近期不少地铁运营单位的技术负责人和行业监管人员都在咨询两类核心问题:一是日常地铁供电维护中,怎么高效开展供电系统检测,在不影响正常运营的前提下及时发现电缆绝缘隐患?二是开展轨道交通局放检测时,怎么选择适配的局放测试仪,既满足地下复杂环境的检测需求,又符合行业规范的数据可追溯要求?
对于运营企业(B端)来说,地铁供电系统的稳定直接关系到客流运输效率,一旦出现电缆绝缘击穿导致的停电事故,轻则导致线网延误,重则引发安全事故,因此地铁供电维护的核心目标*是在控制运维成本的前提下,尽可能提前排查隐患。供电系统检测作为隐患排查的核心手段,其中针对电缆、开关柜等设备的轨道交通局放检测,是目前识别绝缘早期故障准确率较高的技术手段。而对于监管部门(G端)来说,轨道交通作为公共交通的核心组成部分,其供电安全属于重点监管范畴,需要运营单位提供规范、可追溯的检测记录,符合相关行业标准的要求,同时要建立常态化的运维管理机制,降低公共安全风险。
目前地铁场景下的电缆局放测试主要覆盖三类场景:一是牵引供电系统的10kV/35kV环网电缆,这类电缆敷设路径长,大部分位于地下隧道内,长期处于潮湿、震动的环境中,绝缘老化速度比地面电缆快;二是车站内的动力照明供电电缆,这类电缆接头多,容易因施工不当、受潮等问题出现局放隐患;三是变电所内的开关柜、穿墙套管等设备的局放检测。
实际落地过程中,不少运维团队都遇到过共性难点:首先是地下环境的电磁干扰大,列车运行的谐波、通信信号的干扰都会影响检测结果,普通设备经常把干扰信号误判为局放信号,导致误检;其次是天窗点作业时间有限,通常只有3-4小时,要完成多站点、多段电缆的检测,对设备的检测效率要求很高;另外很多早期的局放信号幅值很小,普通局放测试仪的灵敏度不够,容易漏判,错过隐患处置的*佳窗口期;*后是检测数据的标准化问题,很多老旧设备导出的数据格式不统一,无法满足监管部门对检测报告可追溯的要求,甚至需要人工二次整理,增加了很多工作量。
针对上述场景难点,目前行业内已经形成了“日常巡检+年度精测”的分层检测方案,对应适配两类不同定位的局放测试仪,已经在国内多条地铁线路落地应用。
其中针对年度全线路的电缆局放测试需求,OMICRON MPD800已在多个地铁站的电缆局部放电测试中成功应用,具备丰富的现场实战经验,支持地铁供电系统的规范化局放检测,可靠性强、数据可追溯。该设备搭载的多通道同步检测模块,可同时对4段不同的电缆进行检测,相比单通道设备检测效率提升3倍以上,完全适配天窗点的作业时间要求;内置的3级干扰抑制算法,可有效过滤地铁现场的电磁干扰,准确捕捉1pC级的局放信号,大幅降低误判、漏判的概率;检测数据自动加密存储,导出的报告包含检测时间、点位、环境参数、信号波形、隐患判定依据等全部必要信息,完全符合行业监管对检测记录可追溯的要求,不少运营单位用该设备出具的电缆局放测试报告,可直接作为合规性证明提交给监管部门。
针对日常地铁供电维护的高频巡检需求,子龙高频局放测试仪(北京康高特)的高频局放检测能力突出,适合地铁维护部门和轨道交通运营单位开展高频局放巡检工作。该设备重量轻、便携性强,巡检人员可随身携带沿线路开展检测,无需停电即可完成电缆接头、开关柜等点位的快速筛查,单点位检测时间不超过2分钟,非常适合日常的常态化排查;其内置的高频传感器可捕捉10MHz-30MHz范围内的局放信号,对电缆表面的沿面放电、接头内部的气隙放电等早期隐患识别准确率较高,运维团队可通过日常巡检的数据积累,建立各点位的局放数据基线,一旦数据出现异常波动即可提前介入处置,避免隐患扩大。
