关于武汉站动车段联络线绝缘关节处燃弧情况分析报告20160127

1、武汉站动车段联络线绝缘关节处燃弧情况分析报告一、设备概况武汉站动车段联络线北起武汉站，南至武汉动车段，设有D1、D2、D3、D4四条联络线，属于京广高速线、武咸城际铁路动车走行线。联络线上设置有起电分段作用的五跨绝缘关节与武汉站供电单元电气分段，并设置网上备用联络开关。D1、D2联络线绝缘关节武汉站侧接触线供电臂为武供直42单元，武汉动车段侧接触线供电臂为武供直63单元；D3、D4联络线绝缘关节武汉站侧接触线供电臂为武供直41单元，武汉动车段侧接触线供电臂为武供直64单元，两支接触线或承力索间的空气绝缘距离按500mm设计考虑，各项技术要求满足设计规范的规定。二、事件经过12013年1月10日

2、，武汉站动车段D3联络线因动车组在绝缘关节内停车后启动取流，造成绝缘关节内接触线断线事故。22013年2月27日，供电处组织机务处、武汉供电段、中铁第四勘测设计院就武汉动车段D1-D4联络线绝缘关节技改方案的可行性进行了研讨，并形成武汉动车段联络线绝缘关节技术改造方案研讨会议纪要（武供电供函201337）。32013年5月30日，中铁第四勘测设计院经仔细研究，提出关于对武汉动车段联络线绝缘关节技术改造方案研讨会议纪要的回函（四院电处201342号）。42013年7月29日，武汉供电段向供电处申报武汉站动车段联络线五跨改三跨绝缘关节改造施工方案，经供电处审批同意。52013年10月23日，段技术

3、科组织武汉客专车间对D2联络线绝缘关节参照三跨绝缘关节参数进行调整，并对调整后绝缘关节处燃弧情况进行了观察，于10月28日，形成武汉站动车段绝缘关节调整后分析报告上报供电处。62013年12月29日夜，武汉动车组运用所在对武咸城际动车组CRH2206A一级修作业时，发现06车受电弓上臂被电流击穿。击穿孔直径约11mm72014年1月11日夜，武汉动车组运用所在对武咸城际动车组CRH2206A一级修作业时，发现06车受电弓上臂被电流击穿。击穿孔直径约5mm82014年1月17日，供电处组织武汉供电段、中铁第四勘测设计院召开了关于武汉动车段D1-D4道联络线绝缘关节改造推进会议，并就近期武咸城际铁

4、路线上运行动车组受电弓灼伤问题进行了研究和部署，形成武汉动车段联络线绝缘关节改造推进会会议纪要。92014年1月18日，段技术科组织武汉客专车间对武汉动车段D1联络线绝缘关节参数进行调整，并对调整后绝缘关节处燃弧情况进行观察。102014年1月21日，动车组在D4联络线K0+766处自动降弓，回库检查受电弓风管被电弧灼伤，导致风管漏风，受电弓自动降弓。112014年1月20日，通过临时改变D1联络线供电方式，将五跨绝缘关节变为非绝缘关节，启用分段绝缘器，并对该处分段绝缘器的状态进行不间断监控。122014年1月26日，段技术科组织抢修车间对武汉站动车段D3联络线五跨绝缘关节改为三跨绝缘关节施工

5、，并对改造后三跨绝缘关节燃弧情况进行观察。132014年2月10日，按照颜局长对武汉铁路局供电处关于武汉动车段D1D4联络线绝缘关节有关问题的请示的批示，运输处于2月10日组织总工室、机务处、车辆处、供电处、工务处、电务处召开了武汉站动车段联络线运行速度协调会，就动车组通过D1D4道绝缘关节处的最低运行速度的行车办法进行了研讨。142014年2月12日，武汉动车段检查G1142次（广州南-武汉）发现受电弓上臂被电弧击穿。 152014年2月17日，段技术科组织抢修车间对武汉站动车段D3联络线五跨绝缘关节改为三跨绝缘关节施工，并对改造后三跨绝缘关节燃弧情况进行观察。162014年2月19日，D5

