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绝缘子带电水冲洗车操作培训 西南交通大学新型驱动中心 二OO六年六月 一 带电水冲洗作业及安全 1 绝缘子污闪事故对电气化铁路的运行有什么危害 绝缘子污闪事是电气化铁路的最大公害 绝缘子污闪事对电气化铁路运行造成的危害最大 电气化铁路80 的事故是污闪事故 接触网50 的工作量是擦瓷瓶 电气化铁路几乎每一次大面积 长时间停电都是污闪事故造成的 1981年3月23日 石太电气化铁路沿线接触网发生大面积污闪 造成连续停电18小时28分 1982年2月18日至23日 石太电气化铁路沿线接触网再次发生大面积污闪 造成累积停电121小时12分 这两次大面积污闪事故 长时间中断了晋煤的外运通道 给东南地区的一些电厂和工厂造成了严重的经济损失 增加绝缘子的抗污闪能力 有多种措施 如调整绝缘子的爬电距离或更换抗污性能高的绝缘子 加设增爬裙 涂防污涂料 净化绝缘子 清扫 水冲洗 气吹等 等 附灰密度 单位面积灰分的重量 灰分是指不溶于水的物质 这些物质在遇到小雨后湿润状态下不会形成导电离子 等值附盐密度 把绝缘子表面污秽物中各种可溶盐物质等值为氯化钠 再测定单位面积的附盐重量 2 防止污闪事故有那些技术措施 3 衡量绝缘子污秽程度的技术指标是什么 盐分遇到小雨后湿润状态下会形成导电离子 这些离子再电场作用下运动形成泄漏电流 当泄漏电流较大时发生污闪 灰分不溶于水 形不成导电离子 不会引起污闪 但灰分可造成绝缘子表面不光洁 使附着污秽物的速度加快 造成绝缘子污闪的是污秽物中的可溶盐物质 这些物质遇水后溶解形成阴阳离子 主要有 Ca NH Zn Na Mg k SO4 NO3 HCO3 F 等等 4 盐密 和 灰密 指标对绝缘子的运行各有什么危害 5 造成绝缘子污闪的污秽物主要成分有那些 运行中的接触网绝缘子 常受工业污染 化工 冶金 水泥等 或自然界中盐 碱和飞尘等污秽的污染 在其表面形成一个污秽层 干燥情况下 绝缘子表面污秽层的电导率并不大 但在雾 露和小雨等潮湿天气下 污秽层受潮后会形成电导薄层 污秽层的电导率与其厚度和潮湿程度有关 在污秽层较厚而又潮湿的情况下 绝缘子沿面放电电压将大大降低 甚至在工作电压下就可能发生闪络 引起馈线设备跳闸 造成停电事故 通常把绝缘子的这种闪络称为污秽闪络 简称污闪 它取决于四个阶段的发生和发展 即 1 绝缘子表面的污染过程 2 绝缘子表面污秽层湿润的过程 3 干燥带形成和局部电弧过程 4 局部电弧发展贯穿两极的过程 6 绝缘子的污闪过程是怎样形成的 首先再选择用水时要求水的电阻率必须大于1500 cm 这一标准一般自来水都能满足 从这个数据看水并不是良导体 再者水柱是靠多级压力泵形成很高的压强后射出的 射出的水柱呈雾状 是无数个水珠组成的圆柱体 水柱的电阻率回更大 科学设计水柱长度 喷嘴直径 出口压力等几个关键参数的关系 就能保证水柱承受很高的电压 7 带电水冲洗作业时 水柱为什么不导电 带电水冲洗的主绝缘是水柱 水柱在水冲洗时要承受全部的工作电压 它自身的绝缘性能主要取决于水的电阻率 水柱长度 喷嘴直径和压强等因素 其中水柱长度是决定因素 水柱绝缘强度应保证在系统出现最大运行电压和操作过电压时 不发生闪络 当工作电压一定时 合理选择喷嘴直径 水柱长度和压强 就能保证带电水冲洗作业时 操作过电压不对水柱和人体发生闪络 如果将喷嘴水泵可靠接地 