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探讨CRH5动车组高压设备的绝缘性能

近年来我国各大城市空气污染严重，天气雾霾程度加剧，动车组受运行环境的

影响，附着在车顶高压设备绝缘子表面的尘埃及污秽会逐渐加重，致使绝缘子的绝

缘性能下降。针对前期发生的动车组车顶高压绝缘问题，本文对CRH5型动车组车

顶高压设备结构及相关绝缘参数进行了分析研究，并对绝缘性能改进进行了介绍。

1CRH5型动车组高压设备总体介绍

1.1高压设备布置

CRH5型动车组车顶高压设备由受电弓、集成仪表箱、主断路器、避雷器、高

压母线及相关绝缘子组成。

1.2高压设备介绍

1.2.1受电弓。CRH5型动车组使用的受电弓为单臂受电弓，该设备可从25kV、

50Hz接触网处集电，轨道上的钢轨可用作回流导体。

1.2.2集成仪表箱。集成仪表箱安装在TP和TPB车的车顶上。所有高压组件均

位于箱体上方，带有电子设备的低压组件则安置在箱内。

1.2.3主断路器。主断路器在异常情况下会将牵引单元高压电路与接触网线电

压隔离，每个主断路器负责一个牵引单元，主断路器用于安全地闭合和断开高压电

路。

1.2.4避雷器。动车组安装有浪涌避雷器，全列共计4个。浪涌避雷器上出现的

故障，在相关断路器打开的情况下，由车载诊断系统通过电流互感器读取出现的故

障。

2高压设备绝缘子绝缘性能分析

2.1额定冲击电压

国外国内标准对过电压的定义：

2.1.1国外标准。在《铁路应用-铁路车辆上的电气设备第1部分：基本工作条

件和基本规则（IEC60077-1-1999）》和《铁路应用绝缘配合第1部分：基本要求

电工电子设备的电气间隙和爬电距离（EN50124-1-2001）》标准中将过电压分为以

下四种类别：

1类过电压（OV1）：电路中具有内部和外部过电压保护且只能出现有限的过

电压，因为：不直接与接触网相连；内部操作；处于一个设备或装置内。

2类过电压（OV2）：电路不直接与接触网相连且有过电压保护。

3类过电压（OV3）：电路直接与接触网相连、有过电压保护且不承受大气过

电压。

4类过电压（OV4）：电路直接与接触网连接、连接点附近无过电压保护装置

且可能承受雷电或开关过

电压。

过电压分类解释如下：

机车车辆一般都有过电压保护，其保护等级与特性有关。因此，只有从保护位

置往上至受电器，且可由开关设备或断路器断开的电路才属于OV4。除过电压保

护装置外无任何其他保护元件的主电路，属于OV3。

另有滤波器或内在元器件（如半导体元件）保护的主电路，都属于OV2，但

已知浪涌等级的除外。如果电路具有电隔离、或有几个连续的滤波器、或元器件工

作时将电路與高压电路隔离，则属于OV1。

2.1.2国内标准。国内标准TB/T1333.1-2002等同于IEC60077-1：1999，其中

对过电压的规定完全

一致。

2.2结构高度

在《电力机车车顶绝缘子第1部分：瓷绝缘子（TB/T3077.1-2006）》和《电力

机车车顶绝缘子第2部分：复合绝缘子（TB/T3077.2-2006）》中对结构高度的有两

种规格。

CRH5型动车组绝缘子结构高度。按照目前标准TB/T3077.1-2006和

TB/T3077.2-2006要求，绝缘子的高度定义为315mm和400mm两种，未强制要求

高度必须是400mm。但在已被替代的老标准TB/T3077-2003中强制要求绝缘子高

度必须是400mm。

2.3电气间隙

国外国内标准对电气间隙的规定：

2.3.1国外标准。在《铁路应用-铁路车辆上的电气设备第1部分：基本工作条

件和基本规则（IEC60077-1-1999）》和《铁路应用绝缘配合第1部分：基本要求

电工电子设备的电气间隙和爬电距离（EN50124-1-2001）》标准中对电气间隙规定

OV3类设备的额定冲击电压值应为125kV，对应的最小电气间隙是230mm。

2.3.2国内标准。国内标准TB/T1333.1-2002等同于IEC60077-1：1999标准要

求。

另外，在《铁路技术管理规程》第