地鐵車站整流變壓器更換方案探討與實(shí)踐

唐宇軒

（鐵科院（北京）工程咨詢有限公司 深圳分公司，廣東 深圳 518000）

深圳地鐵1 1 號(hào)線工程供電系統(tǒng)線路全長(zhǎng)約51.697 km，其中地下線占線路總長(zhǎng)的76.26%；高架線占線路總長(zhǎng)的21.23%[1-2]。由11號(hào)線新建的機(jī)場(chǎng)北主所、7號(hào)線新建的僑城東主所、6號(hào)線待建的松崗主所及1號(hào)線已建成西鄉(xiāng)主所共同承擔(dān)本工程的供電負(fù)荷。全線共設(shè)24座高壓變電所，其中高架站變電所4座、高架區(qū)間所2座、地下站變電所14座、地下區(qū)間所2座、松崗車輛段變電所1座、機(jī)場(chǎng)北停車場(chǎng)變電所1座。24座變電所中，35 kV高壓變電所24座，400 V降壓變電所（含跟隨所）42座。供電系統(tǒng)采用110/35 kV兩級(jí)供電、DC 1 500 V牽引供電模式；接觸網(wǎng)采用柔性鏈形懸掛（高架段）+剛性懸掛（地下段）+柔性彈性簡(jiǎn)單懸掛（段場(chǎng)）形式。

1 項(xiàng)目概況

1.1 事件概述

深圳地鐵11號(hào)線于2016年6月30日開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，2016年8月2日運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員在巡視紅樹(shù)灣南站變電所時(shí)發(fā)現(xiàn)RT1整流變壓器發(fā)生放電現(xiàn)象，隨即通知電力調(diào)度立即停電進(jìn)行檢查，檢查未發(fā)現(xiàn)異常后通知電力調(diào)度進(jìn)行送電，送電后35 kV饋線柜跳閘，隨后檢查發(fā)現(xiàn)整流變壓器B相氣道、變壓器頂部及底部均有熏黑跡象。RT1整流變壓器退出運(yùn)行后僅由RT2整流變壓器運(yùn)行，由于紅樹(shù)灣南站臨近紅樹(shù)灣公園景區(qū)，人流量較大，車公廟—紅樹(shù)灣南區(qū)間為大長(zhǎng)區(qū)間，深圳地鐵11號(hào)線屬于最高時(shí)速120 km、大編組（6M2T）的線路，牽引負(fù)荷較大，單臺(tái)運(yùn)行時(shí)存在運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)，為確保11號(hào)線安全運(yùn)營(yíng)，需盡快將紅樹(shù)灣南站燒損的整流變壓器進(jìn)行更換。

1.2 原因分析

使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查冒煙的氣道中是否存在擊穿點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)氣道中存在大量樹(shù)枝放電痕跡，但未發(fā)現(xiàn)明顯擊穿點(diǎn)。隨后對(duì)整流變壓器的直阻及變比進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果均在正常范圍內(nèi)。

由于發(fā)現(xiàn)變壓器放電時(shí)間剛好處于臺(tái)風(fēng)天氣，紅樹(shù)灣南站為位于近海的地下車站，空氣濕度達(dá)到95%以上。設(shè)備房中變壓器頂部距風(fēng)管距離僅為50 mm，且在風(fēng)管上包裹了一層保溫棉。此事故發(fā)生時(shí)間距11號(hào)線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)時(shí)間較近，初步判斷可能為變壓器繞組桶澆注時(shí)內(nèi)部存在少許毛刺，停電后復(fù)送電時(shí)勵(lì)磁涌流較大，在施工或運(yùn)營(yíng)維護(hù)時(shí)，有少許保溫棉掉落至氣道中，保溫棉遇潮濕空氣后導(dǎo)致絕緣性能降低，絕緣被輕微擊穿，發(fā)生樹(shù)枝放電，保溫棉及環(huán)氧樹(shù)脂遇熱產(chǎn)生黑煙將變壓器頂部及底部熏黑。

2 工程難點(diǎn)

RT2整流變壓器室位于RT1整流變壓器室與11號(hào)線軌行區(qū)之間，如從11號(hào)線軌行區(qū)運(yùn)輸更換RT1整流變壓器，需將RT2整流變壓器拆除，由于車公廟—紅樹(shù)灣南區(qū)間及紅樹(shù)灣南—后海區(qū)間均為大長(zhǎng)區(qū)間，如果將紅樹(shù)灣南站RT2整流變壓器拆除長(zhǎng)時(shí)間施行越區(qū)供電，可能會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)安全造成一定影響。紅樹(shù)灣南站使用的整流變壓器容量為3 600 kVA，變壓器本體體積較大，整流變壓器高度為3 150 mm，運(yùn)輸軌道車高度為800 mm，11號(hào)線匯流排至軌面高度為3 980 mm。出于運(yùn)輸安全考慮及軌行區(qū)限界要求，變壓器運(yùn)輸時(shí)不能橫放在運(yùn)輸軌道車上，在紅樹(shù)灣南站設(shè)備房運(yùn)輸變壓器時(shí)需將變壓器調(diào)轉(zhuǎn)90°，為滿足此要求，變壓器上方凈空最好預(yù)留40 mm變壓器轉(zhuǎn)向操作空間。變壓器本體高度加運(yùn)輸軌道車及預(yù)留轉(zhuǎn)向操作空間高度已超出匯流排至軌面高度，所以更換變壓器需將設(shè)備房處的接觸網(wǎng)及架空地線拆除。11號(hào)線已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，如在軌行區(qū)更換RT1整流變壓器需拆除RT2整流變壓器及設(shè)備房處接觸網(wǎng)，勢(shì)必影響11號(hào)線正常運(yùn)營(yíng)。

