接触网课程设计--电气化铁路接触网的绝缘配合的研究.doc

接触网工程课程设计报告 评语： 考 勤 （10） 守 纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气 1001 姓 名： 周 兴 学 号： 201009018 指导教师： 张红生 兰州交通大学自动化与电气工程学院 201 基本题目 1.1 具体题目 电气化铁路接触网的绝缘配合的研究。 设计内容：根据所在区域环境条件选择绝缘设备型号，设计避雷设备的安装，确定绝缘配合方案及配合中的参数设计。 1.2 题目分析 绝缘配合，指根据接触网所在的电气化铁路供电系统中所可能施加于接触网的各种电压，包括正常工作电压、操作过电压和大气过电压，并考虑保护装置的特性和接触网的绝缘特性，来确定接触网对所加电压的必要的耐受强度，以便把作用于接触网上的各种电压所引致的接触网绝缘损坏和影响接触网不间断正常供电的概率，降低到在经济上和铁路运营上所能接受的水平。良好的绝缘配合，就是要在技术上正确处理各种电压、各种限压措施和接触网绝缘耐受能力三者之间的配合关系，并在经济上协调接触网建设投资费、运营维护费和事故损失费三者之间的关系。本设计所要完成的任务包括三个方面： 绝缘设备的选择； 设计避雷设备的安装； 确定绝缘配合方案及配合中的参数。 2 设计的课程内容 2.1 绝缘设备的选择 绝缘子是接触网带电体与支柱设备或其他接地体保持电气绝缘的重要部件。接触网使用的大多数为瓷质悬式绝缘子和棒式绝缘子。绝缘子经过长期的使用，会在表面产生瞬时放电的现象，即闪络。泄漏距离也称爬距，是指沿绝缘子表面的曲线展开长度。 绝缘子在接触网不仅起绝缘作用，而且还承受着机械负荷，特别是软横跨的承力索及下锚用的绝缘子承受着线索的全部张力，所以对绝缘子的电气及机械性能的要求都是极为严格的。绝缘子在机械方面需保证应有的抗拉及抗弯的破坏负载强度并留有2.5~3.0的安全系数；在电气方面，干闪络电压、湿闪络电压和击穿电压也要满足一定的要求。 (1) 干闪络电压 绝缘子在干燥﹑清洁的环境时，施加电压使其表面达到闪络时的最低电压，称为干闪络电压。干闪络电压主要对于室内绝缘子有意义 (2) 绝缘子湿闪络电压 在雨水降落的方向与绝缘子表面呈淋在绝缘子表面时，使其闪络的最低电压，就称为绝缘子湿闪络电压。绝缘子发生闪络后，虽然瓷体本身没有受到损害，但其绝缘性能会下降，容易再次发生闪络。 (3) 击穿电压 击穿电压是指绝缘子瓷体被击穿损害而失去绝缘作用的最低电压。绝缘子击穿后不能继续使用，必须更换。 悬式绝缘子主要用来悬吊或支撑接触悬挂25kV，选用的悬式绝缘子形式一般是由3片组成的绝缘子串。结合兰州的环境条件，可采用4片型号为XWP2-70均为防污型悬式绝缘子组成的绝缘子串 产品型号 主要尺寸(mm) 泄漏距离(mm) 工频试验电压(kV） 50%全波冲击闪络电压幅值(kV) 机械负荷(kN) 重量(kg) H D 干 湿 击穿 1小时 破坏 XWP2-70 146 254 400 90 45 110 130 50 70 5.5 产品型号 主要尺寸(mm) 爬距(mm) 耐污特性 全波冲击耐受电压(kV) 工频湿闪耐受电压(kV) 抗弯破坏负荷(kN) 重量(kg) H D d 盐密(mg/ ) 耐受电压(kV) QXN2-25 690 145 —1200 0.3 32 270 130 拉伸40 14 避雷设备的概述 接触网所在的电气化铁路供电系统中可能施加在接触网上的电压包括三种：正常工作电压，操作过电压和大气过电压。接触网是露天供电装置，为了安全运行，应采取必要的大气过电压防护措施。要使接触网绝缘能受住大气过电压，不仅技术上做不到，经济上也不合理，避雷设备 (2) 避雷设备的选择 实际设计中，兰州地区属于轻雷区，可以采用型号为Y5WT-42的氧化锌避雷器，主要电气特性如表3所示。氧化锌避雷器是一个新型过电压抑制电器，主要由氧化锌非线性电阻片组装而成，是一种空气间隙金属氧化物避雷器。氧化锌电阻片具有理想的伏安特性，在正常工作条件下，具有极高的电阻而呈绝缘状态，当电压超过一定的范围的时，则呈现低阻状态，泄放雷电流，使与避雷器并联的电气设备的残压被抑制在设备绝缘安全值以下，等到有害的过电压消除后迅速恢复到高阻绝缘状态，从而保证了电气设备的正常运行。与传统的的避雷器相比，响应迅速、残压低、通流量大、结构简单等优点。 表3 Y5WT-42的主要电气特性 产品型号 避雷器额定电压有效值(kV) 系统额定电压有效值(kV) 持续运行电压有效值(kV) 参考电压不小于直流/