地铁车站整流变压器更换方案探讨与实践

唐宇轩

（铁科院（北京）工程咨询有限公司 深圳分公司，广东 深圳 518000）

深圳地铁1 1 号线工程供电系统线路全长约51.697 km，其中地下线占线路总长的76.26%；高架线占线路总长的21.23%[1-2]。由11号线新建的机场北主所、7号线新建的侨城东主所、6号线待建的松岗主所及1号线已建成西乡主所共同承担本工程的供电负荷。全线共设24座高压变电所，其中高架站变电所4座、高架区间所2座、地下站变电所14座、地下区间所2座、松岗车辆段变电所1座、机场北停车场变电所1座。24座变电所中，35 kV高压变电所24座，400 V降压变电所（含跟随所）42座。供电系统采用110/35 kV两级供电、DC 1 500 V牵引供电模式；接触网采用柔性链形悬挂（高架段）+刚性悬挂（地下段）+柔性弹性简单悬挂（段场）形式。

1 项目概况

1.1 事件概述

深圳地铁11号线于2016年6月30日开通运营，2016年8月2日运营维护人员在巡视红树湾南站变电所时发现RT1整流变压器发生放电现象，随即通知电力调度立即停电进行检查，检查未发现异常后通知电力调度进行送电，送电后35 kV馈线柜跳闸，随后检查发现整流变压器B相气道、变压器顶部及底部均有熏黑迹象。RT1整流变压器退出运行后仅由RT2整流变压器运行，由于红树湾南站临近红树湾公园景区，人流量较大，车公庙—红树湾南区间为大长区间，深圳地铁11号线属于最高时速120 km、大编组（6M2T）的线路，牵引负荷较大，单台运行时存在运营安全风险，为确保11号线安全运营，需尽快将红树湾南站烧损的整流变压器进行更换。

1.2 原因分析

使用工业内窥镜检查冒烟的气道中是否存在击穿点，发现气道中存在大量树枝放电痕迹，但未发现明显击穿点。随后对整流变压器的直阻及变比进行测试，测试结果均在正常范围内。

由于发现变压器放电时间刚好处于台风天气，红树湾南站为位于近海的地下车站，空气湿度达到95%以上。设备房中变压器顶部距风管距离仅为50 mm，且在风管上包裹了一层保温棉。此事故发生时间距11号线开通运营时间较近，初步判断可能为变压器绕组桶浇注时内部存在少许毛刺，停电后复送电时励磁涌流较大，在施工或运营维护时，有少许保温棉掉落至气道中，保温棉遇潮湿空气后导致绝缘性能降低，绝缘被轻微击穿，发生树枝放电，保温棉及环氧树脂遇热产生黑烟将变压器顶部及底部熏黑。

2 工程难点

RT2整流变压器室位于RT1整流变压器室与11号线轨行区之间，如从11号线轨行区运输更换RT1整流变压器，需将RT2整流变压器拆除，由于车公庙—红树湾南区间及红树湾南—后海区间均为大长区间，如果将红树湾南站RT2整流变压器拆除长时间施行越区供电，可能会对运营安全造成一定影响。红树湾南站使用的整流变压器容量为3 600 kVA，变压器本体体积较大，整流变压器高度为3 150 mm，运输轨道车高度为800 mm，11号线汇流排至轨面高度为3 980 mm。出于运输安全考虑及轨行区限界要求，变压器运输时不能横放在运输轨道车上，在红树湾南站设备房运输变压器时需将变压器调转90°，为满足此要求，变压器上方净空最好预留40 mm变压器转向操作空间。变压器本体高度加运输轨道车及预留转向操作空间高度已超出汇流排至轨面高度，所以更换变压器需将设备房处的接触网及架空地线拆除。11号线已开通运营，如在轨行区更换RT1整流变压器需拆除RT2整流变压器及设备房处接触网，势必影响11号线正常运营。

RT1整流变压器室位于9号线轨行区边上，当时9号线尚处于试运营阶段，需借助停车调试时间进行变压器更换。但RT1整流变压器室靠9号线轨行区墙外侧安装有电缆支架20套、警用通信漏缆1根、专用通信漏缆1根、民用通信漏缆2根、动力专业管线9根、FAS管线2根、光缆1根、杂散电流电缆1根，如需拆除此面墙体进行变压器更换必须先将上述管线拆除。此项施工涉及2条地铁线路，且涉及的专业较多，施工单位较多，协调管理难度较大。

3 施工方案

施工地点位于红树湾站大里程末端27轴与28轴之间，施工内容包括：原有变压器的拆除运输，更换变压器的运输、安装及变压器连接线缆的拆除、恢复，运输通道墙体及管线、线缆拆除恢复，变压器运输位置的接触网、架空地线拆除、恢复。

（1）墙面管线拆除。施工计划先将外墙上的线管进行拆除，分别需拆除通信漏泄同轴电缆、动力照明管线、消防管线、电缆支架及电缆。

（2）通信漏泄同轴电缆拆除方法。从红树湾里程起点开始拆除漏泄同轴电缆卡扣，拆除至过运输通道2 m位置，将漏泄同轴电缆卡扣拆除完成后放置在地面上。

注意事项：漏泄同轴电缆拆除时应轻拿轻放，不能用力拉拽和存在弯曲半径小于400 mm的情况；施工时注意墙体上有无钉子、钢筋等容易划伤漏泄同轴电缆表面的东西，平移过程中不得使其表面受伤；电缆及管线拆除时进入施工现场人员必须穿防护服装、佩戴安全帽；高空作业施工人员必须系好安全带，使用梯子时必须有人扶梯才能进行作业。

