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        軌道交通絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析研究

        2015-07-19 08:02:41周建源南車青島四方機(jī)車車輛股份公司山東青島266111
        關(guān)鍵詞:機(jī)車車輛耐壓絕緣

        岳 剛 周建源 汪 洋(南車青島四方機(jī)車車輛股份公司,山東 青島 266111)

        軌道交通絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析研究

        岳剛周建源汪洋
        (南車青島四方機(jī)車車輛股份公司,山東 青島 266111)

        本文主要對(duì)IEC、EN、GB、DL等絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析,分析各標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍,標(biāo)準(zhǔn)差異。

        絕緣耐壓;對(duì)比;分析;研究;建議

        1 概述

        耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備﹑電氣裝置﹑電氣線路和電工安全用具等承受過(guò)電壓的能力的主要方法之一,是對(duì)所用絕緣材料的絕緣強(qiáng)度的考驗(yàn)。鐵路車輛耐壓是對(duì)所用設(shè)備﹑線路施加較高的電壓進(jìn)行絕緣功能測(cè)試,以避免在車輛運(yùn)行過(guò)程中,設(shè)備﹑線路出現(xiàn)絕緣擊穿﹑短路問(wèn)題而影響車輛正常運(yùn)行。

        絕緣試驗(yàn)主要是在耐壓前對(duì)設(shè)備絕緣性能進(jìn)行初步測(cè)試,保障耐壓試驗(yàn)順利進(jìn)行。耐壓試驗(yàn)主要有交流耐壓方法和直流耐壓方法兩種。二者各有特點(diǎn),不能相互代替。

        2 耐壓方法的選擇

        基于以下原因,鐵路機(jī)車車輛耐壓試驗(yàn)均采用交流耐壓方法。

        交流耐壓對(duì)絕緣的考驗(yàn)非常嚴(yán)格,它是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法,對(duì)于判斷電氣設(shè)備能否投入運(yùn)行具有決定性的意義,也是避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。試驗(yàn)電壓高于被試設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中可能遇到的過(guò)電壓,考驗(yàn)嚴(yán)格,能發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷,特別是能夠發(fā)現(xiàn)那些危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷。

        直流耐壓方法與交流耐壓方法相比,直流耐壓方法的主要缺點(diǎn)是由于交﹑直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同,直流耐壓對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓更接近實(shí)際。不能可靠地判斷絕緣的耐壓水平,進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)之后,往往還需要進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

        3 絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)

        絕緣耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要分為兩類,一類是對(duì)電纜進(jìn)行敷設(shè)后的檢查,一類是對(duì)設(shè)備件及電纜進(jìn)行出廠介電性能測(cè)試。根據(jù)目前鐵路車輛耐壓實(shí)際情況及今后發(fā)展方向,本次主要對(duì)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)﹑歐洲標(biāo)準(zhǔn)﹑中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)﹑中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)﹑電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析與研究。

        4 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

        對(duì)上述選定的研究標(biāo)準(zhǔn),分析標(biāo)準(zhǔn)中絕緣耐壓部分,主要內(nèi)容包含:標(biāo)準(zhǔn)適用范圍,國(guó)內(nèi)應(yīng)用,測(cè)試環(huán)境,測(cè)試流程,絕緣判斷,耐壓值,耐壓方法,耐壓合格判斷,耐壓電源等。

        IEC60077-1999﹑GB/T21413-2008﹑TB/T1333-2002內(nèi)容完全一致,以下僅研究IEC60077-1999。

        GB/T14894-2004耐壓部分引用TB/ T1333規(guī)定,絕緣部分引用IEC60077規(guī)定,不對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)研究。

        GB/T7928-2003耐壓部分引用TB/ T1333與TB/T2227-1996規(guī)定,絕緣部分引用TB/T2249-1996規(guī)定,不對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)研究。

        TB/T1795-2003耐壓部分引用TB/ T1333與TB/T2227-1996規(guī)定,絕緣部分引用TB/T2249-1996規(guī)定,不對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)研究。

        EN50343-2003﹑EN50215-1999只是將絕緣與耐壓分開(kāi)研究,本次研究作為一個(gè)整體。

        TB/T2249-1996﹑TB/T2227-1996只是將絕緣與耐壓分開(kāi)研究,本次研究作為一個(gè)整體。

        表1根據(jù)額定絕緣電壓確定的耐壓值

        5 標(biāo)準(zhǔn)分析研究

        5.1適用范圍

        GB/T3048-2007﹑DL474.4-1992作為國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其絕緣耐壓值對(duì)鐵路車輛只有參考價(jià)值,不完全適用與鐵路行業(yè)耐壓標(biāo)準(zhǔn);IEC60077-1999是機(jī)車車輛設(shè)備件進(jìn)行耐壓的標(biāo)準(zhǔn),TB/ T1484.1-2001是電纜訂貨技術(shù)條件進(jìn)行耐壓的標(biāo)準(zhǔn);其它標(biāo)準(zhǔn)均可應(yīng)用于鐵路機(jī)車車輛及城軌車輛電纜敷設(shè)后耐壓。

