六號(hào)線潯峰崗車廠供電區(qū)整體絕緣低不良狀態(tài)分析

谷劍利

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

廣州地鐵6號(hào)線潯峰崗車廠投入使用已達(dá)6年，在潯峰崗車廠D1區(qū)隔離開(kāi)關(guān)年檢中發(fā)現(xiàn)D1區(qū)整體絕緣阻值較低的情況。同行業(yè)中此前未有相關(guān)案例及經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)多方面測(cè)試來(lái)分析造成阻值較低的原因，為日后生產(chǎn)維護(hù)提供參考。

1 故障背景

從2018年至今，潯峰崗車廠月檢庫(kù)內(nèi)發(fā)現(xiàn)3起鋼軌與結(jié)構(gòu)鋼筋、消防水管以及墻體扣件之間輕微打火現(xiàn)象。經(jīng)測(cè)試3處鋼軌與結(jié)構(gòu)鋼筋存在10～15 V的電壓差。打火現(xiàn)象微弱，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單對(duì)扣件與結(jié)構(gòu)鋼筋絕緣處理后，打火現(xiàn)象消除。根據(jù)潯峰崗接觸網(wǎng)均流與回流設(shè)置，潯峰崗月檢庫(kù)接地網(wǎng)與鋼軌相連，且?guī)焱庠O(shè)置有D1供電區(qū)的單向?qū)ㄑb置及回流箱，庫(kù)外回流應(yīng)通過(guò)庫(kù)外回流箱回到變電所負(fù)極，因此鋼軌與結(jié)構(gòu)鋼筋、消防水管以及墻體扣件應(yīng)該不存在電壓差。后續(xù)在隔離開(kāi)關(guān)年檢中發(fā)現(xiàn)潯峰崗車廠D1區(qū)整體絕緣值較低，僅為106 kΩ，如圖1所示。與D1區(qū)設(shè)備類型和外環(huán)境均相同的潯峰崗D2與D3區(qū)的整體絕緣值分別為36 MΩ和28.7 MΩ。此外，D1區(qū)整體絕緣與廣州地鐵柔性接觸網(wǎng)上網(wǎng)電纜檢修工藝中上網(wǎng)電纜不得低于10 MΩ的要求相差較大，存在絕緣失效故障風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此問(wèn)題，開(kāi)展D1區(qū)絕緣薄弱點(diǎn)排查工作[1-7]。

圖1 潯峰崗車廠D1區(qū)整體絕緣值較低

2 潯峰崗車廠D1供電區(qū)情況分析

2.1 總體情況

潯峰崗車廠D1供電區(qū)由2111上網(wǎng)開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)供電，設(shè)置2112的越區(qū)開(kāi)關(guān)。其中庫(kù)外股道不涉及出入段線，與D2區(qū)及庫(kù)內(nèi)股道已設(shè)置了分段絕緣器，與接觸網(wǎng)立柱、龍門架以及下錨均已安裝絕緣子做電氣絕緣。庫(kù)內(nèi)股道為L(zhǎng)16～19道，均為月檢庫(kù)股道。對(duì)月檢庫(kù)墻體和金屬頂棚也設(shè)置絕緣子。此外為方便車輛檢修，設(shè)計(jì)安裝了8組車間工作電源（stinger柜），每條股道A、B段各1臺(tái)。

2.2 相鄰供電區(qū)設(shè)備設(shè)置與外部環(huán)境情況

潯峰崗車廠D1供電區(qū)與潯峰崗D2、D3區(qū)在電氣絕緣設(shè)置方面完全一致，設(shè)備供應(yīng)廠家和制造批次均為同期產(chǎn)品，均設(shè)置有庫(kù)內(nèi)和庫(kù)外接觸網(wǎng)設(shè)備，且天氣條件均一致。

2.3 D1供電區(qū)設(shè)備工作情況

潯峰崗D1區(qū)接觸網(wǎng)整體屬于一次無(wú)備用設(shè)備，長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)。其中，L16-19道根據(jù)車輛月檢計(jì)劃的安排，庫(kù)內(nèi)分股道停電，不存在長(zhǎng)期不在使用的狀態(tài)，同時(shí)自2012年設(shè)備接管至今，設(shè)備按檢修周期檢修，總體狀況良好，未見(jiàn)異常。

3 潯峰崗車廠D1供電區(qū)排查過(guò)程分析

3.1 縮小故障區(qū)域分析

潯峰崗D1區(qū)庫(kù)外設(shè)置有D1供電區(qū)的單向?qū)ㄑb置及回流箱，股道鋼軌之間設(shè)置了絕緣結(jié)。利用萬(wàn)用表對(duì)鋼軌的單向?qū)щ娦赃M(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)庫(kù)外回流無(wú)法進(jìn)入庫(kù)內(nèi)。此外，對(duì)L16-19道分段絕緣器主絕緣進(jìn)行抽樣測(cè)試，分段絕緣器主絕緣均大于500 MΩ，符合絕緣要求，未見(jiàn)異常。結(jié)合年檢對(duì)分段絕緣器兩側(cè)上網(wǎng)電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，均未發(fā)現(xiàn)絕緣薄弱情況。由此判斷造成潯峰崗車廠D1供電區(qū)絕緣低的區(qū)域?yàn)閹?kù)內(nèi)區(qū)域。