并使接地电阻小于10 就可满足设备和人身安全的基本要求 8 带电水冲洗的主绝缘是什么 水冲洗设备的接地系统是从喷嘴 水炮体 水炮轴承碳刷 车体 车轮碳刷 钢轨形成的接地回路 国家标准规定接地电阻小于10 而我们电气化铁路的水冲洗设备有良好的接地条件和完备的接地技术 接地电阻已经做到接近0 这样即使水柱有点泄漏电流 在顺利泄入大地的过程中 保证不会在水炮上产生危险电压 可确保作业人员的人身安全 9 对水冲洗设备接地系统有什么要求 风力大于4级 气温低于零度 雨天 雪天 雾天及雷电天气不宜进行 11 带电水冲洗用水的电阻率标准是多少 10 什么天气不宜水冲洗 带电水冲洗用水的电阻率一般不低于1500 cm 当盐密值大于下表的临界盐密值的规定时 一般不宜进行水冲洗 否则应增大水的电阻率来补救 每车水都从水炮出口取出水样测量水的电阻率 12 绝缘子太脏能否进行带电水冲洗 防污型线路悬式绝缘子带电水冲洗临界盐密值 13 喷嘴与带电体间距离有何要求 避雷器及密封不良的电力设备不应进行带电水冲洗 零值或低值的绝缘子以及瓷质有裂纹的绝缘子一般不可进行带电水冲洗 不允许冲洗的设备 分段绝缘器 分相绝缘器 其它不宜冲洗的设备 各供电段根据实际情况另行制定 14 禁止和不宜带电水冲洗的设备有那些 带电水冲洗作业冲洗方法的基本原则是避免湿润条件造成闪络 避免污水线造成闪络 所以要从接地侧逐步向带电测移动冲洗 从下端逐步向上端移动冲洗 冲洗下端时可以保证干燥的上端有足够的耐压水平 冲洗上端时干净的下端也可保证有足够的耐压水平 15 带电水冲洗作业冲洗方法的基本原则是什么 16 为什么要分段冲洗 单线冲洗时 可采用双枪跟踪法进行冲洗 两水枪射出的水流正常后将水柱从设备的下方慢慢举起 对准绝缘子的根部 自下而上逐裙冲洗 冲洗的位置要对准 逐裙递升的速度要慢 不断往复循环上下左右移动以冲洗各侧 每冲一裙 务必干净 主枪应提前往上冲 辅枪落后约3 4裙 并适当上下来回以便及时把主枪线冲下的污水线冲断并稀释 双线冲洗时一炮冲远端 另一炮冲近端 以便充分发挥各炮的威力 严禁任意乱冲 17 双枪跟踪法水冲洗作业的基本要领有那些 水泵压力不足时 水柱形不成雾状 水柱的电阻率就小 不能保证水柱为良好的绝缘体 冲洗作业自始至终应保持水压正常 否则不得冲洗带电设备 18 为什么水泵压力不足是不允许将水柱射向带电体 冲洗水平绝缘子时 先从带电侧开始冲洗 逐渐向构架方向移动 冲洗悬式绝缘子时 先将水柱指向带电体 导线 附近的绝缘子 由下而上冲洗 往复冲洗干净 19 水平安装的绝缘子如何冲洗 倾斜安装的设备与地面夹角大于45 时 其冲洗方法与垂直安装的设备相同 与地面夹角小于45 时 其冲洗方法与水平安装的设备相同 20 倾斜安装的绝缘子如何冲洗 冲洗绝缘子下端时 务必保持上半截干燥 让它耐受住系统电压 为此水柱不能散花 水柱与被冲洗设备中心轴的夹角在冲洗下端时尽量接近90 冲洗上端时应不小于45 冲下端时 如绝缘子顶部有较强的放电声 说明被冲洗绝缘子盐密较大或者空气温度过大 上半截已受潮 应小心 尽量放慢冲洗速度 多冲洗下端 使其干净 使放电声减少 让下端绝缘强度恢复 耐受住系统电压 当已冲洗部分占被冲洗瓷件2 3 高度 以上 被冲瓷件顶部出现局部电弧时 水柱应指向局部电弧 迫使电弧熄灭 21 开始冲洗下端的技术要领是避免污闪的关键 要领的重点有那些 在开始冲下端时 当绝缘子顶部发生强烈电火花 