6、926经D4线出库运行至武汉站途中自动降弓，登顶检查发现13号车1位受电弓风管上灼伤2个洞（大小1CM，2MM）距离滑板7-8CM；5号弓碳滑板上有烧伤痕迹。 172014年2月20日，段技术科组织抢修车间对武汉站动车段D4联络线五跨绝缘关节改为三跨绝缘关节施工，并对改造后三跨绝缘关节燃弧情况进行观察。182014年2月21日，段技术科组织抢修车间对武汉站动车段D2联络线五跨绝缘关节改为三跨绝缘关节施工，并对改造后三跨绝缘关节燃弧情况进行观察。192014年12月18日，在武汉站动车段走行线绝缘锚段关节线路旁安装定点3G视频装置，监控动车组受电弓过绝缘锚段关节燃弧情况。同时安排供电人员添乘进出

7、库动车组，提醒司机贴线运行，高速通过绝缘关节。202016年1月26日，武冈城际DJ7625次（机车号2208）动车组入库检查时发现4#车受电弓碳滑板托架有击穿痕迹，经排查原因为该动车组经武汉站动车段D1线出库运行至武汉站时，受电弓通过绝缘锚段关节被电弧灼伤。212016年1月27日，武广确认车DJ5909（机车号CRH380AL-2636）车体双重连挂，车长806米；5点13分，动车段28道发车升1号（1号弓车体号ZE263613）、3号弓；5点19分运行至D2走行线，受电弓自动降弓，司机换弓运行；5点36分到达武汉站14道，扣留并启动热备车；7点40分进武汉动车段D93道整备，供电人员登顶

8、检查受电弓连接风管被灼伤断裂，弹滑板托架有灼伤痕迹。三、系统分析（一）变电所亭监测分析12013年1月14日21：00-24：00，对武汉动车段开闭所进线291进线断路器，293、294断路器（馈出至D2、D3联络线）电压、电流，武汉站AT兼开闭所273、274断路器电压及武昌东变电所回流情况进行了监测，对测试数据分析如下：（1）监测期间，武汉动车段开闭所进线291断路器正常运行负荷约300-400A，293、294断路器正常运行负荷约60-80A；（2）由于武汉站AT兼开闭所采用AT供电方式，其母线电压较为稳定，燃弧时电压波动不大。武汉动车段为直供方式且负荷较大，因此，在动车段内动车组取流变

9、化时，母线电压存在27KV-29KV上下波动。（3）在动车组通过绝缘关节燃弧时，291进线断路器负荷电流发生突变，原300-400A电流将迅速下降，对应D2、D3道断路器293、294断路器电流上升，直至与291断路器电流下降幅度持平。由此可见，在绝缘关节发生燃弧时，动车受电弓将武汉站AT兼开闭所馈出与动车段馈出回路形成并联，由于动车段内负荷较大，大量电流流向武汉站AT兼开闭所供电臂，形成分流，即动车段内负荷越大，其产生的分流就越大。动车段机车取流情况统计表序号时间车次走行径路对应断路器编号武汉动车段开闭所武汉站AT兼开闭所武昌东回流备注燃弧前前弓燃弧时后弓燃弧时燃弧时电压(KV)电流(A)电

10、压(KV)电流(A)电压(KV)电流(A)最高电压最低电压121:47G1801D2294 70.356 149.37 88.72728.8428.3111529128.544314.7727.927122.0328.819127.3221:56G521D2294 68.231 149.37 118.1928.7428.2913029128.26310.4427.865120.7928.826126.61322:09G635D2294 130.77 87.841 28.8428.6325单弓29128.382359.8928.238131.24422:20G1148D3293 61.543 1

11、02.81 28.6728.6525单弓29128.67278.5128.861116.64522:30G1150D3293 59.39 126.94 28.727.88单弓29128.37315.9628.642129.58622:42G1152D2294 68.27 96.178 116.3928.6528.2210929128.163297.3328.694132.428.571131.38722:52G1154D3293 37.564 157.23 167.9428.8627.93029128.66336.5128.314161.2727.875157.87823:00G2031D22

12、94 83.57 150.36 153.3528.6828.225829128.355342.1328.33152.827.99159.76923:21G1018D3293 58.45 160.58 139.1128.8928.5526029128.784337.128.24150.1628.92154.661023:32G1158D3293 70.755 130.8228.7828.51227单弓29128.849338.5828.846139.3422014年1月24日至1月26日，对武汉站AT兼开闭所和武汉动车段开闭所网压进行了连续同步监测，进一步分析武汉站动车走行线与武汉动车段D1-D

