Với sự phát triển của đường sắt điện khí hóa theo hướng tốc độ cao, ổn định và an toàn, yêu cầu ngày càng cao đối với việc vận hành đường dây tiếp xúc trên cao của đường sắt. Tuy nhiên, do ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, hiện tượng phóng điện bề mặt chất cách điện thường xuyên xảy ra, dẫn đến hệ thống cung cấp điện hoạt động không bình thường. Do đó, việc đảm bảo cung cấp điện liên tục, ổn định cho hệ thống cung cấp điện sức kéo và loại bỏ hiện tượng phóng điện bề mặt chất cách điện là cấp thiết.
1. Phân tích nguyên nhân nhấp nháy cách điện
Flashover chủ yếu bao gồm flashover ô nhiễm, flashover sương mù và đóng băng, bao gồm mưa, sương, sương giá, sương mù, gió và các tác động khí hậu khác, hoặc bụi, khí thải, muối tự nhiên, bụi, phân chim và các chất ô nhiễm khác, cũng như bụi, khí thải, muối tự nhiên, bụi, phân chim và ô nhiễm khác. Quá trình nhiễm bẩn chất cách điện thường diễn ra từ từ nhưng cũng có thể diễn ra nhanh chóng.
1.1 Tia chớp ô nhiễm
Chất cách điện thông thường gắn với chất cách điện không dẫn điện trong điều kiện khô ráo và chất cách điện sẽ bị rửa trôi. Tuy nhiên, ở những khu vực bị ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, gần nguồn ô nhiễm, nguyên liệu hóa học trong không khí và hóa chất khuếch tán gần nhà máy, chẳng hạn như bột carbon, bột xi măng, axit, kiềm và vàng, sẽ bám vào chất cách điện trong một thời gian dài. thời gian dài để tạo thành bánh. Độ bám dính mạnh, không dễ bị mưa làm sạch, bề mặt còn sót lại, trong trường hợp mưa phùn, sương mù, sương và thời tiết khác, bề mặt chất cách điện dính vào phần bụi bẩn này sẽ bị ướt, độ dẫn điện được cải thiện rất nhiều, dẫn đến tăng dòng rò. Khi điện trường của dòng rò đủ mạnh để gây ra sự ion hóa va chạm của không khí bề mặt, hiện tượng phóng điện hào quang hoặc phóng điện phát sáng ngay lập tức bắt đầu xung quanh nắp sắt, dẫn đến một đường màu xanh tím mỏng do dòng rò lớn vào thời điểm này. Có thể dễ dàng chuyển đổi hào quang hoặc phóng điện phát sáng thành vòng cung kênh sáng. Trong thời tiết sương mù và sương, độ ẩm của lớp bụi bẩn tăng lên, dòng điện rò rỉ tăng lên và chiều dài cục bộ có thể được duy trì trong các điều kiện điện nhất định. Khi hồ quang cục bộ đạt đến độ dài tới hạn nhất định và nhiệt độ của kênh hồ quang rất cao, việc mở rộng thêm kênh hồ quang không còn yêu cầu điện áp cao hơn và tự động kéo dài qua hai giai đoạn, dẫn đến phóng điện và phóng điện bề mặt chất cách điện.
1.2 Phân tích nguyên nhân chớp sương mù (ướt)
Trong thời tiết sương mù (ẩm ướt) kéo dài, một lớp nước dần dần hình thành trên bề mặt của chất cách điện gốm. Do mất đặc tính kỵ nước và sự phân bố cường độ trường không đồng đều của chất cách điện composite, màng nước cũng sẽ được hình thành trên bề mặt của chất cách điện composite. Đồng thời, bề mặt chất cách điện được bao phủ bởi các tạp chất và thành phần nước sương mù rất phức tạp. Chất cách điện kết thúc trước tiên dưới dạng corona và phóng điện hồ quang một phần. Do độ ẩm không khí tăng, cường độ trường của sự cố không khí sẽ giảm đáng kể. Do hồ quang giữa các viền sứ ở hai đầu của chất cách điện bị đứt, một khi viền thứ nhất bị phá hủy, viền thứ hai sẽ tạo ra điện áp cao hơn, lặp lại quá trình vừa rồi, vì hồ quang sẽ bị dập tắt khi điện áp xoay chiều vượt quá 0, vì vậy trong trường hợp này, hồ quang sẽ bị dập tắt khi điện áp xoay chiều vượt quá 0. Việc tạo ra phóng điện bề mặt chất cách điện phụ thuộc vào sự phát triển của hồ quang và dòng không khí bị ion hóa. Nếu sương mù (độ ẩm) tương đối ổn định và hồ quang bắt đầu lại, nó có thể lóe sáng nhanh, trong khi nếu luồng không khí di chuyển nhanh hơn, kênh ion hóa sẽ nhanh chóng biến mất và không phát triển thành hiện tượng phóng điện bề mặt.
