【摘要】：接觸網(wǎng)為高速鐵路傳輸電能,絕緣子是其重要組成部分。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,高速鐵路受到的來自運(yùn)行環(huán)境的影響更趨復(fù)雜,這對(duì)絕緣子的絕緣性能提出了更高的要求。研究表明,絕緣子表面積累的污染物在一定外界條件的作用下會(huì)引發(fā)污閃事故,影響鐵路系統(tǒng)的正常供電和運(yùn)行。因此,及時(shí)預(yù)知運(yùn)行絕緣子的污穢狀態(tài)、保證工作人員在安全時(shí)間內(nèi)采取應(yīng)對(duì)措施,對(duì)避免潛在閃絡(luò)事故的發(fā)生十分重要。本文在檢索大量國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)、總結(jié)前人結(jié)論和成果的基礎(chǔ)上,基于實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)絕緣子泄漏電流的變化規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)分析,提出利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)接觸網(wǎng)絕緣子進(jìn)行污穢狀態(tài)檢測(cè),擬提高絕緣子狀態(tài)檢測(cè)的預(yù)警能力。首先,為探索污穢絕緣子泄漏電流與其表面污穢度之間的聯(lián)系及具體的函數(shù)關(guān)系。本文以FQBSG-25/12-970P型腕臂用棒式復(fù)合絕緣子為研究對(duì)象,通過試驗(yàn)獲取不同污穢程度和濕度條件下的泄漏電流數(shù)據(jù);根據(jù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的變化趨勢(shì),提取表征泄漏電流的特征量,篩選出3個(gè)有效特征量:泄漏電流有效值Ie、泄漏電流最大值Im及泄漏電流標(biāo)準(zhǔn)差?,分別得到它們與絕緣子表面污穢量的關(guān)系。隨后,利用特征量及環(huán)境濕度作為輸入變量,搭建預(yù)測(cè)絕緣子污穢度的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠通過自學(xué)習(xí)確定權(quán)值和閾值,預(yù)測(cè)結(jié)果客觀準(zhǔn)確,將預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:三個(gè)特征量能為絕緣子污穢度的預(yù)測(cè)提供有效信息。最后,根據(jù)絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化的要求,提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的絕緣子污穢狀態(tài)預(yù)測(cè)方法。綜合考慮BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)出的絕緣子污穢度及各個(gè)運(yùn)行環(huán)境參量等多方面的影響因子,搭建評(píng)判絕緣子污穢狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)運(yùn)行絕緣子的污穢狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)定。結(jié)果表明:利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)判污穢狀態(tài)的方法是有效的,利用該方法可以得到絕緣子在不同運(yùn)行環(huán)境和地理環(huán)境下的污穢狀態(tài)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果向接觸網(wǎng)維護(hù)人員給以警示,使其能夠準(zhǔn)確掌握絕緣子的實(shí)時(shí)污穢狀態(tài),為工程人員清潔染污絕緣子工作提供參考。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM216;U226.8
【圖文】：

案包括三部分：①高速鐵路網(wǎng)。在原規(guī)劃“四縱四橫”主骨架基礎(chǔ)上，增加客流支撐標(biāo)準(zhǔn)適宜、發(fā)展需要的高速鐵路，同時(shí)充分利用既有鐵路，形成以“八縱八橫”主通為骨架、區(qū)域連接線銜接、城際鐵路補(bǔ)充的高速鐵路網(wǎng)。②普速鐵路網(wǎng)。重點(diǎn)圍繞擴(kuò)中西部路網(wǎng)覆蓋，完善東部網(wǎng)絡(luò)布局，提升既有路網(wǎng)質(zhì)量，推進(jìn)周邊互聯(lián)互通。③綜交通樞紐。樞紐是鐵路網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，為更好發(fā)揮鐵路網(wǎng)整體效能，配套點(diǎn)、線能力本次規(guī)劃修編按照“客內(nèi)貨外”的原則，進(jìn)一步優(yōu)化鐵路客、貨運(yùn)樞紐布局，形成系配套、一體便捷、城站融合的現(xiàn)代化綜合交通樞紐，實(shí)現(xiàn)客運(yùn)換乘“零距離”、物流接“無縫化”、運(yùn)輸服務(wù)“一體化”[2,3]。接觸網(wǎng)作為牽引網(wǎng)的供電裝置，為鐵路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能傳輸，其可靠、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)車的安全運(yùn)輸影響重大。絕緣子是接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中必不可少的組成成分，除了承受正常運(yùn)行電壓外，絕緣子還應(yīng)承受暫態(tài)的操作過電壓、雷電過電壓等的電力沖擊；此外，長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，絕緣子因暴露在空氣中，極易受到來自環(huán)境、工業(yè)污穢（如鳥糞、塵、酸雨、鹽堿等，如圖 1.1、圖 1.2 所示）污染以及自然災(zāi)害（如大雪、大風(fēng)、雷擊霧霾等）影響，使其電氣性能、機(jī)械性能均有所下降，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成絕緣子破損、絡(luò)、擊穿等事故發(fā)生，直接影響鐵路系統(tǒng)的可靠供電及列車的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