且电弧短路了3 4个瓷裙 这是盐密过高的象征 有可能发生闪络 应立即停止冲洗 严禁此时把水柱指向电弧 否则会造成闪络 冲洗下端时 如果冲洗不干净 冲洗可以暂停 但冲洗至上端时 绝缘子已被全部溅湿 应继续冲洗完毕 在未完全冲洗干净时 不应停止 并列绝缘子 应先冲洗下风侧 再冲洗上风侧 风口冲洗要借助风力 顺风冲洗要提前开炮 逆风冲洗要迟后开炮 提前和迟后要视风力大小而定 以保证有较长的冲洗时间 22 在允许的风力条件下作业应注意的事项有哪些 水冲洗车运行线路发生跳闸时 电气操作人员及时通知工作领导人 关闭变频器 断开电气控制柜电源 降下受电弓 并及时通知司机停车 工作领导人设法与电调联系 报告水冲洗车情况 请求送电 待送电后 工作领导人通知电气操作人员 升起受电弓 作业重新开始 23 水冲洗车运行线路发生跳闸时如何处理 邻线发生跳闸时 电调通知车站座台人员 座台人员与车上工作领导人联系 检修完成后 工作领导人通知座台人员 要求电调送电 座台人员与电调联系 送电后通知工作领导人 作业重新开始 24 相邻线路发生跳闸时如何处理 操作人员应穿绝缘鞋 戴绝缘手套 戴防护镜 水冲洗作业的人员 必须参加水冲洗培训和水冲洗作业的有关规则的培训 学习 技规 安规 抢规 参加考试 合格后方能上岗 轨道司机要认真学习 技规 行规 事规 补规 站细 轨规 及分局 机车联控实施细则 等规定 带电水冲洗属于带电作业的一种方式 除执行本规程外 还应遵循 电业安全工作规程 等其他有关规定 25 作业人员必备的安全防护用具是什么 26 水冲洗作业人员的上岗条件是什么 季节对水冲洗非常重要 合理选择对防止污闪事故十分有效 在华北地区一般选择在入冬之前和春融之前的两个季节 27 什么季节进行水冲洗比较合适 水冲洗作业前 供电段设备技术人员核查水冲洗车列所有车辆技术状态是否达到路用车使用要求 段消防管理人员对消防用具进行检查 工厂车间对水冲洗设备进行全面维修 备齐抢修工具及材料 用轨道车牵引时 段轨道车班认真检查车载电台 起复工具 止轮器 安全防护用品 易损备件是否齐全 状态是否良好 列队点名 工长宣读工作票 检查作业组人员精神状态 安全用具 着装配戴 检查合格后进行分工 提出注意事项 说明作业范围 行车路线 明确任务 行车 乘车安全注意事项 工作组成员结合本人负责的工作进行安全预想 制定预防措施 有疑问时及时向工作领导人提出 严防臆测行事 28 带电水冲洗的作业准备有那些 轨道车司机检查车辆状态 无线列调 健全防护用品是否齐全 发现问题及时处理 电 钳工检查升弓泵 变压器 控制柜电路 管路 阀门 良好后升弓 起机试运行 检查运行状态 电流 电压是否正常 电工 记录员测量水阻 复查水位 炮手穿好防水服 绝缘靴戴好绝缘手套后进入岗位 上好喷嘴 打开水炮平射 不准对导电部分 检查水炮是否良好 如水管在阳光下曝晒后 应在开始冲洗前将引水管里的温水排掉 要令人员与电调联系 撤除占用供电臂重合闸 与车站值班员联系 核实行车计划 确定走行线路 并将批准的命令号 作业时间及注意事项报告工作领导人和司机 1 作业结束 关闭水炮 水泵 断开电源控制柜 关闭总阀门 2 工作领导人通知要令人员办理消令手续 3 要令人员与车站联系将车调入停车线 并采取防溜措施 4 记录员将冲洗记录保存一式两份 工作领导人 记录员签字 一份由水冲洗工区保存 一份由网工区保存 保存期为到下一次水冲洗作业 5 开好收工会 6 命令票 工作票入卷 