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1、现场经验铁道机车车辆工人第9期2004年9月新型硅橡胶绝缘子的研制与应用石幸地杨政贾泽平(太原北机务段技术科山西太原030003)随着经济的发展,我国铁路运输量迅速增加,电气化铁路在国民经济建设中起到了很大的作用,因此对铁路安全运行也提出了更高的要求。而一些传统产品在运行中故障频发、维修困难(如瓷质绝缘子就是其中的1种),已不能适应新的要求,所以必须开发运用新产品,以消除故障隐患。1现有瓷质绝缘子存在的主要问题绝缘子在电力机车中起着支撑高压电器部件、隔离高低电压、防止高压放电的作用,是电力机车中不可缺少的电器部件。太原北机务段配属的电力机车有前苏联进口的8G型和国产SS1型电力
2、机车,其绝缘子全部采用瓷质材料,包括主断路器的支持绝缘子、转动绝缘子、高压电流互感器穿墙绝缘子、过电压抑制器绝缘子、导电杆支持绝缘子等,它们在实际使用中主要存在以下问题:(1)由于裸露在车顶,常年遭受风、雨、尘侵袭,使绝缘强度降低,造成在运行中(尤其是雨、雪、雾天气)高压爬电击穿爆炸,造成途停或机破,给安全运输带来严重损失。(2)为了保证其绝缘强度,需要投入大量人力、物力去清洁、擦拭,而机车回段的整备作业时间较短,所以很难保证清洁。(3)机车在运行中由于受重力较大,加上冲击、振动,容易使瓷瓶老化、出现裂纹,有的不易发现,给安全生产带来了隐患。(4)在回库检修时,由于车顶狭窄,工
3、作过程中容易被工具等物碰破,造成不必要的损失。(5)容易造成车顶高压放电的瓷瓶除导电杆支持瓷瓶外,还有主断路器、高压电流互感器、过电压抑制器瓷瓶等,放电后在整备场不能更换,必须回库吊运,检修周期长,尤其是主断路器,动作频繁,分断电流较大,很容易造成污闪放电烧损。2000年共发生此类故障74起,包括高压互感器放电烧损7起、主断路器瓷瓶放电烧损25起、瓷瓶裂损31起、过电压抑制器瓷瓶放电烧损6起,直接经济损失达117000余元。)1)现场经验铁道机车车辆工人第9期2004年9月28G和SS1型机车主断路器、高压互感器等硅橡胶绝缘子的研制在几种绝缘子中,导电杆支持绝缘子已有成熟的技术
4、资料,容易制作。但主断路器、高压互感器绝缘子必须根据要求研制。2000年初太原北机务段开始组织有关技术人员查询资料,并与原平供电局电力开关厂联合开发研制8G、SS1型电力机车主断路器等复合绝缘子。2000年10月,完成了高压电流互感器绝缘穿壁套管(FCW1-25/400)、主断路器用转动绝缘子(FQJ3-25、FQJ4-25)、主断路器支持绝缘子(FDKZ1-25、FDKZ2-25)及过电压抑制器(YH5WT-42/120)的试制。38G和SS1型机车主断路器、高压互感器等硅橡胶绝缘子的性能及改进3.1硅橡胶绝缘子的性能复合绝缘子产品是用多种高分子复合材料和金属件制成的,它是利
5、用高新技术材料制成的1种新产品,具有优越的抗污闪性和良好的机电性能,产品最高电压等级为150kV。我国将复合绝缘子列为/八五0重点推广项目,现阶段铁路电力牵引系统及电力机车导电杆等支持瓷瓶部分被复合绝缘子取代,已收到了明显的经济效果。它主要有以下特性:(1)硅橡胶复合绝缘子外绝缘主要由硅橡胶材料制成,它具有良好的耐候和耐老化能力,可以在-50~+120e的环境中使用而不降低性能,特别是硅橡胶材料有极强的憎水性,可以大大提高产品的耐污闪能力,加上橡胶材料易于成形,可制成较大爬距的产品,从而使产品的耐污闪能力较同类瓷绝缘子提高2~3倍,可以不用清扫,大大减少了维修费用。(2)环氧玻
6、璃钢制品有着良好的电气、机械性能,用作产品内绝缘支撑,保证了产品的内绝缘和机械性能,与瓷绝缘相比有良好的减振性能,对于处于运动状态的机车来说,这一点使产品机械性能较瓷绝缘有明显优势。(3)与瓷绝缘产品相比,复合绝缘材料具有重量轻、体积小、不易损坏、便于运输及安装的优点。3.2硅橡胶绝缘子的改进新研制出的硅橡胶绝缘子还根据不同部件的技术条件提出了一些新的要求,如主断路器绝缘子上、下法兰的安装孔必须轴向对齐,转动绝缘子高度偏差不得超过1mm;上、下法兰端面必须保证其与轴线的垂直度和同心度;支持绝缘子腔内绝缘管壁用硅橡胶涂覆必须保证其平整光洁,否则将影响其机电性能及寿命。特别是与国内
7、同类型绝缘子相比,在材料的配方及)2)现场经验铁道机车车辆工人第9期2004年9月选材方面做了一些较大的改进,使产品的机械强度、电气性能、绝缘强度有了更明显的提高。(1)调整合成橡胶配方,增加防紫外线的V9及防老化龟裂的P6,提高耐老化电气性能,通过装车试验及绝缘子耐受时间15min的渗透试验、耐受时间100h的水扩散试验、锌层试验、耐受42h水煮试验,且在试验完成后48h内进行外观检查时不允许有开裂和脱落,为产品在冷热变化大、动作频繁、长期污秽的状况下使用提供了更可靠的保证(见表1)。表1