案包括三部分：①高速鐵路網(wǎng)。在原規(guī)劃“四縱四橫”主骨架基礎(chǔ)上，增加客流支撐標(biāo)準(zhǔn)適宜、發(fā)展需要的高速鐵路，同時(shí)充分利用既有鐵路，形成以“八縱八橫”主通為骨架、區(qū)域連接線銜接、城際鐵路補(bǔ)充的高速鐵路網(wǎng)。②普速鐵路網(wǎng)。重點(diǎn)圍繞擴(kuò)中西部路網(wǎng)覆蓋，完善東部網(wǎng)絡(luò)布局，提升既有路網(wǎng)質(zhì)量，推進(jìn)周邊互聯(lián)互通。③綜交通樞紐。樞紐是鐵路網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，為更好發(fā)揮鐵路網(wǎng)整體效能，配套點(diǎn)、線能力本次規(guī)劃修編按照“客內(nèi)貨外”的原則，進(jìn)一步優(yōu)化鐵路客、貨運(yùn)樞紐布局，形成系配套、一體便捷、城站融合的現(xiàn)代化綜合交通樞紐，實(shí)現(xiàn)客運(yùn)換乘“零距離”、物流接“無縫化”、運(yùn)輸服務(wù)“一體化”[2,3]。接觸網(wǎng)作為牽引網(wǎng)的供電裝置，為鐵路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能傳輸，其可靠、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)車的安全運(yùn)輸影響重大。絕緣子是接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中必不可少的組成成分，除了承受正常運(yùn)行電壓外，絕緣子還應(yīng)承受暫態(tài)的操作過電壓、雷電過電壓等的電力沖擊；此外，長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，絕緣子因暴露在空氣中，極易受到來自環(huán)境、工業(yè)污穢（如鳥糞、塵、酸雨、鹽堿等，如圖 1.1、圖 1.2 所示）污染以及自然災(zāi)害（如大雪、大風(fēng)、雷擊霧霾等）影響，使其電氣性能、機(jī)械性能均有所下降，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成絕緣子破損、絡(luò)、擊穿等事故發(fā)生，直接影響鐵路系統(tǒng)的可靠供電及列車的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

尤其是污閃事故和雷擊事故。雖然污閃事故的發(fā)生次數(shù)比于雷擊事故相對(duì)較少，但污閃事故造成的損失卻是雷擊事故的 10 倍[5]。2017 年 11 月 26 日 8 時(shí)，張掖西站-臨澤南站區(qū)間上行線由于污穢物短接正饋線，引起丹霞牽引變電所 213#、214#斷路器跳閘2015 年 4 月 1 日，鹽湖站牽引所 211#、212#饋線因接觸網(wǎng)絕緣子污閃發(fā)生故障跳閘，影響停車 2 個(gè)小時(shí)，經(jīng)絕緣子擦拭后恢復(fù)供電；2015 年 3 月 27 日 5 時(shí)，鹽烏區(qū)間 F 線瓷絕緣子污閃放電，燒損金屬底座形成電弧燒斑，F(xiàn) 線產(chǎn)生過電壓；2015 年 1 月 16 日烏魯木齊供電段動(dòng)車所開閉所的臟污絕緣子上有雪附著，化雪時(shí)造成 211#供電線 T06支柱上絕緣子閃絡(luò)，導(dǎo)致 211#饋線速斷跳閘；2014 年 3 月 2~5 日，鹽湖站-柴窩堡站區(qū)間上、下行兩個(gè)供電臂的絕緣子嚴(yán)重污染，絕緣子閃絡(luò)放電致使正饋線退出運(yùn)行，腕臂絕緣子和保護(hù)線多處燒損，故障發(fā)生時(shí)該地區(qū)天氣均為小風(fēng)伴有霧、雪，空氣濕度較高接觸網(wǎng)絕緣部件上附著大量塵土及雪霜，因此造成了絕緣污閃跳閘；2008 年 3 月 5 日金昌車站地處重污染區(qū)域，冶金、化工企業(yè)長(zhǎng)期排出大量粉塵使得絕緣子染污程度嚴(yán)重污穢層受潮后發(fā)生大面積閃絡(luò)，造成金昌變電所 211#、212#饋線（金昌至青山堡上、下行供電臂）相繼跳閘，接觸網(wǎng)中斷供電 103 分鐘，影響客車 5 列，貨車 18 列正常運(yùn)行接觸網(wǎng)絕緣子污閃與點(diǎn)擊痕跡如圖 1.3、圖 1.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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3 徐建源;滕云;林莘;齊偉夫;;基于雙重人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的XP-70絕緣子串污閃概率模型的建立[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2008年12期

4 舒服華;張望祥;;最小二乘支持向量機(jī)預(yù)測(cè)絕緣子等值附鹽密度[J];高壓電器;2008年05期

5 李t熝

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