1.3 Phân tích nguyên nhân của hiện tượng đóng băng
Nó chủ yếu được xác định bởi các điều kiện khí tượng, là một hiện tượng vật lý toàn diện được xác định bởi nhiệt độ, độ ẩm, đối lưu không khí lạnh và ấm, môi trường và tốc độ gió và các yếu tố khác. Các giọt nước siêu lạnh nhỏ khó thay đổi cấu trúc vì đường kính nhỏ và sức căng bề mặt lớn. Cũng khó gặp hiện tượng ngưng tụ bụi, mặc dù nhiệt độ dưới 0 độ C nhưng vẫn ở tốc độ suy giảm, từ từ rơi xuống đất, tạo thành “cơn mưa đóng băng”. Nước siêu lạnh này rất không ổn định. Khi một giọt tiếp xúc với một vật lạnh (chẳng hạn như chất cách điện) trên mặt đất, rung động tác động sẽ gây ra sự biến dạng của giọt siêu lạnh và mức độ uốn cong bề mặt của giọt giảm và sức căng bề mặt cũng giảm theo. Hiệu ứng ngưng tụ trên bề mặt của chất cách điện tương tự như hiệu ứng của các nốt sần. Sau khi biến dạng, các giọt nước siêu lạnh dạng lỏng sẽ bám vào, sao cho các giọt nước làm mát ngưng tụ trên bề mặt của chất cách điện thành băng có gân hoặc có gân, sao cho bề mặt của chất cách điện được bao phủ trên bề mặt của chất cách điện dưới dạng RIM hoặc RIM. Do đó, khả năng cách điện của chất cách điện bị giảm, dẫn đến hiện tượng phóng điện bề mặt chất cách điện.
2. Thảo luận về quy tắc flashover
2.1 Các yếu tố ô nhiễm tích lũy
(1) Loại chất cách điện. Đối với chất cách điện, đường kính trung bình càng lớn thì khả năng tích tụ ô nhiễm càng lớn. Trong cùng điều kiện ô nhiễm, cách điện dây xích lắp đặt nghiêng thích hợp để tích tụ ô nhiễm hơn so với cách điện nằm ngang do đặc điểm cấu trúc và diện tích loại bỏ bụi, do đó dễ xảy ra hiện tượng phóng điện bề mặt hơn. Bề mặt trên của cùng một chất cách điện dễ bị bám bẩn hơn các chất cách điện khác và bề mặt trên dễ bị phóng điện.
(2) Ảnh hưởng của nguồn ô nhiễm
Gần thiết bị đường dây điện có bãi, nhà máy xi măng, nhà máy điện và nhà máy luyện cốc, có thể tích tụ ô nhiễm trên bề mặt chất cách điện và dễ gây phóng điện bề mặt. Hàng hóa đường sắt dày đặc hơn, một trong những lý do chính cũng dễ gây ra hiện tượng phóng điện bề mặt chất cách điện. Nguyên nhân chính là do khi tàu chạy với tốc độ 60~100 km/h, bụi sẽ bay vào vật tải, bụi kim loại do ma sát của bánh xe và đường ray cũng sẽ văng lên lớp cách điện. Khi ô nhiễm nghiêm trọng, hiện tượng phóng điện bề mặt cách điện sẽ xảy ra. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng chất cách điện sàn cầu nằm trong phạm vi bốc hơi của sông trong một thời gian dài, độ ẩm tương đối của chất cách điện cao và khả năng chống thấm nước của chất cách điện giảm dần qua từng năm. Trong một thời gian dài, một màng nước hình thành trên bề mặt chất cách điện.
2.2 Yếu tố mùa vụ
(1) Ảnh hưởng của thời tiết
Lượng mưa có ảnh hưởng rõ ràng đến sự bám bẩn của chất cách điện. Ở Sơn Đông, sự tích lũy ô nhiễm chất cách điện giảm vào mùa hè và mùa thu (tháng 7, tháng 8 và tháng 9) và đạt mức tối đa vào cuối mùa đông (tháng 1, tháng 2 và tháng 3). Do độ ẩm cao và mưa tuyết thường xuyên ở các khu vực ven biển, hiện tượng phóng điện sương mù cách điện và băng tuyết cũng có khả năng xảy ra vào ngày 1 và 2 tháng 3.
(2) Ảnh hưởng của nhiệt độ và môi trường
Đỉnh điểm của hiện tượng phóng điện bề mặt xảy ra vào sáng sớm, do đó thời điểm tốt nhất để hình thành sương mù và lượng tuyết rơi lớn nhất cũng là thời điểm bề mặt chất cách điện kém nhất, khả năng xảy ra hiện tượng phóng điện bề mặt cao. Nói chung, khi mặt trời xuất hiện, lớp đảo ngược biến mất, sương mù tan dần và hiện tượng phóng điện có thể giảm.