13、4间绝缘关节间的接触网网压差异，监测分析情况如下：（1）对武汉站AT兼开闭所与武汉动车段开闭所接触网电压对比测试（波形图见附件1）1）23时网压比较 在23:32:39时，武汉站AT兼开闭所网压为26.491KV；武汉动车段开闭所网压为25.861KV，压差为631V； 在23:48:34时，武汉站AT兼开闭所网压为28.625KV；武汉动车段开闭所网压为28.721KV，压差为96V。2）0时网压比较 在0:24:05时，武汉站AT兼开闭所网压为27.621KV；武汉动车段开闭所网压为26.92KV，压差为701V； 在0:07:16时，武汉站AT兼开闭所网压为28.56KV；武汉动车段开闭

14、所网压为28.651KV，压差为91V。3）1时网压比较 在1:08:46时，武汉站AT兼开闭所网压为27.874KV；武汉动车段开闭所网压为27.339KV，压差为535V； 在0:54:19时，武汉站AT兼开闭所网压为28.717KV；武汉动车段开闭所网压为28.901KV，压差为104V。4）8时网压比较 在8:18:55时，武汉站AT兼开闭所网压为26.443KV；武汉动车段开闭所网压为27.382KV，压差为939V； 在8:24:04时，武汉站AT兼开闭所网压为29.103KV；武汉动车段开闭所网压为28.856KV，压差为247V。5）3-4时网压比较 在3-4时，武汉站站内无负

15、荷，动车段内负荷较大，最大负荷达500A； 在3:45:20时，武汉动车段内最低网压为26.973KV；武汉站AT间开闭所网压为27.805KV，压差为932V。（2）初步测试结论：根据以上各时间点的网压对比，武汉站AT兼开闭所与武汉动车段开闭所间网压差异最大仅为900V左右。（二）接触网燃弧观测分析12013年1月11日晚，观察绝缘关节过车燃弧情况。一共观察5趟动车，记录受电弓从绝缘关节中心柱至另一中心柱，产生长时间燃弧，最长燃弧时间14s（录像资料见附件2）。22013年1月12日晚，观察绝缘关节过车燃弧分析：（1）燃弧时间与动车组速度有关。双弓长编组动车组前弓过时速度较快，普遍燃弧时间短

16、，后弓过时速度较慢，普遍燃弧时间长。（2）当动车组受电弓通过绝缘关节时通常都会产生瞬间闭合空气小间隙和断开空气小间隙的短暂放电现象。目前动车组通过动车走行线上绝缘关节的速度仅为5km/h及以下，使两中心柱范围内受电弓和抬高的工作支之间出现长时间（达到了10s以上）的空气击穿导致燃弧时间加长。（3）近期全国出现严重雾霾天气，空气污染程度加大，污秽空气可能形成电弧加剧燃烧的通道，无法迅速阻断电弧，进一步使燃弧能量加剧、时间加长。（4）锚段关节内两支过渡区段接触线因燃弧产生高温，长时间持续燃弧造成接触线表面多处烧瘤。动车段绝缘关节燃弧情况统计表序号运行方向动车进路动车车次进入视野时间进入绝缘关节时间

17、出绝缘关节时间燃弧时间（s）备注前弓后弓前弓后弓前弓后弓1武汉动车段D3G101420:4220:42双弓2武汉动车段D3G114621:0821:0821:0921:0821:100.51双弓3武汉动车段D30D210421:2321:2421:2521:2421:251.54.5双弓4武汉动车段D2G52321:3121:3221:3321:3221:330.57双弓5武汉动车段D3G101621:4321:4421:4521:4421:451.55双弓6武汉动车段D2G680121:5221:5321:5421:5321:540.5双弓7武汉动车段D3G114822:0022:0122:

18、011.5单弓8武汉动车段D2G63522:0722:0822:081单弓9武汉动车段D3G115022:2122:2122:212单弓10武汉动车段D2G52122:2222:2222:2322:2322:2415双弓11武汉动车段D3G115422:3622:3622:3822:3722:281.54双弓12武汉动车段D2G115222:4022:4022:4122:4022:4114双弓13武汉动车段D2G203122:5422:5422:5522:5422:5545.5双弓14武汉动车段D3G101823:0423:0523:0623:0523:062.52.5双弓15武汉动车段D2D

