任峰

（武漢地鐵運營有限公司）

武漢地鐵2號線列車頻繁打火故障分析

任峰

（武漢地鐵運營有限公司）

本文通過對現(xiàn)場的檢查及分析，找到了列車頻繁打火的原因。經過對絕緣節(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號線開通運營。然而，自開通以后，武漢地鐵2號線頻繁發(fā)生列車在運行中鋼軌打火故障，平均每周都會發(fā)生2～3起。這給運行安全帶來了巨大隱患。

1 故障原因分析

為了找到故障原因，運營公司組織機電、供電、線路、車輛等專業(yè)對線路進行多次拉網(wǎng)式檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，部分鋼軌扣件及螺栓打火燒蝕嚴重（見圖1和圖2），但并未能找到具體原因。時發(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，推測故障原因可能在于中北車場回流軌。

通過對中北車場回流軌進行檢查，發(fā)現(xiàn)中北車場出入場線鋼軌絕緣節(jié)安裝位置錯誤。通過分析，認為這就是列車運行時頻繁打火的原因。

2 武漢地鐵2號線供電系統(tǒng)簡介

武漢地鐵2號線采用直流750V接觸軌供電（見圖3）。系統(tǒng)從電網(wǎng)引入110kV交流高壓，經過降壓后整流為750V直流電。列車通過受電靴從接觸軌受電，通過負極走行軌（鋼軌）回流至變電所。流入大地的雜散電流經排流網(wǎng)收集后通過排流柜回流至變電所負極。

圖3 地鐵直流供電原理示意圖

武漢地鐵2號線一期工程線路起自金銀潭站，魯巷光谷廣場站，線路全長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，設停車庫32列位、月檢庫4列位；在武九鐵路旁設中北路停車場，設停車列檢庫6列位及2條工程車停放線。武漢地鐵2號線一期工程采用鋼鋁復合接觸軌供電，下部授流方式。接觸軌中心距相鄰走行軌內側水平距離為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，兩個供電分區(qū)分列運行。

中北路停車場處于江南供電分區(qū)，位置在螃蟹岬站和小龜山站之間，設停車列檢庫6列位及2條工程車停放線。停車場設牽引降壓變電所一座，給停車場列車牽引及照明動力供電。停車場設一條出入場線，供列車出入庫。

3 故障查找

中北路停車場與出入場線接觸軌設置有7m的電分段，電分段位于中北路停車場1#道岔PZSD1處，現(xiàn)場接觸軌防護罩以黃、綠色區(qū)分。出入場線的接觸軌防護罩為綠色，停車場內的接觸軌防護罩為黃色。出入場線與正線接觸軌設置有10m電分段間距，電分段位于小龜山1#道岔PTYN1處，現(xiàn)場接觸軌防護罩以黃、綠色區(qū)分。出入場線的接觸軌防護罩為綠色，正線接觸軌防護罩為黃色。在對應的接觸軌電分段處，走行軌均設置了絕緣節(jié)。經現(xiàn)場實際檢測，中山北路停車場的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通狀態(tài)。在出入場線走行軌上未發(fā)現(xiàn)其他回流電纜，見圖4。

圖4 出入場線回流系統(tǒng)圖

從以上情況分析，中北路停車場出入場線走行軌是通過與正線走行軌導通而回流，但出入場線接觸軌是由中山北路停車場混合所701開關供電。當列車經過出入場線出入庫時，運行電流的流通路徑為接觸軌—列車—車輪—出入場線走行軌—PTYN1處絕緣節(jié)—正線走行軌—大地—中北車場牽降所負極。巨大的運行電流以雜散電流的形式通過大地回流至所內負極，這就是所內開關以及軌電位裝置頻繁動作的原因。同時，巨大的雜散電流對走行軌絕緣帶來損害，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

要解決以上問題，需對出入場線走行軌回流系統(tǒng)進行改造。在小龜山1#道岔PTYN1處絕緣節(jié)加裝絕緣墊進行絕緣處理，在中北路停車場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。經過以上改造后，出入場線走行軌電流即能直接回流至中北路停車場混合所負極柜。

2013年5月10日晚機電部組織人員對中北車場出入場線走行軌絕緣節(jié)進行改造。改造完畢后，列車打火故障再沒有出現(xiàn)。

（2016-08-06）