郭小兵 鄭州鐵路局鄭州供電段
為了保證工作人員的作業(yè)方便和人身安全,電氣化鐵路區(qū)段各車站的裝卸作業(yè)線、機車整備線上及電力機車庫線等獨立區(qū)段兩端安設(shè)分段絕緣器。其中一側(cè)的分段絕緣器配合帶接地刀閘的隔離開關(guān)使用。當(dāng)開關(guān)閉合時,通過開關(guān)引線及導(dǎo)電刀閘將分段絕緣器兩側(cè)導(dǎo)通,電從分段絕緣器來電側(cè)接觸網(wǎng)(以下簡稱來電側(cè))進入獨立區(qū)段接觸網(wǎng)(以下簡稱整備線側(cè));當(dāng)隔離開關(guān)打開時,整備線側(cè)則沒有電,并通過接地刀閘接地,便于在該獨立區(qū)段中進行裝卸或停電作業(yè)。按規(guī)定,機車和動車組車頂檢查人員在打開隔離開關(guān)后還必須經(jīng)過驗電,確認停電后掛上接地線,方可登頂作業(yè)。
據(jù)合肥機務(wù)段反映,合肥東、合肥運用、阜陽運用電力機車整備場部分整備線上隔離開關(guān)打開后,在整備線側(cè)接觸網(wǎng)驗電時驗電器報警。經(jīng)對相關(guān)設(shè)備進行現(xiàn)場調(diào)查和測量,發(fā)現(xiàn)合肥運用機車整備場47#、48#,合肥東運用機車整備場30#、31#,阜陽運用機車整備場 106#、107#、108#、109#、110#,阜陽客折J26#、J27#、J28#共計12臺機車整備線接觸網(wǎng)支柱上隔離開關(guān)打開后,在相應(yīng)分段絕緣器整備線側(cè)距接頭約2m范圍內(nèi)接觸懸掛驗電時驗電器報警(見圖1)。其余整備線接觸網(wǎng)不存在上述狀況。機車檢修職工鑒于此,擔(dān)心整備線接觸網(wǎng)上有高電壓危及人身安全,不愿上網(wǎng)作業(yè)。
在分段絕緣器絕緣部件清潔,絕緣狀態(tài)良好的前提下,打開隔離開關(guān),導(dǎo)電閘刀有明顯的斷開點,接地閘刀接地,可直觀判斷出檢修線接觸網(wǎng)設(shè)備不直接帶電。
圖1 阜陽運用機車整備場108#開關(guān)打開整備線側(cè)接觸網(wǎng)驗電報警
經(jīng)現(xiàn)場查看,初步推斷可能存在隔離開關(guān)接地不良、分段絕緣器絕緣降低、隔離開關(guān)設(shè)置位置不合理三方面原因。針對這三方面原因,分別在合肥東運用機車整備場30#、31#、合肥運用機車整備場47#、48#、阜陽運用65#、108#隔離開關(guān)采取措施進行處理和驗證。
(1)若隔離開關(guān)接地極接地不良不能及時消除網(wǎng)上感應(yīng)電和分段絕緣器的泄露電流,有可能造成驗電器報警。對合肥東運用機車整備場30#、31#隔開接地極連接處進行除銹、除漆處理,盡量降低接地電阻。經(jīng)測量電阻分別為1.9 Ω、1.8 Ω,均滿足規(guī)范要求。對比處理前后驗電情況,報警范圍略有減少,報警現(xiàn)象仍未根除??梢耘袛嘟拥貥O接地不良不是驗電器報警原因。
(2)若分段絕緣器絕緣部件臟污,絕緣性能降低,泄漏電流增加,也可能造成驗電器報警。合肥運用機車整備場47#、48#分段絕緣器采用DXF-(1.6)Ⅱ型消弧分段絕緣器,該分段絕緣器采用自潔性能較好的硅橡膠絕緣。對絕緣部件進行清潔,并測量絕緣電阻,符合規(guī)范要求。對比處理前后驗電情況,無明顯改善??梢耘袛喾侄谓^緣器絕緣降低不是驗電器報警原因。
(3)在開關(guān)打開情況下,對驗電正常的阜陽運用65#和驗電器非正常報警的108#開關(guān)整備線側(cè)測量感應(yīng)電壓見表1。