        GB/T12817-2004﹑TB/T2249-1996﹑TB/T2227-1996只能應(yīng)用于200km以下速度等級(jí)的鐵路客車,不適用于高速列車絕緣耐壓試驗(yàn)。如以上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定交流回路耐壓值為1500V,直流回路耐壓值為1000V,但現(xiàn)在動(dòng)車組中,直流回路電壓已經(jīng)高達(dá)1500V,交流回路電壓有25000V,以此標(biāo)準(zhǔn)做耐壓試驗(yàn)已經(jīng)沒(méi)有意義。

        IEC60077-1999﹑IEC1133-1992﹑EN50343-2003﹑EN50215-1999作為國(guó)內(nèi)現(xiàn)有動(dòng)車組(CRH1﹑CRH3﹑CRH5)及地鐵車輛耐壓標(biāo)準(zhǔn)。適合多電壓等級(jí)及高速運(yùn)行條件。

        5.2應(yīng)用環(huán)境

        各標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用環(huán)境建議選擇IEC60077-1999,海拔:≤1400m,溫度:-25℃~40℃,濕度:≤95%,此工作環(huán)境可滿足絕大部分鐵路車輛運(yùn)行條件。

        5.3測(cè)試流程

        部分標(biāo)準(zhǔn)(如EN50343-2003)規(guī)定了測(cè)試流程為絕緣-耐壓-絕緣,部分標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T12817-2004)規(guī)定測(cè)試流程為絕緣-耐壓,部分標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定測(cè)試流程為絕緣-耐壓-絕緣,但實(shí)際應(yīng)用測(cè)試流程為絕緣-耐壓-絕緣。為發(fā)現(xiàn)耐壓試驗(yàn)過(guò)程中是否存在絕緣破壞,測(cè)試流程建議采用EN50343-2003標(biāo)準(zhǔn)(絕緣-耐壓-絕緣),前后兩次測(cè)試絕緣電阻偏差不超過(guò)10%。

        5.4絕緣電阻

        絕緣的目的是為耐壓前進(jìn)行絕緣性能的初步測(cè)試,在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)絕緣電阻測(cè)量值及所有儀表有不同規(guī)定。建議在適用車型的基礎(chǔ)上,采用最為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

        5.5耐壓值

        在試驗(yàn)中,根據(jù)不同電壓等級(jí)的線路或設(shè)備施加不同的電壓,各標(biāo)準(zhǔn)耐壓值見(jiàn)表1。

        通過(guò)表1數(shù)值,發(fā)現(xiàn)耐壓值有所差異,但各耐壓值經(jīng)驗(yàn)證均可有效發(fā)現(xiàn)電纜敷設(shè)過(guò)程中造成的絕緣損傷。

        5.6升壓方法

        總結(jié)以上標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合安全生產(chǎn)需要,建議綜合以上升壓方法,采用從0V開(kāi)始升壓,在電壓達(dá)到規(guī)定值的50%以前,盡快升壓,電壓在50%到75%之間采用以可以讀出電壓數(shù)值的速度升壓,當(dāng)達(dá)到75%電壓之后,以2%的速度上升到規(guī)定值,儀表顯示值偏差在規(guī)定值的3%以內(nèi)。升壓過(guò)程中,注意傾聽(tīng)﹑觀察是否出現(xiàn)電流突然增大﹑電壓閃絡(luò)等現(xiàn)象,如出現(xiàn)此問(wèn)題,立即切斷電源。耐壓時(shí)間建議采用1分鐘,觀察電流在1分鐘內(nèi)無(wú)明顯變化。

        5.7耐壓判斷

        各標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定耐壓合格的判斷為無(wú)閃爍或擊穿,建議根據(jù)各車型車輛實(shí)際特點(diǎn),增加泄漏電流數(shù)值,以防止部分線路泄漏電流過(guò)大。

        5.8耐壓電源

        耐壓電源建議根據(jù)GB/T3048-2007要求,電源頻率根據(jù)試驗(yàn)電纜應(yīng)用環(huán)境決定,試驗(yàn)電壓峰值與有效值之比為1.662~1.802,諧波含量不超過(guò)5%。

        6 結(jié)論及建議

        現(xiàn)絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)的引用,因車型不同,各不相同,并存在設(shè)備件耐壓引用線纜敷設(shè)耐壓標(biāo)準(zhǔn),建議國(guó)內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。為更好的滿足國(guó)際市場(chǎng)需求,建議國(guó)內(nèi)地鐵﹑動(dòng)車組﹑鐵路客車采用IEC60077-1999(鐵路應(yīng)用-機(jī)車車輛電氣設(shè)備)﹑EN50343-2003(鐵路設(shè)施.鐵路車輛.電纜敷設(shè)的安裝規(guī)則)﹑EN50215-1999(鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛制造落成后投入使用前的試驗(yàn))。

        [1]閆靜,馬志瀛.高電壓等級(jí)真空滅弧室絕緣結(jié)構(gòu)的研究[J].真空電器技術(shù),2005 (06):6-8.

        U260

        A

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