武漢地鐵2號(hào)線列車頻繁打火故障分析

任峰

（武漢地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司）

武漢地鐵2號(hào)線列車頻繁打火故障分析

任峰

（武漢地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司）

本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的檢查及分析，找到了列車頻繁打火的原因。經(jīng)過(guò)對(duì)絕緣節(jié)的改造后消除了故障。

絕緣節(jié)；電分段；回流

0 引言

2012年12月28日，武漢地鐵2號(hào)線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。然而，自開(kāi)通以后，武漢地鐵2號(hào)線頻繁發(fā)生列車在運(yùn)行中鋼軌打火故障，平均每周都會(huì)發(fā)生2～3起。這給運(yùn)行安全帶來(lái)了巨大隱患。

1 故障原因分析

為了找到故障原因，運(yùn)營(yíng)公司組織機(jī)電、供電、線路、車輛等專業(yè)對(duì)線路進(jìn)行多次拉網(wǎng)式檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，部分鋼軌扣件及螺栓打火燒蝕嚴(yán)重（見(jiàn)圖1和圖2），但并未能找到具體原因。時(shí)發(fā)現(xiàn)，列車正線打火故障主要出現(xiàn)在螃蟹岬站和小龜山站之間，而中北車場(chǎng)正好位于以上兩站之間。

圖1 扣件燒蝕情況

圖2 螺栓燒蝕情況

綜合以上情況分析，推測(cè)故障原因可能在于中北車場(chǎng)回流軌。

通過(guò)對(duì)中北車場(chǎng)回流軌進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)中北車場(chǎng)出入場(chǎng)線鋼軌絕緣節(jié)安裝位置錯(cuò)誤。通過(guò)分析，認(rèn)為這就是列車運(yùn)行時(shí)頻繁打火的原因。

2 武漢地鐵2號(hào)線供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

武漢地鐵2號(hào)線采用直流750V接觸軌供電（見(jiàn)圖3）。系統(tǒng)從電網(wǎng)引入110kV交流高壓，經(jīng)過(guò)降壓后整流為750V直流電。列車通過(guò)受電靴從接觸軌受電，通過(guò)負(fù)極走行軌（鋼軌）回流至變電所。流入大地的雜散電流經(jīng)排流網(wǎng)收集后通過(guò)排流柜回流至變電所負(fù)極。

圖3 地鐵直流供電原理示意圖

武漢地鐵2號(hào)線一期工程線路起自金銀潭站，魯巷光谷廣場(chǎng)站，線路全長(zhǎng)27.73km，最大站間距（越江區(qū)間）3322m，最小站間距（循江區(qū)間）918m，平均站間距1363m，全線均采用地下線路敷設(shè)方式。一期工程在常青花園地區(qū)修建車輛段及綜合基地，設(shè)停車庫(kù)32列位、月檢庫(kù)4列位；在武九鐵路旁設(shè)中北路停車場(chǎng)，設(shè)停車列檢庫(kù)6列位及2條工程車停放線。武漢地鐵2號(hào)線一期工程采用鋼鋁復(fù)合接觸軌供電，下部授流方式。接觸軌中心距相鄰走行軌內(nèi)側(cè)水平距離為683.5mm，接觸軌頂面距走行軌頂面的垂直距離為160mm。全線接觸軌采用分段式電分段。

武漢地鐵2號(hào)線一期工程供電系統(tǒng)分江北供電分區(qū)和江南供電分區(qū)。江北供電分區(qū)由王家墩主變電所供電，江南供電分區(qū)由中南路主變電所供電。正常情況下，兩個(gè)供電分區(qū)分列運(yùn)行。

中北路停車場(chǎng)處于江南供電分區(qū)，位置在螃蟹岬站和小龜山站之間，設(shè)停車列檢庫(kù)6列位及2條工程車停放線。停車場(chǎng)設(shè)牽引降壓變電所一座，給停車場(chǎng)列車牽引及照明動(dòng)力供電。停車場(chǎng)設(shè)一條出入場(chǎng)線，供列車出入庫(kù)。

3 故障查找

中北路停車場(chǎng)與出入場(chǎng)線接觸軌設(shè)置有7m的電分段，電分段位于中北路停車場(chǎng)1#道岔PZSD1處，現(xiàn)場(chǎng)接觸軌防護(hù)罩以黃、綠色區(qū)分。出入場(chǎng)線的接觸軌防護(hù)罩為綠色，停車場(chǎng)內(nèi)的接觸軌防護(hù)罩為黃色。出入場(chǎng)線與正線接觸軌設(shè)置有10m電分段間距，電分段位于小龜山1#道岔PTYN1處，現(xiàn)場(chǎng)接觸軌防護(hù)罩以黃、綠色區(qū)分。出入場(chǎng)線的接觸軌防護(hù)罩為綠色，正線接觸軌防護(hù)罩為黃色。在對(duì)應(yīng)的接觸軌電分段處，走行軌均設(shè)置了絕緣節(jié)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)，中山北路停車場(chǎng)的1#道岔PZSD1處絕緣節(jié)絕緣良好，絕緣節(jié)兩端的走行軌處于電絕緣狀態(tài)；小龜山1#道岔PTYN1處絕緣節(jié)未做絕緣處理，絕緣節(jié)兩端的走行軌處于導(dǎo)通狀態(tài)。在出入場(chǎng)線走行軌上未發(fā)現(xiàn)其他回流電纜，見(jiàn)圖4。

圖4 出入場(chǎng)線回流系統(tǒng)圖

從以上情況分析，中北路停車場(chǎng)出入場(chǎng)線走行軌是通過(guò)與正線走行軌導(dǎo)通而回流，但出入場(chǎng)線接觸軌是由中山北路停車場(chǎng)混合所701開(kāi)關(guān)供電。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)出入場(chǎng)線出入庫(kù)時(shí)，運(yùn)行電流的流通路徑為接觸軌—列車—車輪—出入場(chǎng)線走行軌—PTYN1處絕緣節(jié)—正線走行軌—大地—中北車場(chǎng)牽降所負(fù)極。巨大的運(yùn)行電流以雜散電流的形式通過(guò)大地回流至所內(nèi)負(fù)極，這就是所內(nèi)開(kāi)關(guān)以及軌電位裝置頻繁動(dòng)作的原因。同時(shí)，巨大的雜散電流對(duì)走行軌絕緣帶來(lái)?yè)p害，這就是列車在螃蟹岬至小龜山區(qū)間頻繁打火的根本原因。

4 故障處理

要解決以上問(wèn)題，需對(duì)出入場(chǎng)線走行軌回流系統(tǒng)進(jìn)行改造。在小龜山1#道岔PTYN1處絕緣節(jié)加裝絕緣墊進(jìn)行絕緣處理，在中北路停車場(chǎng)1#道岔PZSD1處絕緣節(jié)兩端并聯(lián)兩根EPR-1×240-1.5kV直流阻燃電纜。經(jīng)過(guò)以上改造后，出入場(chǎng)線走行軌電流即能直接回流至中北路停車場(chǎng)混合所負(fù)極柜。

2013年5月10日晚機(jī)電部組織人員對(duì)中北車場(chǎng)出入場(chǎng)線走行軌絕緣節(jié)進(jìn)行改造。改造完畢后，列車打火故障再?zèng)]有出現(xiàn)。

（2016-08-06）