機務(wù)段采用驗電器啟動電壓為5000-7000 V,從表1可以看出在接地閘刀未閉合情況下,108#整備線側(cè)感應(yīng)電壓高于驗電器啟動電壓,驗電器正常報警;65#整備線側(cè)感應(yīng)電壓低于驗電器啟動電壓,驗電器未報警。在接地閘刀閉合情況下兩者感應(yīng)電壓低于驗電器啟動電壓,正常不應(yīng)報警,但實際上在108#開關(guān)整備線側(cè)驗電仍報警。
表1 運用65#和驗電器非正常報警的108#開關(guān)整備線側(cè)測量感應(yīng)電壓
認真對比機務(wù)段內(nèi)隔離開關(guān)打開后整備線驗電報警與不報警處所,發(fā)現(xiàn)驗電報警處均為分段絕緣器安裝于開關(guān)來電側(cè)(見圖2),分段絕緣器安裝于開關(guān)整備線側(cè)者(見圖3)驗電不報警。分段位于開關(guān)來電側(cè)的,開關(guān)來電側(cè)帶電的引線與分段整備線側(cè)接觸網(wǎng)并行約2-3 m,兩條線索距離較近。測量阜陽運用機車整備場108#處有電引線與整備線側(cè)接觸線并行段兩線間距見表2。
圖2 報警時分段絕緣器安裝示意圖
圖3 不報警時分段絕緣器安裝示意圖
表2 108#處有電引線與整備線側(cè)接觸線并行段兩線間距
從表2可以看出,有電引線與整備線側(cè)接觸網(wǎng)并行范圍內(nèi),兩線距離較近??梢耘袛嗾麄渚€側(cè)接觸網(wǎng)處存在由帶電引線導(dǎo)致的較強的交變電場,是驗電器驗電報警的主要原因。為驗證此推斷,我們在軟橫跨節(jié)點1絕緣子接地端驗電(見圖4),驗電器報警。驗電器向支柱側(cè)移動300 mm,不再報警。兩者原因相同。
因此得出結(jié)論:分段絕緣器設(shè)置在隔離開關(guān)來電側(cè),帶電引線在距離較近的整備線側(cè)接觸網(wǎng)上的強交變電場是導(dǎo)致驗電器報警的真正原因。
圖4 軟橫跨節(jié)點1絕緣子接地端驗電
(1)考慮到整備線接觸網(wǎng)無開關(guān)側(cè)分段絕緣器受電磁干擾小,可在其無電端驗電,如驗電器不報警,說明設(shè)備不直接帶電,可直接加掛地線。從表1可以看出,開關(guān)接地閘刀閉合時感應(yīng)電壓低于安全電壓,可以保證人身安全。據(jù)了解,部分機務(wù)段采取此方式驗電作業(yè),多年來未發(fā)生觸電事故,實踐證明安全可以得到保證。
(2)為規(guī)避干擾電壓,可提高驗電器啟動電壓。建議啟動電壓提高至8 000-10 000 V。
(3)對隔離開關(guān)與分段絕緣器相對位置進行改造。將分段絕緣器移至開關(guān)的整備線側(cè),隔離開關(guān)來電側(cè)引線與整備線側(cè)接觸懸掛不再并行,大大減少對整備線側(cè)接觸懸掛的電磁干擾,避免在停電的接觸線上驗電誤判。
對于機車整備線上隔離開關(guān)與分段絕緣器的相對位置,沒有明確的規(guī)范要求。根據(jù)本文可以判斷出,分段絕緣器處于隔離開關(guān)來電側(cè),隔離開關(guān)來電側(cè)引線將對分段絕緣器整備線側(cè)接觸網(wǎng)有較強的電磁干擾,易導(dǎo)致驗電器驗電誤判。建議在相關(guān)規(guī)范中明確,機車整備線、貨物裝卸線接觸網(wǎng)需通過隔離開關(guān)停電的,要求相應(yīng)分段絕緣器安裝在隔離開關(guān)整備線側(cè),避免驗電誤判。