Разработка дистанционной диагностики линейной изоляции контактной сети железнодорожного транспорта

• Автор: Куценко, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Методы диагностики высоковольтной изоляции

1.1. Изоляторы контактной сети железной дороги

1.2. Профилактический контроль изоляции контактной сети

железной дороги, регламентированный нормативными документами

1.3. Акустический метод дистанционной диагностики изоляции

высоковольтного оборудования.

1.4. Частичные разряды.

1.5. Методы регистрации частичных разрядов при диагностике

изоляции высоковольтного оборудования

1.6. Постановка задачи исследований
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Дистанционное определение уровня напряжения в
контактном проводе.
2.2. Методика высоковольтных измерений.
2.3. Выбор антенны.
2.4. Изготовление образца из поликарбоната.
2.5. Исследования образцов из фарфора
2.6. Дистанционный контроль нелинейных искажений в
контактной сети железной дороги
2.7. Обработка результатов измерений.
2.8. Помехи
2.9. Выводы
Глава 3. Характеристики электромагнитного и акустического полей,
возникающих при появлении частичных разрядов в
фарфоровых изоляторах контактной сети железной дороги
3.1. Анализ акустического излучения ЧР в фарфоровых
изоляторах.
Локация источника ЧР
Анализ электромагнитного излучения ЧР в фарфоровых
изоляторах.
Анализ электромагнитного диапазона до кГц.
Анализ электромагнитного диапазона от кГц до 0 МГц Исследование поверхностных частичных разрядов и коронных разрядов на гирляндах фарфоровых изоляторах. Исследование спектра электромагнитного излучения разрядов
до 0 МГ ц.
Оценка наблюдаемых величин электрического заряда и токов ЧР в фарфоровых изоляторах и изоляторе из поликарбоната
Анализ инфракрасного излучения ПЧР в фарфоровых
изоляторах.
Оценка энергетических характеристик при ЧР в фарфоровых
изоляторах .
Сравнение акустического и электромагнитного излучения ЧР
в фарфоре и поликарбонате.
Интерпретация формы фронта импульса ЧР в фарфоровых
изоляторах.
Сравнение состава образцов фарфора, взятых из исправных и
неисправных изоляторов.
Диагностические признаки линейной изоляции контактной сети железной дороги
Методика дистанционного определения напряжения в
контактной сети
Физическое объяснение первого диагностического признака
дефектных гирлянд фарфоровых изоляторов.
Второй диагностический признак дефектных гирлянд
фарфоровых изоляторов
4.4. Комплексный дистанционный метод диагностики линейной
изоляции контактной сети железнодорожного транспорта
Основные результаты и выводы.
Список литературы


Повреждения глазури и разрушение цемента - это один из самых распространенных дефектов фарфоровых изоляторов, что является причиной появления электрических разрядов. Фарфоровые изоляторы в процессе эксплуатации выходят из строя вследствие механических повреждений или электрического пробоя, поэтому причины отказов изоляторов разделяют на две группы - электрические и механические. Отказы из-за электрического пробоя происходят из-за старения (растрескивания) материала, загрязнения поверхности, перенапряжения. Механические отказы возникают из-за образования микротрещин при ударах и вибрации. Микротрещины возникают и при резких колебаниях температуры, из-за различия коэффициентов расширения фарфора, цемента и металла. Вероятность механических повреждений возрастает с понижением температуры. Еще одной причиной отказов изоляторов является нарушение технологического процесса изготовления изолятора, влияния условий обжига и изменения структуры фарфора в процессе эксплуатации [1]. Преимущество стеклянных изоляторов по сравнению с фарфоровыми заключается в том, что под действием механических воздействий закаленное стекло разрушается и изолятор в гирлянде «самодефектируются». Это позволяет выявлять дефектные изоляторы без профилактических испытаний. К недостаткам тарельчатых изоляторов из закаленного стекла авторы [] относят «пониженную (по сравнению с фарфоровыми изоляторами) дугоусгойкость и чувствительность к перепадам температуры. Изоляторы из щелочного стекла могут работать только на линиях переменного тока». В настоящее время в целях повышения надежности при проведении диагностики изоляции контактной сети необходимо контролировать как фарфоровые изоляторы, так стеклянные и полимерные из-за их сильного загрязнения. В последнее время в эксплуатации все большее распространение получают полимерные изоляторы (ПИ), использование которых в странах СНГ и в Китае с каждым годом растет. Особенно надежными являются ПИ с оболочкой из кремнийорганической композиции, изготовленные по цельнолитьевой технологии []. Загрязнение поверхности неорганических изоляторов снижает электрическую прочность, но после их очистки электрическая прочность восстанавливается. Загрязнение поверхности ПИ вызывает необратимое ухудшение их электрической прочности. Таким образом, одним из основных недостатков полимерных изоляторов является то, что они подвержены старению не только из-за механических причин, но и в значительной степени из-за электрических разрядов. Следовательно, как отмечено в [], при изготовлении полимерных изоляторов необходимо оптимизировать аэродинамические характеристики конструкции, которые определяют загрязнение и «самоочистку» изолятора. Очень важной характеристикой в эксплуатации изоляции контактной сети является ее поверхностное загрязнение. В отличие от ЛЭП изоляторы контактной сети расположены на высоте ниже, тем самым они подвержены загрязнению не только частицами, содержащимися в воздухе, но и пылью, образующейся при перевозке различных грузов по железной дороге. При ее увлажнении разряд развивается частично в слое воды, поэтому уровень поверхностного пробивного напряжения снижается. При загрязнении поверхности электрические характеристики изоляции не зависят от материала. Загрязнение поверхности происходит за длительное время и приближается к некоторому установившемуся значению, которое достигается через 1,5-2 года. Процессы на поверхности загрязненных и увлажненных изоляторов зависят от приложенного напряжения, вида увлажнения и конструкции изолятора. Увлажнение повышает ток утечки изолятора, что приводит к нагреванию слоя загрязнений. Все вышеперечисленные недостатки линейной изоляции из разных видов материалов в эксплуатации на железных дорогах России (как и в ЛЭП) приводят к выходу из строя контактной сети, как следствие этого возникает на неопределенное время задержка движения поездов. Статистика эксплуатации изоляции на железных дорогах показывает, что наибольший выход из строя линейных изоляторов контактной сети происходит в августе. На рис. Рис 1 2 Среднее время начала повреждении изоляторов контактной сети на железных доро!