并开好第二天的工作票 7 工作领导人向段生产调度汇报当日工作 并提报次日冲洗计划 8 每日水冲洗作业完毕后 由工作领导者指挥 按上水计划上满水 29 作业结束后要做那些工作 1 备好抢修用料和工具 各供电段可根据实际情况决定 2 发生故障时冲洗工作暂停 全体人员在工作领导人的统一指挥下进行抢修 3 工作领导人设法与电调联系 办理抢修停电手续 并及时向段生产调度汇报 4 根据电调命令由抢修人员完成验电接地 封闭线路工作 5 工作领导人指挥接触网作业车对好位置 并指定专人进行抢修 如果工作量较大 要向电调报告请求网工区支援 30 作业中发生事故如何抢修 二 绝缘子带电水冲洗车简介 电气化铁道绝缘子带电水冲洗技术研究及装备 是西南交通大学新型驱动技术中心的一项科研成果和专利技术 专利号 ZL01213807 X 并通过西南交通大学拓普科技开发公司等单位形成了专业化生产 该成果2001年12月由铁道部立项 合同编号 2001J039 2003年4月通过铁道部鉴定 鉴定号 铁道部技鉴字 2003 第013号 现已成功研制出KJ A KJ B和KJ C等多种型号的电气化铁道绝缘子带电水冲洗车装置 在北京西 丰润 太原和沈阳等供电段投入使用 该成果综合运用了高电压技术 变频技术 自动控制技术 高压水射流技术 高压水旋转密封技术 水压技术和铁路运输等多学科 多领域的先进科学 由轨道车牵引 利用列车运行图间隙 以5 10km h的速度在行进中进行带电水冲洗作业 作业效率高 冲洗效果好 劳动强度低 防止了季节性大面积污闪事故 三 绝缘子带电水冲洗车原理 四 绝缘子带电水冲洗车分类 五 绝缘子带电水冲洗车组成 KJ C绝缘子水冲洗车车列总图 六 绝缘子带电水冲洗车的特点 1 单一水泵向双水炮均衡供水 系统水压可方便进行调节和分档控制 压力稳定 在单炮和双炮同时出水两种工作状态下 系统压力可自动保持一致 保证每个水炮出水量的均衡和射程的一致性 2 系统额定水压可达1MPa 水炮射程可达14m 3 暂停冲洗时 水压系统低压卸荷 水泵出水循环流回进口 不仅大大减小了能量损失 而且节约用水 4 水炮配备有射灯 在夜间冲洗和遂道冲洗时可辅助寻找冲冼目标 5 水炮可绕铅垂轴连续旋转3600以上 喷嘴可绕水平轴进行大角度俯仰 6 采用脚踏开关控制水炮的出水通断 7 通过数字仿真和试验得到小口径喷嘴的流道曲线 使得小口径喷嘴的水流状态为层流 达到了提高冲洗效果 较当前水冲洗车节水50 以上 8 采用旋转接头实现动静水管间的水流连续供应及有效的密封技术 9 接地系统可靠 安全 确保了冲洗设备和作业人员的安全 10 既可通过受电弓从接触网上取电 也可采用发电机组供电 11 冲洗装置可采用水鹤 客车注水阀和消防龙头三种上水方式 设置了多处放水螺堵 可较好地放出系统管路中的残留水 避免冬季冻裂管道 七 绝缘子带电水冲洗车的技术参数 1 使用范围适用于电气化铁道27 5kV接触网绝缘子 隔离开关 分段绝缘器等对象的带电水冲洗作业 2 使用环境条件1 作业环境温度 3 C 40 C 2 风力 4级 3 雨 雪 雾等恶劣天气 严禁作业 3 水柱长度水柱长度可在5 14m范围内进行调节 4 水炮基本技术参数1 数量2台 2 水平面内旋转角度360 3 炮嘴在纵平面内的仰角范围为10 90 5 冲洗用水电阻率冲洗用水电阻率 1500 cm 6 水泵电机基本技术参数1 轴功率为15kW 2 水泵扬程为130m 3 