唐明昌

（中國鐵路南寧局集團有限公司 柳州機車車輛有限公司，高級工程師，廣西 柳州 545007）

引言

每年入冬前后，鐵路客車（以下簡稱客車）供電干線絕緣不良問題日漸增多,用數字式絕緣電阻表測量客車供電干線各相線對地間絕緣電阻值約在0.01 MΩ，低于單車通電運用標準值0.5MΩ，客車無法通電運用。以AC380V 供電客車為例，對客車供電干線絕緣不良原因進行分析，提出相應防范措施，為提升客車供電干線絕緣水平提供參考。

1 組成部件及絕緣標準

在客車運用中，影響客車供電干線絕緣水平的部件，除供電干線本身外，還有為實現整列客車貫通供電而與其連接的車端動力連接器和干線接線板。三個部件絕緣值要求分別如下：

1.1 供電干線

AC380V 供電客車供電干線采用AC380V 三相四線制、雙路供電。兩路供電干線敷設于客車底架下部內絕緣線管或線槽內，每路供電干線配置6×120mm2 和2×50mm2 低煙無鹵導線，配線工作溫度范圍是-40℃～+45℃，在風沙雨雪等各類情況下配線每千米絕緣電阻值不低于20MΩ。

1.2 動力連接器

動力連接器安裝在客車端部，其作用是實現各單節(jié)客車間電能輸送的連接。AC380V 供電客車4個角各安裝有上下2個DL4AC500/400Z型動力連接器，工作溫度范圍是-50℃～+70℃，在風沙雨雪等各類情況下絕緣電阻值不應小于20MΩ。

1.3 干線接線板

干線接線板安裝在車下分線箱內，其作用是分斷客車車下供電干線，從分斷處引出支線電源向本車供電，實現發(fā)電車或機車總電源向各單節(jié)客車供電。AC380V 供電客車一、二側各安裝有2 個分線箱，每個分線箱內均安裝1塊干線接線板，工作溫度范圍是-40℃～+125℃，在風沙雨雪等各類情況下絕緣電阻值不應小于20MΩ。

綜上所述，在風沙雨雪等各類工作環(huán)境下，供電干線、車端動力連接器和干線接線板三個部件的最低絕緣電阻值均不應小于20MΩ?？紤]到檢修部件老化、工作環(huán)境溫度和濕度等因素，實際運用中，客車供電干線單車通電運用標準為供電干線相線間絕緣電阻值不低于1.0MΩ，各相線和地線間絕緣電阻值不低于0.5MΩ。

2 現場調查及處置試驗

2.1 現場調查

2.1.1 密封不良 通過查看多輛客車，發(fā)現各車存在以下密封不良問題：一是車下橢圓形線槽接口處上下兩側內凹而線槽連接吊卡接口平整，導致安裝后線槽與線槽之間縫隙較大；二是檢查車下分線箱，發(fā)現分線箱與線槽外部連接處存在明顯流水痕跡，分線箱與線槽內部進線口處普遍存在積雪結冰現象；三是開蓋檢查各動力連接器，發(fā)現各動力連接器不同程度受潮，插孔上有水珠，少部分動力連接器打開蓋子后有水流出，如圖1所示。

圖1 動力連接器受潮圖

2.1.2 積塵嚴重 打開各車車下分線箱，發(fā)現分線箱內存在以下積塵問題：一是干線接線板接線模塊上部積塵嚴重；二是局部配線表面積塵；三是分線箱內頂部有浮塵，箱底積塵及積水較嚴重。

2.1.3 絕緣下降 打開車下分線盒，測量干線接線板U/V/W 供電干線相線間及相線對地間絕緣電阻值均接近于0.01MΩ；分解連接部件，分別單獨測量各部件絕緣電阻值，干線接線板及車端動力連接器絕緣電阻值均接近于0.01MΩ，供電干線絕緣電阻值為5MΩ。

2.2 處置試驗

2.2.1 密封 車下分線箱各縫隙、車下分線箱與線槽間、線槽與線槽間等各部位縫隙均采用密封膠密封，如圖2所示。

圖2 縫隙密封圖

2.2.2 除塵 供電干線表面除塵；將接線板拆下，對接線板各部位徹底除塵；對分線箱內各部位除塵除濕，疏通分線箱通氣孔。

2.2.3 除濕 客車停放在溫度約為15℃左右的檢修庫內，打開各部位動力連接器，用布擦干表面水珠水漬，用電吹風烘干各部件各縫隙的潮氣。

通過以上措施處理后，分別單獨測量供電干線、車端動力連接器和干線接線板的絕緣電阻值，三個部件的絕緣值恢復，各相間及各相對地間絕緣電阻值均達到500MΩ；恢復供電干線、車端動力連接器和干線接線板三個部件的連接后，在檢修庫內測量各相間及各相對地間絕緣電阻值均達到500MΩ。

2.3 運用驗證

2.3.1 初次驗證 在檢修庫內通電測試，情況正常后，上線運用，三日后客車回到檢修庫內，測試各單車U/V/W 三相分別對地絕緣，一位側為0.8MΩ/0.8MΩ/0.18MΩ，二位側為0.45MΩ/1.3MΩ/0.6MΩ，低于0.5MΩ的部分無法達到運用要求。