3.2 庫(kù)內(nèi)接觸網(wǎng)設(shè)備排查分析

潯峰崗D1區(qū)庫(kù)內(nèi)主要設(shè)置了跨股道的柔性接觸網(wǎng)，主要電氣絕緣為股道間與墻體間的絕緣子。其中對(duì)L16～19道與墻體相阻隔的絕緣子進(jìn)行抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)抽樣的8組絕緣子阻值均大于500 MΩ，符合使用要求，可基本排除由于絕緣子絕緣失效導(dǎo)致D1區(qū)整體絕緣低的情況，如表1所示。

表1 潯峰崗?fù)＼噺SD1區(qū)庫(kù)內(nèi)絕緣子絕緣電阻值測(cè)量更換情況

更換潯峰崗D1區(qū)庫(kù)內(nèi)的部分絕緣子和L16～19道分段絕緣器主絕緣，目的是改變庫(kù)內(nèi)及D1區(qū)整體絕緣電阻的分布情況。經(jīng)對(duì)D1區(qū)再次整體絕緣測(cè)試，絕緣值為136 kΩ，并無(wú)較大改變。可以基本排除接觸網(wǎng)絕緣阻值分壓現(xiàn)象導(dǎo)致分股道停電產(chǎn)生高感應(yīng)電壓，繼而造成絕緣薄弱處絕緣削弱。潯峰崗車廠stinger柜及電纜連接圖如圖2所示。

圖2 潯峰崗?fù)＼噺Sstinger柜及電纜連接圖

結(jié)合變電專業(yè)設(shè)備對(duì)stinger柜與開(kāi)關(guān)母排相連的直流1 500 V電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，發(fā)現(xiàn)stinger柜正極電纜絕緣值在10～300 MΩ之間。根據(jù)以往運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，單根電纜的絕緣值不低于100 MΩ。后續(xù)開(kāi)關(guān)母排16組stinger柜正極電纜進(jìn)行甩離，進(jìn)行D1區(qū)整體絕緣測(cè)試，數(shù)值為25.6 MΩ，與其余大區(qū)基本一致，如圖3所示。根據(jù)以上分析，可以基本判斷D1區(qū)整體絕緣低是由與stinger柜與開(kāi)關(guān)母排相連的正極電纜造成的。

圖3 D1區(qū)整體絕緣值（電纜甩離后）

4 潯峰崗車廠D1供電區(qū)絕緣低原因分析及解決措施

4.1 原因分析

造成潯峰崗車廠D1供電區(qū)絕緣低的原因主要包括5個(gè)方面。一是stinger柜正極電纜在施工安裝期間可能存在拉抬磨損，電纜表皮有輕微刮傷導(dǎo)致電纜絕緣性能下降，在表面形成超出標(biāo)準(zhǔn)的泄漏電流，影響大區(qū)絕緣。二是stinger柜正極電纜有電纜卡箍貼墻安裝，可能存在相應(yīng)部分卡箍螺栓通過(guò)結(jié)構(gòu)鋼筋與消防水管、墻體扣件或接地網(wǎng)等設(shè)備直接聯(lián)通，在泄漏電流較大的情況下會(huì)形成有效通路，導(dǎo)致整體絕緣下降。三是stinger柜正極電纜長(zhǎng)期與墻體密貼，且卡箍無(wú)抬升電纜的設(shè)計(jì)。當(dāng)潮濕多雨或頂棚漏水的情況下，水汽通過(guò)墻體滲入電纜表層，從而降低了電纜的外部絕緣。四是stinger柜正極電纜設(shè)計(jì)期間選型未作優(yōu)化，未使用帶屏蔽層的直流1 500 V電纜降低電纜表層的電流泄漏。五是根據(jù)對(duì)庫(kù)內(nèi)弱電的排查，發(fā)現(xiàn)部分低壓電纜與結(jié)構(gòu)鋼筋、鋼頂棚以及消防水管較為密貼，可能存在從弱電側(cè)泄漏電流經(jīng)過(guò)stinger柜正極電纜表層回到接觸網(wǎng)，導(dǎo)致D1區(qū)接觸網(wǎng)整體絕緣性能下降[8-10]。

4.2 解決方法

更換部分絕緣值低的stinger柜正極電纜。對(duì)金屬電纜卡箍進(jìn)行絕緣加強(qiáng)，包括涂絕緣漆、加強(qiáng)包扎卡箍處電纜以及更換非金屬卡箍等。同時(shí)增大墻體與電纜的間隙，使其基本不密貼，可采用有適當(dāng)抬高的卡箍。此外，還可聯(lián)合弱電專業(yè)設(shè)施對(duì)弱電電纜與結(jié)構(gòu)鋼筋、鋼頂棚以及消防水管密貼進(jìn)行絕緣包扎，阻斷潛在的弱電通路。

5 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)潯峰崗車廠供電區(qū)的深度分析，在前期設(shè)計(jì)施工階段stinger柜需添加帶屏蔽層直流1 500 V電纜，對(duì)電纜進(jìn)行定期維護(hù)與檢測(cè)，做好阻值記錄，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)更換。此外，多角度分析后續(xù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)中出現(xiàn)的共性問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并整理相關(guān)措施，以促進(jìn)車廠供電區(qū)的良好發(fā)展。