额定流量为32m3 h 4 额定转速为1500r min 7 柴油发电机组基本技术参数1 额定功率为45kW 备用功率为50kW 2 额定电压为400 230V 50Hz 3 额定电流为82A 8 射灯1 数量2台 2 功率100W 只 9 照明灯1 数量2台 2 功率75W 只 10 消防接头通径为DN50 八 调试 1 启动柴油发电机组 保证电气控制柜输入端有三相380V电源输入 合上电气控制柜里的空气开关 电气控制系统经过延时后得电 延时时间可调 操作面板上电源及停止指示灯亮 检查照明灯和射灯是否能正常工作 按下电机启动按钮 电机点动运转后 马上按下停止按钮 检查电机旋向是否与水泵旋向一致 声音是否正常 如方向不一致 交换三相交流电机任意两相 再开机确认水泵旋向是否与标志一致 查看附图 2 水泵正式运行前 松开放气螺钉 水泵启动后直到放气螺孔处有水溢出后方可拧紧放气螺钉 打开全部截止阀 保持水路畅通 检查有无漏水现象 如有漏水 采取相应措施 3 踩下水炮的脚踏开关 检查两水炮是否出水良好 查看附图 4 关闭系统卸水阀 调节电动调节阀开口 使单炮和双炮两种情况下的系统工作压力为1 0MPa 两炮和系统卸水阀均关闭时 调节系统压力为0 5MPa 压力调节通过水阀控制盒面板上的三个可调电位器00 01和11实现 分别对应于两个水炮的全关 单开和双开状态 查看附图 九 操作步骤 1 冲洗前的检查准备工作 检查发电机组的油箱确保已装满柴油 水箱中已装满冷却水 检查各电气连接线缆 确保没有松动 破损等现象 用水电导率仪检测冲洗用水的电阻率 确保符合规程要求后方可注入水罐 1500 cm 上水可采用水鹤 客车注水阀和消防龙头三种方式 水罐内的水量不能超过水罐的最高水位界限 下方 上水完毕后 打开水罐的出水截止阀 查看附图 2 合上发电机组的蓄电池开关和空气开关 按下控制面板上的发电机启动按钮 几秒钟后 电接触器开关自动合上 发电机供电准备就绪 总电源指示灯点亮 3 按下水泵启动按钮 控制面板上的水泵工作指示灯点亮 水泵电机启动工作 系统卸水电磁阀工作 大约一分钟后 水泵电机处于稳定转速状态 可以进行水冲洗作业 查看附图 4 松开水炮的两处锁紧装置 操纵手柄确保水炮在水平面内灵活转动 在纵向平面内可自由摆动 将炮嘴基本对准绝缘子方向 然后 踩下水炮上的脚踏开关 水流从炮嘴喷射而出 进行水冲洗作业 由于采用了调节阀进行水压控制 可以有效控制射程大小 在夜间和隧道冲洗时 可以打开控制面板上的射灯开关 辅助寻找冲洗目标 方便操作 查看附图 5 不需要冲洗 发生意外事件或水罐内水位超过最低界限 上方 时 应立即停止冲洗作业 此时 再次踩下脚踏开关 可切断水炮喷水 有一定时间的延时 水泵的出水经系统卸水阀回到吸水口 不仅节约了冲洗用水 而且使系统低压卸水 减少了功率损失 水冲洗作业结束后 先按下控制面板上的水泵停止按钮 再按下发电机的停止按钮 锁紧水炮并整理好冲洗装置 关闭发电机的蓄电池开关 断开空气开关 结束一次冲洗作业 查看附图 1 发电机组相关注意事项见发电机组使用说明书 确保发电机组的正常操作 2 水泵电机相关注意事项见水泵电机使用说明书 确保发水泵电机的正常操作 3 水罐的水位界限请注意参看水罐一端的刻度及警戒标识 4 冲洗结束后应锁紧水炮 防止旋转及摆动 十 注意事项 5 冲洗完毕后 应尽量清扫干净胶皮上的积水 锁好发电机柜和电气柜 6 在水冲洗过程中严防人员上下车 以防