铁路客车供电干线绝缘不良原因分析及改进

唐明昌

（中国铁路南宁局集团有限公司 柳州机车车辆有限公司，高级工程师，广西 柳州 545007）

引言

每年入冬前后，铁路客车（以下简称客车）供电干线绝缘不良问题日渐增多,用数字式绝缘电阻表测量客车供电干线各相线对地间绝缘电阻值约在0.01 MΩ，低于单车通电运用标准值0.5MΩ，客车无法通电运用。以AC380V 供电客车为例，对客车供电干线绝缘不良原因进行分析，提出相应防范措施，为提升客车供电干线绝缘水平提供参考。

1 组成部件及绝缘标准

在客车运用中，影响客车供电干线绝缘水平的部件，除供电干线本身外，还有为实现整列客车贯通供电而与其连接的车端动力连接器和干线接线板。三个部件绝缘值要求分别如下：

1.1 供电干线

AC380V 供电客车供电干线采用AC380V 三相四线制、双路供电。两路供电干线敷设于客车底架下部内绝缘线管或线槽内，每路供电干线配置6×120mm2 和2×50mm2 低烟无卤导线，配线工作温度范围是-40℃～+45℃，在风沙雨雪等各类情况下配线每千米绝缘电阻值不低于20MΩ。

1.2 动力连接器

动力连接器安装在客车端部，其作用是实现各单节客车间电能输送的连接。AC380V 供电客车4个角各安装有上下2个DL4AC500/400Z型动力连接器，工作温度范围是-50℃～+70℃，在风沙雨雪等各类情况下绝缘电阻值不应小于20MΩ。

1.3 干线接线板

干线接线板安装在车下分线箱内，其作用是分断客车车下供电干线，从分断处引出支线电源向本车供电，实现发电车或机车总电源向各单节客车供电。AC380V 供电客车一、二侧各安装有2 个分线箱，每个分线箱内均安装1块干线接线板，工作温度范围是-40℃～+125℃，在风沙雨雪等各类情况下绝缘电阻值不应小于20MΩ。

综上所述，在风沙雨雪等各类工作环境下，供电干线、车端动力连接器和干线接线板三个部件的最低绝缘电阻值均不应小于20MΩ。考虑到检修部件老化、工作环境温度和湿度等因素，实际运用中，客车供电干线单车通电运用标准为供电干线相线间绝缘电阻值不低于1.0MΩ，各相线和地线间绝缘电阻值不低于0.5MΩ。

2 现场调查及处置试验

2.1 现场调查

2.1.1 密封不良 通过查看多辆客车，发现各车存在以下密封不良问题：一是车下椭圆形线槽接口处上下两侧内凹而线槽连接吊卡接口平整，导致安装后线槽与线槽之间缝隙较大；二是检查车下分线箱，发现分线箱与线槽外部连接处存在明显流水痕迹，分线箱与线槽内部进线口处普遍存在积雪结冰现象；三是开盖检查各动力连接器，发现各动力连接器不同程度受潮，插孔上有水珠，少部分动力连接器打开盖子后有水流出，如图1所示。

图1 动力连接器受潮图

2.1.2 积尘严重 打开各车车下分线箱，发现分线箱内存在以下积尘问题：一是干线接线板接线模块上部积尘严重；二是局部配线表面积尘；三是分线箱内顶部有浮尘，箱底积尘及积水较严重。

2.1.3 绝缘下降 打开车下分线盒，测量干线接线板U/V/W 供电干线相线间及相线对地间绝缘电阻值均接近于0.01MΩ；分解连接部件，分别单独测量各部件绝缘电阻值，干线接线板及车端动力连接器绝缘电阻值均接近于0.01MΩ，供电干线绝缘电阻值为5MΩ。

2.2 处置试验

2.2.1 密封 车下分线箱各缝隙、车下分线箱与线槽间、线槽与线槽间等各部位缝隙均采用密封胶密封，如图2所示。

图2 缝隙密封图

2.2.2 除尘 供电干线表面除尘；将接线板拆下，对接线板各部位彻底除尘；对分线箱内各部位除尘除湿，疏通分线箱通气孔。

2.2.3 除湿 客车停放在温度约为15℃左右的检修库内，打开各部位动力连接器，用布擦干表面水珠水渍，用电吹风烘干各部件各缝隙的潮气。

通过以上措施处理后，分别单独测量供电干线、车端动力连接器和干线接线板的绝缘电阻值，三个部件的绝缘值恢复，各相间及各相对地间绝缘电阻值均达到500MΩ；恢复供电干线、车端动力连接器和干线接线板三个部件的连接后，在检修库内测量各相间及各相对地间绝缘电阻值均达到500MΩ。