（3）动力照明管线拆除方法。管线内电缆在就近接线盒处断开，抽出电缆拆除钢管卡扣，拆除运输通道范围内4 m管线。

注意事项：动力照明管线拆除前确认管线内电缆是否停电，确保此电缆已不带电；管线拆除时应注意内部电缆的保护，不能使其受到损伤；电缆拆除时进入施工现场人员必须穿防护服装、佩戴安全帽；高空作业施工人员必须系好安全带，使用梯子时必须有人扶梯才能进行作业。

（4）消防管线拆除方法。在站台端头手动操作箱接线处拆除，然后从电缆起点开始拆除管线，将电缆逐步抽出。

注意事项：管线拆除时应注意内部电缆的保护，不能使其受到损伤；电缆拆除时进入施工现场人员必须穿防护服装、佩戴安全帽；高空作业施工人员必须系好安全带，使用梯子时必须有人扶梯才能进行作业。

（5）电缆支架及电缆拆除方法。现将电缆支架上线缆扎带解绑，从电缆井和拐弯预留处将电缆导至运输通道处，放置在运输通道位置站台下方，不影响终端设备的正常使用[3-4]。

注意事项：电缆拆除过程中不得硬拉硬拽，确认固定扎带都解绑后，电缆移出支架位置平缓不能有90°折弯；在电缆移出支架电缆受力位置使用电缆皮进行防护，以免受力处损坏。

（6）接触网、架空地线拆除。接触网拆除前必须验电、两端挂设接地线。接触网在X03锚段整体抬高35 cm，从渡01-1至01-6逐渐抬高，在01-3、01-4位置抬高35 cm，同时将接触网向外侧移动200 mm，使用铁线固定在吊柱上，固定时加垫防护，以免汇流排受到损伤。架空地线需整个锚段进行拆除。

（7）墙体拆除。墙体拆除前对线缆管线进行全面检查，确认墙体拆除过程中不会伤及其他设备。墙体拆除先上后下，拆除过程中应考虑结构的安全性，搭设必须的安全操作架和卸荷支撑，在留用部分和拆除部分划好分界线，使用水钻密排钻孔，再用钢凿轻轻修平预留部分，敲击拆除部分时不得伤及预留部分。

（8）运输平台搭设。为了保证运输平台使用安全性，使用枕木从地面搭设至与房间地面平齐，枕木之间使用抓钉固定牢固，在顶面先铺一层5 cm木板使用铁钉与枕木固定牢固，然后使用钢板满铺。在轨道车平板上加垫2根枕木作为变压器运输导轨（枕木厚度160 mm），在顶部铺设木板、钢板，使其与RT1整流变压器设备房地面高差在5 mm以内。

（9）变压器运输。变压器吊卸地点选在侨城东车辆段装车线进行吊卸作业，为了减少轨行区行车次数，先将新到变压器吊装至轨道车，变压器装车时靠近车头方向，为需要更换的变压器预留摆放位置，将新变压器运至红树湾变电所，将原有变压器运至轨道车平板，再将新到变压器运至设备房内，轨道车将原有变压器运至侨城东车辆段进行吊卸。

由于设备房整流变压器顶部风管高度仅为3 200 mm，变压器轮子无法安装，所以先使用千斤顶抬起下方铺设钢板，然后分别在变压器底座4个角安装“地坦克”，分别在设备房及轨行区地面使用4颗膨胀螺栓安装1根300 mm长的工字钢，使用2个10 t链条葫芦作为防溜尾措施及牵引，缓慢将变压器牵引至轨道车平台并完成转向。使用4个千斤顶支在变压器底架4个支撑点上，同时操作顶升变压器，逐层拆除变压器下方钢板、枕木[5-7]。将需更换的变压器在轨道车平台上进行固定后，再通过运输平台将新变压器运输至设备房，将变压器调整至与基础孔洞位置一致后，采用焊接方式进行固定，焊接完成后要对焊接处进行防锈处理。

变压器完成更换后进行电缆恢复时确认各组电缆接线位置是否正确，恢复时必须进行校线，确保电缆接线的正确性，施工完成后施工负责人对螺栓的紧固情况进行检查，确保电缆连接牢固。

电缆接线恢复完成后对每组电缆孔洞进行防火封堵，先使用防火板作为托盘在地板固定，内部填充防火包，然后顶部使用防火板密封，电缆周围缝隙使用防火泥进行填充。

变压器安装完成后进行调试试验，按照变压器出厂参数，根据国家标准及设备采购合同要求对变压器进行试验测试[8-9]，测试合格后出具试验报告，投入空载运行。

4 结束语

在工程建设相关单位的大力协作下，红树湾南站RT1整流变压器于2016年10月3日如期完成更换，于2016年10月7日完成调试，进行空载运行。本方案涉及专业较多、工期较短、施工协调管理难度大，但方案的成功实施可为地铁工程建设提供参考。