3. Biện pháp phòng, chống
3.1 Phân loại các khu vực bị ô nhiễm theo các mức độ khác nhau
Để ngăn chặn hiện tượng phóng điện bề mặt cách điện và mất điện, cần phải tăng cường công tác chống ô nhiễm của chất cách điện. Trước hết, cần nắm vững đặc điểm của chất ô nhiễm và chu kỳ ô nhiễm, phân chia khu vực ô nhiễm một cách chính xác, để làm cơ sở tin cậy cho công tác chống phóng điện bề mặt. Theo mức độ ô nhiễm và ô nhiễm khác nhau, phát triển các phương pháp làm sạch và chu trình làm sạch khác nhau.
3.2 Vệ sinh cách điện thường xuyên theo quy định theo mùa
Tăng cường vệ sinh lớp cách điện là biện pháp chính để ngăn chặn hiện tượng phóng điện bề mặt cách điện. Tuy nhiên, do số lượng lớn chất cách điện và nhiệm vụ làm sạch nặng nề, khu vực bị ô nhiễm đã được quản lý động, điều tra thường xuyên và điều chỉnh phần ô nhiễm kịp thời theo tình hình thực tế. Chúng được liệt kê trong sổ cái theo các tiêu chuẩn khu vực bị ô nhiễm hiện hành và chủ yếu được kiểm tra về tình trạng hiện tại và những thay đổi trong khu vực bị ô nhiễm. Theo quy luật tích lũy ô nhiễm chất cách điện, một chu trình làm sạch khoa học được thiết lập để tránh bảo trì mù quáng. Để có được hiệu quả làm sạch tốt nhất, thời gian làm sạch của các bộ phận chính nên được sắp xếp trước khi phóng điện tần số cao. Các khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng sẽ được làm sạch bất cứ lúc nào theo tình hình ô nhiễm. Ngoài ra, khi làm sạch nước cách điện trong mùa đông và mùa xuân băng tan, việc làm sạch vết bẩn trên bề mặt chất cách điện rất hiệu quả và có thể giảm thiểu sự tích tụ ô nhiễm trên chất cách điện một cách hiệu quả.
3.3 Thay sứ cách điện composite
Chất cách điện composite có tác dụng cách nhiệt tốt và khả năng chống gỉ mạnh. Đầu tiên, nó có ác cảm mạnh mẽ với việc bơi lội. Váy leo núi cách điện tổng hợp có tính kỵ nước mạnh. Do đặc tính của vật liệu cao su silicon, các giọt nước hình thành trên bề mặt của chất cách điện composite, làm cho lớp bẩn khó thấm ướt. Do đó, tình trạng bề mặt của môi trường cách điện composite được cải thiện, do đó lớp bẩn không dễ hình thành lớp dẫn điện liên tục. Dòng rò rỉ bề mặt của chất cách điện gốm nhỏ, giúp cải thiện đặc tính phóng điện của chất cách điện. Thứ hai, nó có chức năng tự làm sạch. Váy leo núi cách điện tổng hợp có thể đóng vai trò che phủ và giảm bụi bẩn cách điện. Bản thân váy dù có độ dốc nhất định và bề mặt nhẵn, là chất liệu co giãn mềm mại. Dưới tác động của gió, mưa có khả năng tự làm sạch mạnh mẽ, bản thân váy ô có độ dốc nhất định và bề mặt nhẵn. Do đó, sự tích tụ ô nhiễm và nồng độ muối của chất cách điện composite giảm đáng kể, đóng vai trò chống ô nhiễm. Do đó, chất cách điện composite phù hợp với những khu vực ô nhiễm nặng hoặc vùng ven biển ẩm ướt.
Tuy nhiên, dữ liệu cho thấy chất cách điện composite được sử dụng trong một số lĩnh vực do tính kỵ nước và di chuyển kỵ nước tuyệt vời của chúng, nhưng ứng suất hướng tâm của chất cách điện composite (vuông góc với đường tâm) là rất nhỏ vì chúng có đặc tính chống thấm nước và di chuyển kỵ nước tuyệt vời, trong khi chất cách điện composite được sử dụng trong một số lĩnh vực do tính kỵ nước tốt và di chuyển kỵ nước. Tính chất cơ học yếu. Đồng thời, do vật liệu của chính nó, hiện tượng phóng điện bề mặt chất cách điện không rõ ràng, do đó, một khi chất cách điện composite bị phóng điện hoặc hư hỏng bên trong, việc phát hiện lỗi không dễ quan sát và việc khôi phục thiết bị rất khó khăn.