軌道交通絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)對比分析研究

岳　剛　周建源　汪　洋（南車青島四方機車車輛股份公司，山東 青島 266111）

軌道交通絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)對比分析研究

岳剛周建源汪洋
（南車青島四方機車車輛股份公司，山東 青島 266111）

本文主要對IEC、EN、GB、DL等絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析，分析各標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，標(biāo)準(zhǔn)差異。

絕緣耐壓；對比；分析；研究；建議

1 概述

耐壓試驗是檢驗電氣設(shè)備﹑電氣裝置﹑電氣線路和電工安全用具等承受過電壓的能力的主要方法之一，是對所用絕緣材料的絕緣強度的考驗。鐵路車輛耐壓是對所用設(shè)備﹑線路施加較高的電壓進(jìn)行絕緣功能測試，以避免在車輛運行過程中，設(shè)備﹑線路出現(xiàn)絕緣擊穿﹑短路問題而影響車輛正常運行。

絕緣試驗主要是在耐壓前對設(shè)備絕緣性能進(jìn)行初步測試，保障耐壓試驗順利進(jìn)行。耐壓試驗主要有交流耐壓方法和直流耐壓方法兩種。二者各有特點，不能相互代替。

2 耐壓方法的選擇

基于以下原因，鐵路機車車輛耐壓試驗均采用交流耐壓方法。

交流耐壓對絕緣的考驗非常嚴(yán)格，它是鑒定電氣設(shè)備絕緣強度最直接的方法，對于判斷電氣設(shè)備能否投入運行具有決定性的意義，也是避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。試驗電壓高于被試設(shè)備實際運行中可能遇到的過電壓，考驗嚴(yán)格，能發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷，特別是能夠發(fā)現(xiàn)那些危險性較大的集中性缺陷。

直流耐壓方法與交流耐壓方法相比，直流耐壓方法的主要缺點是由于交﹑直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，直流耐壓對絕緣的考驗不如交流耐壓更接近實際。不能可靠地判斷絕緣的耐壓水平，進(jìn)行直流耐壓試驗之后，往往還需要進(jìn)行交流耐壓試驗。

3 絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)

絕緣耐壓試驗標(biāo)準(zhǔn)主要分為兩類，一類是對電纜進(jìn)行敷設(shè)后的檢查，一類是對設(shè)備件及電纜進(jìn)行出廠介電性能測試。根據(jù)目前鐵路車輛耐壓實際情況及今后發(fā)展方向，本次主要對國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)﹑歐洲標(biāo)準(zhǔn)﹑中國國家標(biāo)準(zhǔn)﹑中國鐵路標(biāo)準(zhǔn)﹑電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析與研究。

4 標(biāo)準(zhǔn)對比

對上述選定的研究標(biāo)準(zhǔn)，分析標(biāo)準(zhǔn)中絕緣耐壓部分，主要內(nèi)容包含：標(biāo)準(zhǔn)適用范圍，國內(nèi)應(yīng)用，測試環(huán)境，測試流程，絕緣判斷，耐壓值，耐壓方法，耐壓合格判斷，耐壓電源等。

IEC60077-1999﹑GB/T21413-2008﹑TB/T1333-2002內(nèi)容完全一致，以下僅研究IEC60077-1999。

GB/T14894-2004耐壓部分引用TB/ T1333規(guī)定，絕緣部分引用IEC60077規(guī)定，不對其進(jìn)行專項研究。

GB/T7928-2003耐壓部分引用TB/ T1333與TB/T2227-1996規(guī)定，絕緣部分引用TB/T2249-1996規(guī)定，不對其進(jìn)行專項研究。

TB/T1795-2003耐壓部分引用TB/ T1333與TB/T2227-1996規(guī)定，絕緣部分引用TB/T2249-1996規(guī)定，不對其進(jìn)行專項研究。

EN50343-2003﹑EN50215-1999只是將絕緣與耐壓分開研究，本次研究作為一個整體。

TB/T2249-1996﹑TB/T2227-1996只是將絕緣與耐壓分開研究，本次研究作為一個整體。

表1根據(jù)額定絕緣電壓確定的耐壓值

5 標(biāo)準(zhǔn)分析研究

5.1適用范圍

GB/T3048-2007﹑DL474.4-1992作為國家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其絕緣耐壓值對鐵路車輛只有參考價值，不完全適用與鐵路行業(yè)耐壓標(biāo)準(zhǔn)；IEC60077-1999是機車車輛設(shè)備件進(jìn)行耐壓的標(biāo)準(zhǔn)，TB/ T1484.1-2001是電纜訂貨技術(shù)條件進(jìn)行耐壓的標(biāo)準(zhǔn)；其它標(biāo)準(zhǔn)均可應(yīng)用于鐵路機車車輛及城軌車輛電纜敷設(shè)后耐壓。