RT1整流變壓器室位于9號(hào)線軌行區(qū)邊上，當(dāng)時(shí)9號(hào)線尚處于試運(yùn)營(yíng)階段，需借助停車調(diào)試時(shí)間進(jìn)行變壓器更換。但RT1整流變壓器室靠9號(hào)線軌行區(qū)墻外側(cè)安裝有電纜支架20套、警用通信漏纜1根、專用通信漏纜1根、民用通信漏纜2根、動(dòng)力專業(yè)管線9根、FAS管線2根、光纜1根、雜散電流電纜1根，如需拆除此面墻體進(jìn)行變壓器更換必須先將上述管線拆除。此項(xiàng)施工涉及2條地鐵線路，且涉及的專業(yè)較多，施工單位較多，協(xié)調(diào)管理難度較大。

3 施工方案

施工地點(diǎn)位于紅樹(shù)灣站大里程末端27軸與28軸之間，施工內(nèi)容包括：原有變壓器的拆除運(yùn)輸，更換變壓器的運(yùn)輸、安裝及變壓器連接線纜的拆除、恢復(fù)，運(yùn)輸通道墻體及管線、線纜拆除恢復(fù)，變壓器運(yùn)輸位置的接觸網(wǎng)、架空地線拆除、恢復(fù)。

（1）墻面管線拆除。施工計(jì)劃先將外墻上的線管進(jìn)行拆除，分別需拆除通信漏泄同軸電纜、動(dòng)力照明管線、消防管線、電纜支架及電纜。

（2）通信漏泄同軸電纜拆除方法。從紅樹(shù)灣里程起點(diǎn)開(kāi)始拆除漏泄同軸電纜卡扣，拆除至過(guò)運(yùn)輸通道2 m位置，將漏泄同軸電纜卡扣拆除完成后放置在地面上。

注意事項(xiàng)：漏泄同軸電纜拆除時(shí)應(yīng)輕拿輕放，不能用力拉拽和存在彎曲半徑小于400 mm的情況；施工時(shí)注意墻體上有無(wú)釘子、鋼筋等容易劃傷漏泄同軸電纜表面的東西，平移過(guò)程中不得使其表面受傷；電纜及管線拆除時(shí)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須穿防護(hù)服裝、佩戴安全帽；高空作業(yè)施工人員必須系好安全帶，使用梯子時(shí)必須有人扶梯才能進(jìn)行作業(yè)。

（3）動(dòng)力照明管線拆除方法。管線內(nèi)電纜在就近接線盒處斷開(kāi)，抽出電纜拆除鋼管卡扣，拆除運(yùn)輸通道范圍內(nèi)4 m管線。

注意事項(xiàng)：動(dòng)力照明管線拆除前確認(rèn)管線內(nèi)電纜是否停電，確保此電纜已不帶電；管線拆除時(shí)應(yīng)注意內(nèi)部電纜的保護(hù)，不能使其受到損傷；電纜拆除時(shí)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須穿防護(hù)服裝、佩戴安全帽；高空作業(yè)施工人員必須系好安全帶，使用梯子時(shí)必須有人扶梯才能進(jìn)行作業(yè)。

（4）消防管線拆除方法。在站臺(tái)端頭手動(dòng)操作箱接線處拆除，然后從電纜起點(diǎn)開(kāi)始拆除管線，將電纜逐步抽出。

注意事項(xiàng)：管線拆除時(shí)應(yīng)注意內(nèi)部電纜的保護(hù)，不能使其受到損傷；電纜拆除時(shí)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須穿防護(hù)服裝、佩戴安全帽；高空作業(yè)施工人員必須系好安全帶，使用梯子時(shí)必須有人扶梯才能進(jìn)行作業(yè)。

（5）電纜支架及電纜拆除方法?，F(xiàn)將電纜支架上線纜扎帶解綁，從電纜井和拐彎預(yù)留處將電纜導(dǎo)至運(yùn)輸通道處，放置在運(yùn)輸通道位置站臺(tái)下方，不影響終端設(shè)備的正常使用[3-4]。

注意事項(xiàng)：電纜拆除過(guò)程中不得硬拉硬拽，確認(rèn)固定扎帶都解綁后，電纜移出支架位置平緩不能有90°折彎；在電纜移出支架電纜受力位置使用電纜皮進(jìn)行防護(hù)，以免受力處損壞。