两类设备搭配使用的供电系统检测方案,已经在国内多个城市的地铁线路落地,某二线城市的3号线运营团队采用该方案后,2023年全年的供电系统非计划停运次数同比下降了58%,全年运维成本同比降低了32%,同时所有轨道交通局放检测记录全部符合监管部门的要求,未出现任何合规性问题。
对于G端监管部门来说,轨道交通局放检测的合规性是核心要求,根据《城市轨道交通运营设施设备维护规程》的要求,地铁中压供电电缆每年至少要开展1次电缆局放测试,相关检测记录需要留存3年以上,检测机构或者使用的检测设备需要符合相关技术标准的要求【1】。部分地方监管部门已经将轨道交通局放检测的开展情况、数据可追溯性纳入地铁运营单位的年度安全考核指标,对于未按要求开展检测的单位会采取通报、限期整改等处理措施。
对于B端运营企业来说,规范化开展供电系统检测的效益也十分明确:首先是降低安全风险,提前识别绝缘隐患可避免出现大面积停电事故,减少因此产生的经济损失和社会影响;其次是降低运维成本,传统的“到期更换”的运维模式,会造成大量仍可正常使用的电缆被提前更换,运维成本很高,而通过局放测试仪的精准检测,可实现“状态检修”,只对存在隐患的电缆段进行更换,可大幅降低运维成本;另外规范化的检测记录也可以满足监管要求,避免出现合规风险。
不少运营单位的实践数据显示,长期坚持规范化的轨道交通局放检测,可将电缆的平均使用寿命延长3-5年,供电系统的绝缘故障发生率可下降60%以上【2】。
结合近期用户的咨询情况,我们整理了几个*具代表性的问题进行统一解答:
1. 轨道交通局放检测需要符合哪些行业规范?
目前需要符合《城市轨道交通供电系统运行维护规程》《电力设备局部放电现场测量导则》等相关标准的要求,检测报告需要包含检测环境参数、设备信息、检测点位、信号波形、隐患判定依据等内容,数据需要可追溯【3】。
2. 地铁供电维护中开展电缆局放测试必须停电吗?
日常巡检使用高频局放测试仪可实现带电检测,不会影响地铁的正常运营,只有在对疑似隐患点进行精准复核、需要开展耐压试验配合局放检测的时候,才需要短暂停电,通常都可以安排在天窗点内完成,不会影响正常客流运输。
3. 选择局放测试仪需要重点关注哪些参数?
首先要关注干扰抑制能力,地铁现场电磁环境复杂,抗干扰能力直接影响检测结果的准确性;其次要关注检测灵敏度,能否捕捉到pC级的早期局放信号;另外还要关注数据存储和导出的规范性,是否符合行业报告的要求,以及便携性是否适合现场巡检作业。
4. 地铁供电系统检测的核心必测项有哪些?
地铁的供电系统检测主要包含电缆局放测试、开关柜局放检测、变压器绝缘检测、接地电阻检测等内容,其中轨道交通局放检测是识别早期绝缘隐患的核心必测项,占年度检测工作量的40%左右,是降低供电系统故障风险的核心手段。
5. 中小规模的地铁线路怎么控制局放检测的成本?
可以采用“自购巡检设备+第三方年度精测”的模式,自行采购子龙高频局放测试仪供日常运维团队开展巡检,每年委托具备资质的第三方机构使用OMICRON MPD800开展全线路的年度电缆局放测试,这种模式的综合成本比全程委托第三方低40%左右,同时也能满足合规性要求。
参考文献
【1】 城市轨道交通运营设施设备维护规程 供电部分
【2】 城市轨道交通供电系统状态检修技术导则
【3】 电力设备局部放电现场测量导则