19、0623:1223:1223:1423:1323:1458双弓16武汉动车段D3G115823:3023:3123:312单弓17武汉动车段D2G52723:4623:4723:4823:4723:4858双弓18武汉动车段D2G5250:000:010:020:010:02双弓32016年1月26日-27日，监控绝缘关节过车燃弧情况分析：（1）1月26日23点左右，观察一趟重联动车组从武汉站进武汉动车段，前弓通过绝缘关节速度快，燃弧时间短0.5s；后弓通过时速度慢，燃弧时间较长3s。（2）1月27日5点19分，3G视频装置监控DJ5909动车组从武汉动车段经D2联络线至武汉站燃弧情况：前弓通

20、过绝缘关节速度慢（预测9km/h），燃弧时间2s；后弓通过速度快预测（20km/h），无燃弧现象。（录像资料见附件5）（三）D2联络线绝缘关节参数调整情况1现场状态当动车组受电弓通过绝缘关节时通常都会产生瞬间闭合空气小间隙和断开空气小间隙的短暂放电现象。通过现场观察，动车组通过动车走行线上五跨绝缘关节的速度仅为5km/h及以下，使两中心柱范围内受电弓和抬高的工作支之间出现长时间（达到了10s以上）的燃弧区段（燃弧区段约为15米左右），给此处设备带来了一定的隐患，如下图所示：2参数调整（1）2013年10月23日，选取动车段走行线D2道五跨绝缘关节（支柱号D216#D221#），并对该绝缘关节内

21、部悬挂参数进行调整。（2）调整关节内部B柱参数：对D2道绝缘关节内B柱（支柱号D219#）非支水平腕臂抬高150mm，如下图所示：上调150mm（3）B柱非支抬高后，调整左右两边悬挂吊弦，如下表所示： 218#-219#跨中吊弦修前数据修前数据支柱号导高拉出值D1高差值D2高差值D3高差值D4高差值D5高差值备注218非5568283548979541772537344534429218工5356-342534115532655387-62219非5460455219工5313190燃弧区段15m 跨中吊弦修前数据分析图 218#-219#跨中吊弦修后数据修后数据支柱

22、号导高拉出值D1高差值D2高差值D3高差值D4高差值D5高差值备注218非5573257554627546977539673534353218工5367-2785395-285429-345448-195466-185531-65219非5552-447219工5329153 跨中吊弦修后数据分析图燃弧区段5m3218#-219#跨中修前、修后数据比较修前、修后数据比较（2）支柱号导高拉出值D1D2D3D4D5修前修后差值修前修后差值修前修后差值修前修后差值修前修后差值修前修后差值修前修后差值218非556855735283257-2654895546575417546952537353962

23、353445343-10218工5356536711-342-27864534153955453265429103532054481285325546614153875531144219非5460555292455447-8219工5313532916190153-374参数调整观测燃弧情况（1）从修前、修后数据分析图上，可以看出218#至219#跨中两线交叉点（等高点）由吊弦D4-D5之间调整到吊弦D2-D3之间，改变了原有两线交叉点。（2）过车观察绝缘关节数据调整后，安排人员在动车组出库、入库两个时间段对D2联络线绝缘关节处拉弧情况进行了观察得出：起始拉弧点由偏南端向跨中间偏移（由动车段向

24、武汉站方向偏移），车速较慢时（约5Km/h）拉弧区段由改造前的15米变为5-6米左右，燃弧依然存在，但燃弧范围得到减小，车速较快时拉弧变成间歇性点状燃弧，燃弧现象得到一定程度的改善。（四）武咸城际动车组受电弓灼伤故障排查情况12014年1月12日-17日，我段组织技术科，武汉客专、流芳、武昌、武南、武东供电车间，利用添乘巡视、步行巡视、C2摄像巡视、作业车不升平台巡视、作业车升平台巡视等多种方式对武咸城际铁路线上动车组走行径路供电设备进行检查，未发现供电设备存在异常情况，排除受电弓运行中撞击接触网设备造成受电弓灼伤。2从2014年1月12日起，每日20:30安排专人在武汉站对城际动车受电弓进行

25、监控、拍摄并记录，23:00点安排专人在动车段十线检修库对经D1联络线运行的武咸城际动车受电弓进行登顶检查，04:00点安排专人在武汉站对出D1道的城际动车受电弓进行再次监控、拍摄并记录（受电弓照片资料见附件3）。3选取对CRH2205A动车组受电弓检查情况分析： 14日凌晨，武汉动车组运用所检修工班对CRH2205A动车组4号弓进行了更换； 14日白天，CRH2205A动车组使用6号弓运行（4号弓未升弓取流）； 15日凌晨，十线检修库登顶检查CRH2205A动车组4号弓为新的； 15日白天，CRH2205A动车组升4号弓从动车段经D1联络线运行至武汉站，检查发现4号弓碳滑板铝托架出现灼伤痕迹