2.3 运用验证

2.3.1 初次验证 在检修库内通电测试，情况正常后，上线运用，三日后客车回到检修库内，测试各单车U/V/W 三相分别对地绝缘，一位侧为0.8MΩ/0.8MΩ/0.18MΩ，二位侧为0.45MΩ/1.3MΩ/0.6MΩ，低于0.5MΩ的部分无法达到运用要求。

2.3.2 故障排查 为模拟现场运用情况，验证环境温度变化对各部件绝缘值的影响，将已经恢复绝缘值至500MΩ 的多辆客车调出检修库，在约-10℃露天停车线上停留4 小时后，拉回库内立即测量绝缘值，发现绝缘电阻值均不同程度下降，最低者下降到10MΩ左右。据此，初步判断为供电干线、车端动力连接器和干线接线板中有部件在低温环境下绝缘性能下降，温度变化范围在检修库与露天停车线间，约为-10℃～15℃。

2.3.3 替换部件 为快速排查出故障部件，现场采用替换法进行试验。因供电干线为更新配线且影响配线绝缘值主要因素是潮湿而非低温，动力连接器绝缘板采用的不饱和聚酯DMC 相比干线接线板绝缘模块所采用的阻燃工程塑料，不饱和聚酯DMC更耐低温，故而首选故障可能性更大的干线接线板进行替换试验。

2.3.4 再次验证 将干线接线板更新为绝缘模块采用不饱和聚酯DMC材质的接线板后，绝缘电阻值不良情况得到解决。在检修库内通电测试，情况正常后，再次运用验证，三日后客车回到检修库内，用数字式绝缘电阻表测量客车相线间绝缘电阻值不低于5MΩ，各相线和地线间绝缘电阻值不低于2MΩ，各项绝缘电阻值均达到运用要求。

3 原因分析

3.1 积尘

由于车下分线箱及线槽密封不良导致风沙、雨雪进入，在恶劣自然条件和温差变化大的运用环境下，潮湿的积尘附着在接线板绝缘模块上部，尤其立式分线箱内接线板绝缘模块更容易积尘，导致接线板导电板与绝缘模块爬电距离接近于0，绝缘电阻值最低处也接近于0。

3.2 潮湿

车辆在冬季运行，车体以下部位布满积雪，车辆进检修库后，库内库外温差大，积雪快速融化，犹如以3 天一次的频率对整个车下部位进行无死角水洗，密封情况不良，线槽、分线箱等部位进水，导致分线箱、线槽内湿度迅速上升，接线板绝缘模块、配线表面等部位附着水渍，加剧绝缘下降。

3.3 材质不良

现车拆下的干线接线板经过清洁烘干后，在15℃左右的温度下，绝缘电阻值为500MΩ，但在-10℃以下的低温时，采用阻燃工程塑料的接线板绝缘模块绝缘下降，出现材质不耐低温的情况。

4 实验对比

为进一步验证两种材质的接线板绝缘电阻值随温度变化情况，将现车更换下来的干线接线板（绝缘模块采用阻燃工程塑料）和另一块干线接线板（绝缘模块采用不饱和聚酯DMC）进行实验对比。

4.1 高温测试

在45℃的温度时，分别测量其绝缘电阻值，绝缘模块采用不饱和聚酯DMC 和采用阻燃工程塑料的接线板绝缘电阻值均为500MΩ，均达到标准要求。

4.2 低温测试

将两者放入温度设定为-10℃冰箱中冷冻24小时，测量不同温度时干线接线板绝缘情况，发现温度为0℃时接线板绝缘电阻值最低：绝缘模块采用不饱和聚酯DMC的接线板绝缘电阻值为200MΩ，达到标准要求，而绝缘模块采用阻燃工程塑料的接线板绝缘电阻值仅有5MΩ，远低于标准要求的20MΩ。

4.3 实验结果

通过实验，验证了绝缘模块采用不饱和聚酯DMC的接线板绝缘电阻值满足标准要求；绝缘模块采用阻燃工程塑料的干线接线板的绝缘阻值在45℃高温环境下满足标准要求，其耐低温性能无法达到标准要求。

5 改进防范措施

①通过改进工艺等方法密封分线箱与线槽、线槽与线槽间缝隙，防止融雪风沙等直接浸入线槽或分线箱内部。

②根据实验结果，不饱和聚酯DMC的低温绝缘性能满足绝缘电阻值要求，选择绝缘模块采用不饱和聚酯DMC的干线接线板，可以有效提高干线接线板绝缘性能。

③结合A1/A2/A3等修程，对分线箱接线模块进行定期除尘，保证绝缘电阻值满足运用要求。

6 结论

客车供电干线绝缘不良影响供电稳定性和可靠性，进而影响行车安全。客车供电干线绝缘不良的内因是绝缘材料性能未能达到技术条件要求，外因是分线箱、线槽密封不良，导致供电部件潮湿和积尘。为确保客车供电干线绝缘电阻值达到运用标准，通过工艺改进提高密封效果，在运用过程中定期排查，为客车供电安全保驾护航。