机车用复合外套无间隙氧化锌避雷器可靠性研究

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1、机车用复合外套无间隙氧化锌避雷器可靠性研究摘要：电气化铁路机车运行条件严酷，在运行中震动大、污移严重、温度变化范围大、海拔高度落差大等特点。对复合外套无间隙避雷器(以下简称避雷器)的性能、结构、密封及避雷器所承受的抗弯负荷等提出了更高的要求，因此对避雷器进行系统分析，从而验证其各自的性能质量的可靠性。关键词：无间隙氧化锌避雷器、结构、制造、运行、可靠性。Abstract：Theoperationconditionsofelectrifiedlocomotiveforrailwayisverysevere,feat

2、uredwithstrongvibration,highpollution,bigtemperaturevariation,greatdifferenceinaltitudeetc・Soithasmuchhighrequirementsforpolymerhousedgaplesssurgearrester(hereaftercalledsurgearrester)inperformance,strueture,sealingandthebendingloadwithstoodbysurgearrester・Th

3、ereforeasystemanalysisisneededforsurgearresterinordertoverifythereliabilityofallperformancesandquality.Keywords：GaplessZnOSurgeArrester,Struture,Reliability中图分类号：TU895文献标识码：A文章编号：2095-21041.引言机车用复合外套无间隙氧化锌避雷器（以下简称CMOA）的可靠性，涉及面很广，本文所谈的可靠性，主要是指CM0A在机车上必须有可靠的运行。

4、随着我国电气化铁路的迅速发展，运行速度的提高，用于保护电力机车的主变或主断及其它电气设备免受大气过电压（雷电过电压）和操作过电压的侵害的作用，另一方面则要求CM0A自身必须可靠，也就是说，在在正常运行情况下，不致于因长期运行电压或过电压引起快速老化或爆炸。目前，我国电力机车规模较大，所推广应用CMOA日益广泛。从我们了解的情况来看，现在在机车上应用的CMOA至少有2-3万台避雷器在运行。实际运行情况比较满意。然而，由于诸多的原因，已投运行的CMOA,也出现过不少的问题，从2001年至2012年止，从本人调查中有1

5、5起事故，相对而言总数来部事故率不算小，对于电车机车安全运行来说危害更大，有不少CMOA发生的事故并不是不可避免的，因而，提出了CMOA的可靠性问题。应当指出的是国外进口的CMOA在我国和谐机车（CRH系列车）上也发生了多起事故,在长春轨道客车股份有限公司生产的CRH系列车上有法国太克、德国的西门子多有发生事故，其中太克CMOA的电阻片容量不够大、西门子为直流参考电压偏低。1.避雷器的结构件组成避雷器的组成主要由芯体（电阻片）、绝缘筒、硅橡胶外套（伞裙）、上、下电极、上法兰以及安装法兰等组成。芯体是避雷器实现过电

6、压保护功能的核心部分。芯体是由电阻片、垫片、弹簧等组成，是利用热缩套受热收缩的性质,将电阻片等固定为一体组装而成。通过上、下电极与绝缘筒的内螺纹连接，将芯体装入绝缘筒中，在机械作用力下保证其可靠的连接和导通；然后将上法兰和安装法兰与绝缘筒的外螺纹连接，螺纹连接并有止退功防止脱扣，保证其在运行过程中有可靠的接触。将组装好的芯体在模具中模压成形伞套，将整个元件密封于硅橡胶的伞套（伞裙）中。伞套与绝缘筒之间有高强度的粘接剂，保证其可靠的密封性能。复合外套避雷器采用了灌封技术，内部无空腔，并设计有特殊的压力释放结构装置，

7、因此压力释放时，也只是复合外套开裂,构不成人员和设备的危害，压力释放性能可靠。2.避雷器的可靠性分析对于一个CMOA产品的好坏，可以从技术性能、经济指标和可靠性三方面来衡量。即要求好的CMOA产品不但性能好、成本低、还要经久耐用、充分可靠。CMOA的可靠性是指该产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。CMOA的可靠性差，它的技术再好也不能完成其规定功能的，对于一种由多个部件组成的CMOA,其中某个部件发生故障，可能会影响整个CMOA的功能。因此对CMOA在运行中的不可靠，大多数是在运行中本身发生故障，

8、所以本文对产生不可靠的因素加以分析。3.1CMOA制造方面3.1.1制造过程的质量控制CMOA制造过程的质量控制主要应从以下方面加以控制(1)电阻片的制造工艺氧化锌电阻片在生产过程中存在电阻片制造工艺的差异性，由于非氧化锌添加物的作用及成型、烧结和表面处理工艺等因素，使电阻片周围产生难以消除的结构应力，因结构应力过大出现分层或开裂和沿电阻片侧面向电阻片体内一定范内出现的微