26、，如下图：初步判断：武汉站动车段D1联络线绝缘关节燃弧是造成动车组受电弓灼伤原因之一。后续几天继续监测受电弓灼伤情况得以验证此结论。（五）D1联络线绝缘关节参数调整情况12014年1月18日，对武汉动车段D1联络线绝缘关节内D118#，D119#中心柱间及吊弦按照五跨绝缘锚段关节设计图纸和技术标准，将参数调整到位，并对调整后绝缘关节处燃弧情况进行观察。2绝缘关节燃弧情况：燃弧情况与D2联络线参数调整后情况类似，燃弧范围有一定程度的减小，但燃弧现象依然存在。3武咸城际动车组受电弓检查依然存在新增电弧灼伤熔点，相关照片：CRH2205车出库前4号弓 CRH2205车4号弓武汉站（六）启动分段绝缘器

27、后燃弧情况12014年1月20日，根据供电处组织召开武汉动车段联络线绝缘关节改造推进会会议纪要，临时改变D1联络线供电方式，通过闭合武汉动车段D1到联络线D117支柱绝缘关节隔离开关，断开DL5支柱处隔离开关，启用该处分段绝缘器，供电方式改变后的48小时内，对该处分段绝缘器的状态进行不间断监控。2供电分段示意图如下：3武供直馈42、63单元在武汉动车段轮对踏面库南面分段绝缘器启电分段作业。通过观察机车通过原绝缘关节及该分段绝缘器时的取流情况，受电弓通过原绝缘关节已无拉弧现象，而分段绝缘器处存在1.5S拉弧时间，拉弧距离及拉弧时间相对锚段关节得到改善，但依然存在较为严重拉弧情况，且存在拉弧烧绝缘

28、子的情况。相关照片：CRH2205车过分段绝缘器燃弧 CRH2205车武汉站6号受电弓4观测分析：受电弓滑过绝缘关节时燃弧时间长，而滑过分段绝缘器时燃弧时间短，弧光瞬间消失。分段绝缘器具有消弧角，也能起到电分段作用，所以将带隔离开关的绝缘关节处隔离开关闭合，转变为非绝缘关节，能够消除绝缘关节处两支导线电压差，但该绝缘关节两侧的电压差在不同时段波动较大，无法满足分段绝缘器的工作要求。（七）联络线五跨绝缘关节改三跨绝缘关节情况12013年1月26日，对武汉动车段D1联络线绝缘锚段关节进行改造，将D118柱、D119柱由中心柱装配改为转换柱装配，对改造后的三跨绝缘锚段关节在D116柱D119柱间等相

29、关参数进行调整，改造后绝缘关节参数满足设计图纸和技术标准。2三跨绝缘关节立面示意图31月26-27日，对改造后的D1联络线三跨绝缘关节及武咸城际动车组受电弓观测录像情况（录像资料见附件4）：燃弧情况相比改造前又稍有改善，并且在武汉站对武咸城际受电弓观测比对，未出现新增电弧灼伤熔点现象。相关照片：改造前燃弧 改造后燃弧CRH2205车出库前6号弓检修库 CRH2205车6号弓武汉站42014年2月17日、20日、21日，按照供电处、中铁第四勘测设计院研究制定武汉动车段联络线绝缘关节技术改造方案,分别对武汉动车段D3、D4、D2联络线绝缘锚段关节进行改造，改造后设备参数满足设计图纸和技术标准。观察过车情况：（1）燃弧情况相比改造前稍有改善，但燃弧现象依然存在。（2）动车组受电弓通过绝缘关节速度较高时燃弧时间、燃弧区段较短；速度较低时燃弧时间长、燃弧程度严重。（八）武汉站动车段联络线绝缘关节处行车办法研讨情况1武汉动车段联络线为武汉站至武汉动车基地站的联络线，共有D1、D2、D3、D4四条联络线，各线延展长约为1.56公里。其线路允许速度为50km/h,车站过岔速度直向为50 km/h，侧向为30 km/h，轮对踏面检测棚（K1+503-K1+533）限速10 km/h。在四条联络线上并列设置了