) с указанием номера опоры и пути, названия перегона или станции, принадлежности к линии и ее узлу. Нумерацию изоляторов в гирлянде начинают, как правило, со стороны заземленной конструкции.
Для диагностирования изоляторов применяют также ультразвуковой дефектоскоп УД-8 с частотой колебаний 43—45 кГц, с помощью которого выявляют гирлянды с поврежденными изоляторами. При перемещении прибора вдоль контактной сети дефектные гирлянды определяют по звуковому сигналу дефектоскопа: по мере приближения к гирлянде с поврежденным изолятором, звук усиливается и вблизи нее достигает максимума.
Порядок записи результатов диагностирования такой же, как и при предыдущем методе.
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 466;