高速鐵路供電電纜常見(jiàn)故障分析及日常檢修維護(hù)

王亞鵬（鄭州鐵路局鄭州供電段，河南鄭州　450000）

高速鐵路供電電纜常見(jiàn)故障分析及日常檢修維護(hù)

王亞鵬
（鄭州鐵路局鄭州供電段，河南鄭州450000）

本文重點(diǎn)介紹京廣高鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，根據(jù)高鐵接觸網(wǎng)供電電纜運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的安全隱患，不斷探索完善高鐵供電電纜檢修模式及重點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，找出供電電纜薄弱環(huán)節(jié)，采取有針對(duì)性防護(hù)措施。針對(duì)電纜運(yùn)行特點(diǎn)，開(kāi)展各項(xiàng)檢查、監(jiān)測(cè)等有針對(duì)性的監(jiān)控措施，及時(shí)掌握供電電纜運(yùn)行狀態(tài)，消除設(shè)備隱患，取得了較好的預(yù)期效果。

高鐵接觸網(wǎng)供電電纜

1　前言

圖2　電纜鎧裝層進(jìn)水

圖3　電纜彎曲半徑不夠

圖4　電纜未進(jìn)行隔離，建筑垃圾進(jìn)行填埋

高鐵樞紐地區(qū)接觸網(wǎng)供電較復(fù)雜，接觸網(wǎng)供電線大量采用27.5Kv單芯供電電纜，電纜大多采用直埋方式。隨著電纜的使用越來(lái)越普遍，而由電纜故障影響行車的事例也越來(lái)越多。京廣高鐵開(kāi)通出現(xiàn)幾次電纜故障，這些電纜故障給行車及運(yùn)輸組織造成了嚴(yán)重干擾。吸取京廣高鐵電纜故障教訓(xùn)，電纜管理應(yīng)成立專業(yè)電纜檢修維護(hù)隊(duì)伍，配備電纜檢測(cè)儀器，研發(fā)電纜監(jiān)控設(shè)備，通過(guò)較全面的電纜檢測(cè)，對(duì)電纜運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，進(jìn)而有效的保證接觸網(wǎng)設(shè)備的正常供電。

2　電纜故障分析

2.1供電電纜產(chǎn)生主要原因

根據(jù)電纜運(yùn)行情況，電纜故障主要以下幾方面造成。

2.1.1電纜本體制造原因

電纜在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題有絕緣偏心、絕緣屏蔽層厚度不均勻、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、電纜受潮、絕緣金屬護(hù)套密封不嚴(yán)等，此類缺陷大部分在電纜生產(chǎn)過(guò)程中已形式缺陷，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中存在嚴(yán)重安全隱患。最終導(dǎo)致電纜擊穿故障。電纜本體擊穿、圖1所示：電纜鎧裝層進(jìn)水圖2所示：

圖5　電纜終端損傷

圖6　電纜護(hù)套被利器劃傷

圖7　電纜鎧裝層被大型機(jī)械損傷

2.1.2施工原因

電纜在施工規(guī)程中未按照規(guī)范進(jìn)行施工等造成電纜彎曲半徑過(guò)小，部分場(chǎng)所受擠壓損傷或者施工過(guò)程中電纜遭到利器刮傷，重物砸傷，造成電纜外護(hù)套或者電纜內(nèi)部絕緣層損傷，圖3-5所示：

2.1.3外部環(huán)境原因

外部損傷主要是電纜路徑附近人工利用尖利器械或者大型機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖，碾壓，造成電纜備挖斷或者備撞擊、擠壓后電纜外護(hù)套、鎧裝層、主絕緣造成損傷從而導(dǎo)致電纜擊穿，圖6-7所示：

3　電纜檢測(cè)分析

通過(guò)京廣高鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)兩年多來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，電纜終端為電纜故障多發(fā)環(huán)節(jié)，電纜終端是電纜日常檢修及維護(hù)重點(diǎn)。電纜本體故障較少，主要是施工及外部環(huán)境造成的設(shè)備故障，為了加強(qiáng)高壓電纜的管理，電纜應(yīng)該成立專門檢修班組，配備專業(yè)檢測(cè)工具，對(duì)電纜實(shí)行專人專業(yè)管理。目前電纜運(yùn)營(yíng)過(guò)程中主要采取的檢測(cè)手段由以下幾種方式：

