六號線潯峰崗車廠供電區整體絕緣低不良狀態分析

谷劍利

（廣州地鐵集團有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

廣州地鐵6號線潯峰崗車廠投入使用已達6年，在潯峰崗車廠D1區隔離開關年檢中發現D1區整體絕緣阻值較低的情況。同行業中此前未有相關案例及經驗，通過多方面測試來分析造成阻值較低的原因，為日后生產維護提供參考。

1 故障背景

從2018年至今，潯峰崗車廠月檢庫內發現3起鋼軌與結構鋼筋、消防水管以及墻體扣件之間輕微打火現象。經測試3處鋼軌與結構鋼筋存在10～15 V的電壓差。打火現象微弱，經過簡單對扣件與結構鋼筋絕緣處理后，打火現象消除。根據潯峰崗接觸網均流與回流設置，潯峰崗月檢庫接地網與鋼軌相連，且庫外設置有D1供電區的單向導通裝置及回流箱，庫外回流應通過庫外回流箱回到變電所負極，因此鋼軌與結構鋼筋、消防水管以及墻體扣件應該不存在電壓差。后續在隔離開關年檢中發現潯峰崗車廠D1區整體絕緣值較低，僅為106 kΩ，如圖1所示。與D1區設備類型和外環境均相同的潯峰崗D2與D3區的整體絕緣值分別為36 MΩ和28.7 MΩ。此外，D1區整體絕緣與廣州地鐵柔性接觸網上網電纜檢修工藝中上網電纜不得低于10 MΩ的要求相差較大，存在絕緣失效故障風險。針對此問題，開展D1區絕緣薄弱點排查工作[1-7]。

圖1 潯峰崗車廠D1區整體絕緣值較低

2 潯峰崗車廠D1供電區情況分析

2.1 總體情況

潯峰崗車廠D1供電區由2111上網開關負責供電，設置2112的越區開關。其中庫外股道不涉及出入段線，與D2區及庫內股道已設置了分段絕緣器，與接觸網立柱、龍門架以及下錨均已安裝絕緣子做電氣絕緣。庫內股道為L16～19道，均為月檢庫股道。對月檢庫墻體和金屬頂棚也設置絕緣子。此外為方便車輛檢修，設計安裝了8組車間工作電源（stinger柜），每條股道A、B段各1臺。

2.2 相鄰供電區設備設置與外部環境情況

潯峰崗車廠D1供電區與潯峰崗D2、D3區在電氣絕緣設置方面完全一致，設備供應廠家和制造批次均為同期產品，均設置有庫內和庫外接觸網設備，且天氣條件均一致。

2.3 D1供電區設備工作情況

潯峰崗D1區接觸網整體屬于一次無備用設備，長期處于運行狀態。其中，L16-19道根據車輛月檢計劃的安排，庫內分股道停電，不存在長期不在使用的狀態，同時自2012年設備接管至今，設備按檢修周期檢修，總體狀況良好，未見異常。

3 潯峰崗車廠D1供電區排查過程分析

3.1 縮小故障區域分析

潯峰崗D1區庫外設置有D1供電區的單向導通裝置及回流箱，股道鋼軌之間設置了絕緣結。利用萬用表對鋼軌的單向導電性進行測試，發現庫外回流無法進入庫內。此外，對L16-19道分段絕緣器主絕緣進行抽樣測試，分段絕緣器主絕緣均大于500 MΩ，符合絕緣要求，未見異常。結合年檢對分段絕緣器兩側上網電纜進行絕緣測試，均未發現絕緣薄弱情況。由此判斷造成潯峰崗車廠D1供電區絕緣低的區域為庫內區域。

3.2 庫內接觸網設備排查分析

潯峰崗D1區庫內主要設置了跨股道的柔性接觸網，主要電氣絕緣為股道間與墻體間的絕緣子。其中對L16～19道與墻體相阻隔的絕緣子進行抽樣檢查，發現抽樣的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致D1區整體絕緣低的情況，如表1所示。

表1 潯峰崗停車廠D1區庫內絕緣子絕緣電阻值測量更換情況

更換潯峰崗D1區庫內的部分絕緣子和L16～19道分段絕緣器主絕緣，目的是改變庫內及D1區整體絕緣電阻的分布情況。經對D1區再次整體絕緣測試，絕緣值為136 kΩ，并無較大改變。可以基本排除接觸網絕緣阻值分壓現象導致分股道停電產生高感應電壓，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 潯峰崗停車廠stinger柜及電纜連接圖

結合變電專業設備對stinger柜與開關母排相連的直流1 500 V電纜進行絕緣測試，發現stinger柜正極電纜絕緣值在10～300 MΩ之間。根據以往運維經驗，單根電纜的絕緣值不低于100 MΩ。后續開關母排16組stinger柜正極電纜進行甩離，進行D1區整體絕緣測試，數值為25.6 MΩ，與其余大區基本一致，如圖3所示。根據以上分析，可以基本判斷D1區整體絕緣低是由與stinger柜與開關母排相連的正極電纜造成的。

圖3 D1區整體絕緣值（電纜甩離后）

4 潯峰崗車廠D1供電區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供電區絕緣低的原因主要包括5個方面。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致電纜絕緣性能下降，在表面形成超出標準的泄漏電流，影響大區絕緣。二是stinger柜正極電纜有電纜卡箍貼墻安裝，可能存在相應部分卡箍螺栓通過結構鋼筋與消防水管、墻體扣件或接地網等設備直接聯通，在泄漏電流較大的情況下會形成有效通路，導致整體絕緣下降。三是stinger柜正極電纜長期與墻體密貼，且卡箍無抬升電纜的設計。當潮濕多雨或頂棚漏水的情況下，水汽通過墻體滲入電纜表層，從而降低了電纜的外部絕緣。四是stinger柜正極電纜設計期間選型未作優化，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。五是根據對庫內弱電的排查，發現部分低壓電纜與結構鋼筋、鋼頂棚以及消防水管較為密貼，可能存在從弱電側泄漏電流經過stinger柜正極電纜表層回到接觸網，導致D1區接觸網整體絕緣性能下降[8-10]。

4.2 解決方法

更換部分絕緣值低的stinger柜正極電纜。對金屬電纜卡箍進行絕緣加強，包括涂絕緣漆、加強包扎卡箍處電纜以及更換非金屬卡箍等。同時增大墻體與電纜的間隙，使其基本不密貼，可采用有適當抬高的卡箍。此外，還可聯合弱電專業設施對弱電電纜與結構鋼筋、鋼頂棚以及消防水管密貼進行絕緣包扎，阻斷潛在的弱電通路。

5 結 論

通過對潯峰崗車廠供電區的深度分析，在前期設計施工階段stinger柜需添加帶屏蔽層直流1 500 V電纜，對電纜進行定期維護與檢測，做好阻值記錄，發現故障及時更換。此外，多角度分析后續運營維護中出現的共性問題，總結經驗并整理相關措施，以促進車廠供電區的良好發展。