2.3.2 故障排查 為模擬現場運用情況，驗證環(huán)境溫度變化對各部件絕緣值的影響，將已經恢復絕緣值至500MΩ 的多輛客車調出檢修庫，在約-10℃露天停車線上停留4 小時后，拉回庫內立即測量絕緣值，發(fā)現絕緣電阻值均不同程度下降，最低者下降到10MΩ左右。據此，初步判斷為供電干線、車端動力連接器和干線接線板中有部件在低溫環(huán)境下絕緣性能下降，溫度變化范圍在檢修庫與露天停車線間，約為-10℃～15℃。

2.3.3 替換部件 為快速排查出故障部件，現場采用替換法進行試驗。因供電干線為更新配線且影響配線絕緣值主要因素是潮濕而非低溫，動力連接器絕緣板采用的不飽和聚酯DMC 相比干線接線板絕緣模塊所采用的阻燃工程塑料，不飽和聚酯DMC更耐低溫，故而首選故障可能性更大的干線接線板進行替換試驗。

2.3.4 再次驗證 將干線接線板更新為絕緣模塊采用不飽和聚酯DMC材質的接線板后，絕緣電阻值不良情況得到解決。在檢修庫內通電測試，情況正常后，再次運用驗證，三日后客車回到檢修庫內，用數字式絕緣電阻表測量客車相線間絕緣電阻值不低于5MΩ，各相線和地線間絕緣電阻值不低于2MΩ，各項絕緣電阻值均達到運用要求。

3 原因分析

3.1 積塵

由于車下分線箱及線槽密封不良導致風沙、雨雪進入，在惡劣自然條件和溫差變化大的運用環(huán)境下，潮濕的積塵附著在接線板絕緣模塊上部，尤其立式分線箱內接線板絕緣模塊更容易積塵，導致接線板導電板與絕緣模塊爬電距離接近于0，絕緣電阻值最低處也接近于0。

3.2 潮濕

車輛在冬季運行，車體以下部位布滿積雪，車輛進檢修庫后，庫內庫外溫差大，積雪快速融化，猶如以3 天一次的頻率對整個車下部位進行無死角水洗，密封情況不良，線槽、分線箱等部位進水，導致分線箱、線槽內濕度迅速上升，接線板絕緣模塊、配線表面等部位附著水漬，加劇絕緣下降。

3.3 材質不良

現車拆下的干線接線板經過清潔烘干后，在15℃左右的溫度下，絕緣電阻值為500MΩ，但在-10℃以下的低溫時，采用阻燃工程塑料的接線板絕緣模塊絕緣下降，出現材質不耐低溫的情況。

4 實驗對比

為進一步驗證兩種材質的接線板絕緣電阻值隨溫度變化情況，將現車更換下來的干線接線板（絕緣模塊采用阻燃工程塑料）和另一塊干線接線板（絕緣模塊采用不飽和聚酯DMC）進行實驗對比。

4.1 高溫測試

在45℃的溫度時，分別測量其絕緣電阻值，絕緣模塊采用不飽和聚酯DMC 和采用阻燃工程塑料的接線板絕緣電阻值均為500MΩ，均達到標準要求。

4.2 低溫測試

將兩者放入溫度設定為-10℃冰箱中冷凍24小時，測量不同溫度時干線接線板絕緣情況，發(fā)現溫度為0℃時接線板絕緣電阻值最低：絕緣模塊采用不飽和聚酯DMC的接線板絕緣電阻值為200MΩ，達到標準要求，而絕緣模塊采用阻燃工程塑料的接線板絕緣電阻值僅有5MΩ，遠低于標準要求的20MΩ。

4.3 實驗結果

通過實驗，驗證了絕緣模塊采用不飽和聚酯DMC的接線板絕緣電阻值滿足標準要求；絕緣模塊采用阻燃工程塑料的干線接線板的絕緣阻值在45℃高溫環(huán)境下滿足標準要求，其耐低溫性能無法達到標準要求。

5 改進防范措施

①通過改進工藝等方法密封分線箱與線槽、線槽與線槽間縫隙，防止融雪風沙等直接浸入線槽或分線箱內部。

②根據實驗結果，不飽和聚酯DMC的低溫絕緣性能滿足絕緣電阻值要求，選擇絕緣模塊采用不飽和聚酯DMC的干線接線板，可以有效提高干線接線板絕緣性能。

③結合A1/A2/A3等修程，對分線箱接線模塊進行定期除塵，保證絕緣電阻值滿足運用要求。

6 結論

客車供電干線絕緣不良影響供電穩(wěn)定性和可靠性，進而影響行車安全?？蛙嚬╇姼删€絕緣不良的內因是絕緣材料性能未能達到技術條件要求，外因是分線箱、線槽密封不良，導致供電部件潮濕和積塵。為確?？蛙嚬╇姼删€絕緣電阻值達到運用標準，通過工藝改進提高密封效果，在運用過程中定期排查，為客車供電安全保駕護航。