GB/T12817-2004﹑TB/T2249-1996﹑TB/T2227-1996只能應(yīng)用于200km以下速度等級的鐵路客車，不適用于高速列車絕緣耐壓試驗。如以上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定交流回路耐壓值為1500V，直流回路耐壓值為1000V，但現(xiàn)在動車組中，直流回路電壓已經(jīng)高達(dá)1500V，交流回路電壓有25000V，以此標(biāo)準(zhǔn)做耐壓試驗已經(jīng)沒有意義。

IEC60077-1999﹑IEC1133-1992﹑EN50343-2003﹑EN50215-1999作為國內(nèi)現(xiàn)有動車組（CRH1﹑CRH3﹑CRH5）及地鐵車輛耐壓標(biāo)準(zhǔn)。適合多電壓等級及高速運行條件。

5.2應(yīng)用環(huán)境

各標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用環(huán)境建議選擇IEC60077-1999，海拔：≤1400m，溫度：-25℃～40℃，濕度：≤95%，此工作環(huán)境可滿足絕大部分鐵路車輛運行條件。

5.3測試流程

部分標(biāo)準(zhǔn)（如EN50343-2003）規(guī)定了測試流程為絕緣-耐壓-絕緣，部分標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T12817-2004）規(guī)定測試流程為絕緣-耐壓，部分標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定測試流程為絕緣-耐壓-絕緣，但實際應(yīng)用測試流程為絕緣-耐壓-絕緣。為發(fā)現(xiàn)耐壓試驗過程中是否存在絕緣破壞，測試流程建議采用EN50343-2003標(biāo)準(zhǔn)（絕緣-耐壓-絕緣），前后兩次測試絕緣電阻偏差不超過10%。

5.4絕緣電阻

絕緣的目的是為耐壓前進(jìn)行絕緣性能的初步測試，在各個標(biāo)準(zhǔn)中，對絕緣電阻測量值及所有儀表有不同規(guī)定。建議在適用車型的基礎(chǔ)上，采用最為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

5.5耐壓值

在試驗中，根據(jù)不同電壓等級的線路或設(shè)備施加不同的電壓，各標(biāo)準(zhǔn)耐壓值見表1。

通過表1數(shù)值，發(fā)現(xiàn)耐壓值有所差異，但各耐壓值經(jīng)驗證均可有效發(fā)現(xiàn)電纜敷設(shè)過程中造成的絕緣損傷。

5.6升壓方法

總結(jié)以上標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合安全生產(chǎn)需要，建議綜合以上升壓方法，采用從0V開始升壓，在電壓達(dá)到規(guī)定值的50%以前，盡快升壓，電壓在50%到75%之間采用以可以讀出電壓數(shù)值的速度升壓，當(dāng)達(dá)到75%電壓之后，以2%的速度上升到規(guī)定值，儀表顯示值偏差在規(guī)定值的3%以內(nèi)。升壓過程中，注意傾聽﹑觀察是否出現(xiàn)電流突然增大﹑電壓閃絡(luò)等現(xiàn)象，如出現(xiàn)此問題，立即切斷電源。耐壓時間建議采用1分鐘，觀察電流在1分鐘內(nèi)無明顯變化。

5.7耐壓判斷

各標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定耐壓合格的判斷為無閃爍或擊穿，建議根據(jù)各車型車輛實際特點，增加泄漏電流數(shù)值，以防止部分線路泄漏電流過大。

5.8耐壓電源

耐壓電源建議根據(jù)GB/T3048-2007要求，電源頻率根據(jù)試驗電纜應(yīng)用環(huán)境決定，試驗電壓峰值與有效值之比為1.662～1.802，諧波含量不超過5%。

6 結(jié)論及建議

現(xiàn)絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)的引用，因車型不同，各不相同，并存在設(shè)備件耐壓引用線纜敷設(shè)耐壓標(biāo)準(zhǔn)，建議國內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。為更好的滿足國際市場需求，建議國內(nèi)地鐵﹑動車組﹑鐵路客車采用IEC60077-1999（鐵路應(yīng)用-機車車輛電氣設(shè)備）﹑EN50343-2003（鐵路設(shè)施.鐵路車輛.電纜敷設(shè)的安裝規(guī)則）﹑EN50215-1999（鐵路應(yīng)用機車車輛制造落成后投入使用前的試驗）。

[1]閆靜，馬志瀛．高電壓等級真空滅弧室絕緣結(jié)構(gòu)的研究[J]．真空電器技術(shù)，2005 （06）：6-8．

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