（6）接觸網(wǎng)、架空地線拆除。接觸網(wǎng)拆除前必須驗(yàn)電、兩端掛設(shè)接地線。接觸網(wǎng)在X03錨段整體抬高35 cm，從渡01-1至01-6逐漸抬高，在01-3、01-4位置抬高35 cm，同時(shí)將接觸網(wǎng)向外側(cè)移動(dòng)200 mm，使用鐵線固定在吊柱上，固定時(shí)加墊防護(hù)，以免匯流排受到損傷。架空地線需整個(gè)錨段進(jìn)行拆除。

（7）墻體拆除。墻體拆除前對(duì)線纜管線進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)墻體拆除過(guò)程中不會(huì)傷及其他設(shè)備。墻體拆除先上后下，拆除過(guò)程中應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的安全性，搭設(shè)必須的安全操作架和卸荷支撐，在留用部分和拆除部分劃好分界線，使用水鉆密排鉆孔，再用鋼鑿輕輕修平預(yù)留部分，敲擊拆除部分時(shí)不得傷及預(yù)留部分。

（8）運(yùn)輸平臺(tái)搭設(shè)。為了保證運(yùn)輸平臺(tái)使用安全性，使用枕木從地面搭設(shè)至與房間地面平齊，枕木之間使用抓釘固定牢固，在頂面先鋪一層5 cm木板使用鐵釘與枕木固定牢固，然后使用鋼板滿鋪。在軌道車平板上加墊2根枕木作為變壓器運(yùn)輸導(dǎo)軌（枕木厚度160 mm），在頂部鋪設(shè)木板、鋼板，使其與RT1整流變壓器設(shè)備房地面高差在5 mm以內(nèi)。

（9）變壓器運(yùn)輸。變壓器吊卸地點(diǎn)選在僑城東車輛段裝車線進(jìn)行吊卸作業(yè)，為了減少軌行區(qū)行車次數(shù)，先將新到變壓器吊裝至軌道車，變壓器裝車時(shí)靠近車頭方向，為需要更換的變壓器預(yù)留擺放位置，將新變壓器運(yùn)至紅樹(shù)灣變電所，將原有變壓器運(yùn)至軌道車平板，再將新到變壓器運(yùn)至設(shè)備房?jī)?nèi)，軌道車將原有變壓器運(yùn)至僑城東車輛段進(jìn)行吊卸。

由于設(shè)備房整流變壓器頂部風(fēng)管高度僅為3 200 mm，變壓器輪子無(wú)法安裝，所以先使用千斤頂抬起下方鋪設(shè)鋼板，然后分別在變壓器底座4個(gè)角安裝“地坦克”，分別在設(shè)備房及軌行區(qū)地面使用4顆膨脹螺栓安裝1根300 mm長(zhǎng)的工字鋼，使用2個(gè)10 t鏈條葫蘆作為防溜尾措施及牽引，緩慢將變壓器牽引至軌道車平臺(tái)并完成轉(zhuǎn)向。使用4個(gè)千斤頂支在變壓器底架4個(gè)支撐點(diǎn)上，同時(shí)操作頂升變壓器，逐層拆除變壓器下方鋼板、枕木[5-7]。將需更換的變壓器在軌道車平臺(tái)上進(jìn)行固定后，再通過(guò)運(yùn)輸平臺(tái)將新變壓器運(yùn)輸至設(shè)備房，將變壓器調(diào)整至與基礎(chǔ)孔洞位置一致后，采用焊接方式進(jìn)行固定，焊接完成后要對(duì)焊接處進(jìn)行防銹處理。

變壓器完成更換后進(jìn)行電纜恢復(fù)時(shí)確認(rèn)各組電纜接線位置是否正確，恢復(fù)時(shí)必須進(jìn)行校線，確保電纜接線的正確性，施工完成后施工負(fù)責(zé)人對(duì)螺栓的緊固情況進(jìn)行檢查，確保電纜連接牢固。

電纜接線恢復(fù)完成后對(duì)每組電纜孔洞進(jìn)行防火封堵，先使用防火板作為托盤在地板固定，內(nèi)部填充防火包，然后頂部使用防火板密封，電纜周圍縫隙使用防火泥進(jìn)行填充。

變壓器安裝完成后進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)，按照變壓器出廠參數(shù)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備采購(gòu)合同要求對(duì)變壓器進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試[8-9]，測(cè)試合格后出具試驗(yàn)報(bào)告，投入空載運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工程建設(shè)相關(guān)單位的大力協(xié)作下，紅樹(shù)灣南站RT1整流變壓器于2016年10月3日如期完成更換，于2016年10月7日完成調(diào)試，進(jìn)行空載運(yùn)行。本方案涉及專業(yè)較多、工期較短、施工協(xié)調(diào)管理難度大，但方案的成功實(shí)施可為地鐵工程建設(shè)提供參考。