3.1屏鎧絕緣電阻測(cè)量

每段電纜每年均要運(yùn)用5000V兆歐表進(jìn)行屏鎧絕緣電阻檢測(cè)。外鎧對(duì)地不小于1MΩ/Km；內(nèi)屏蔽對(duì)外鎧不小于0.5 MΩ/Km。通過(guò)屏鎧絕緣電阻測(cè)量可以初步判斷電纜本體是否存在接地。

3.2接地電阻測(cè)量

接地電阻測(cè)量主要測(cè)量屏鎧引線接地端子的接地電阻。屏鎧引線接地端子要接入綜合貫通地線，接地電阻不得大于1Ω。采用單獨(dú)接地體的，接地電阻不得大于10Ω。

3.3紫外成像檢測(cè)電暈放電

電纜終端“病態(tài)”運(yùn)行電纜終端附件會(huì)產(chǎn)生電暈和表面局部放電現(xiàn)象，電暈和放電部位將大量輻射紫外線，通過(guò)紫外成像利用電暈和表面局部放電的產(chǎn)生和增強(qiáng)簡(jiǎn)介評(píng)估運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣設(shè)備的安全隱患。

3.4紅外成像測(cè)溫

對(duì)于電力設(shè)備到處可見(jiàn)的導(dǎo)線和連接件，電力設(shè)備的很多裸露工作部件，由于在成年累月的運(yùn)行中，受環(huán)境溫度變化、污穢覆蓋、有害氣體腐蝕、風(fēng)雨雪霧等自然力的作用，再加上人為設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)?shù)纫蛩兀鶗?huì)造成設(shè)備老化、損壞和接觸不良，必將導(dǎo)致介質(zhì)損耗增大，泄漏電流增大和接觸電阻的增大，從而引起相應(yīng)的局部發(fā)熱而溫度升高，紅外熱像儀能夠接收紅外線，生成紅外圖像或熱輻射圖像，并且能夠提供精確的非接觸式溫度測(cè)量功能，平時(shí)通過(guò)對(duì)電纜終端及其零部件的檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，采取補(bǔ)救措施，避免發(fā)生設(shè)備故障

3.5局部放電檢測(cè)

放電是指電氣設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)中某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)的放電現(xiàn)象，這種放電使絕緣結(jié)構(gòu)在該區(qū)域內(nèi)被破壞，主絕緣并未發(fā)生貫穿性擊穿，但若局部放電長(zhǎng)期存在，在一定條件下可造成設(shè)備主絕緣電氣強(qiáng)度的下降和損壞。測(cè)量局部放電是發(fā)現(xiàn)絕緣早期故障的最有效的方法之一。局部放電是故障的表現(xiàn)，需要及時(shí)修理，時(shí)間稍長(zhǎng)，會(huì)造成嚴(yán)重后果。通過(guò)局部放電檢測(cè)儀定期對(duì)電纜及其附屬設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，掌握設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)，為電纜日常維護(hù)提供技術(shù)支持。

3.6外鎧泄露電流檢測(cè)

正常時(shí)，電纜屏鎧一端接地，另一端通過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地，電纜屏鎧不能構(gòu)成閉合回路，泄漏電流很小。當(dāng)電纜護(hù)套破損或絕緣下降造成多點(diǎn)接地時(shí)，屏鎧通過(guò)大地構(gòu)成閉合回路，屏鎧電流急劇升高，裝置測(cè)得屏鎧電流超過(guò)限界值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警音響信號(hào)。監(jiān)控報(bào)警中心通過(guò)GPS對(duì)故障電纜進(jìn)行自動(dòng)定位，管理維修人員能及早檢查處理故障，避免重大事故發(fā)生。

4　結(jié)語(yǔ)

高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備電纜故障成為影響供電安全的慣性故障，我段經(jīng)過(guò)近兩年的努力，發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律，采取了一些措施，取得了較好的效果，但還不能很好的掌握電纜運(yùn)行規(guī)律。分析高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備特點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)管理單位總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)電纜故障防范措施很重要，但更為重要的是從設(shè)計(jì)源頭規(guī)范電纜設(shè)計(jì)，規(guī)范施工標(biāo)準(zhǔn)，才能標(biāo)本兼治。在今后的高鐵建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)與設(shè)計(jì)和施工單位的溝通，施工過(guò)程中加強(qiáng)電纜敷設(shè)施工的監(jiān)護(hù)，避免外部環(huán)境及施工隊(duì)電纜造成損傷，電纜病態(tài)運(yùn)行，埋下安全隱患。

王亞鵬（1987—），男，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)主要從事于高速鐵路供電研究工作。