淺談電纜故障成因和防范措施

周喜茹

（神池縣供電公司，山西 神池 036100）

淺談電纜故障成因和防范措施

周喜茹

（神池縣供電公司，山西 神池 036100）

針對廣州南站武廣高鐵運(yùn)行中用于供電的電纜在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的一些列供電安全隱患問題，進(jìn)行分析總結(jié)。結(jié)合生活中的實(shí)際情況和高鐵在運(yùn)行中對安全的要求，對供電電纜的鋪設(shè)環(huán)境、故障的類型、故障產(chǎn)生的原因和預(yù)防方法等進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并得出了一些防止供電電纜出現(xiàn)問題的經(jīng)營條例，減少電纜故障的風(fēng)險，增強(qiáng)電纜的工作能力和增加供電的可靠性，有利于安全供電。

高鐵；供電線路；電纜故障；保護(hù)措施

0 引言

隨著電氣化鐵路的產(chǎn)生和發(fā)展，高速鐵路對接觸網(wǎng)工作的穩(wěn)定性和供電需求的要求日益嚴(yán)苛。廣供電發(fā)〔2012〕59號文中明確提到“接觸網(wǎng)的電壓為27.5 kV，供電電纜應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)。”因此可以得出接觸網(wǎng)對供電電纜具有重大的作用。接觸網(wǎng)同架空線路比較，更具有簡單、方便的優(yōu)勢。在鐵路電網(wǎng)的修建中難以替代的就是接觸網(wǎng)，且應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。

1 供電電纜的描述

1.1 供電電纜發(fā)展概況

我國開始有電纜是在20世紀(jì)30年代。近幾年，尤其以交聯(lián)聚乙烯電纜的供電電纜，在鐵路特定的供電系統(tǒng)（27.5 kV）中得到了充分的利用。

1.2 供電電纜線路的優(yōu)、缺點(diǎn)

在鐵路供電系統(tǒng)中，輸送和安排具有大頻率電能的設(shè)施有兩種方式，分別是架空線路和供電電纜。兩者有不同的作用。供電電纜的敷設(shè)范圍廣，可以適應(yīng)不同的環(huán)境，如地下、水底等，能夠長時間、遠(yuǎn)距離地輸電并滿足安全傳輸電力的需要，其缺點(diǎn)是投資成本高、尋找故障與維護(hù)困難。而架空線路具有成本低、構(gòu)造簡單、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。除此之外，因?yàn)閺V州南站選用的是多條電纜共同鋪設(shè)的方式，使電纜在調(diào)節(jié)方面所花時間較長。在電纜整治時期，由于一條供電電纜供多個停電單元使用，一旦此時發(fā)生通地故障，故障所引起的范圍則被擴(kuò)大。

1.3 供電電纜的作用

一般情況下供電電纜線路都是放在隧道、管道、溝道中或被埋在地下（水下）。隨著科技的發(fā)展和我國鐵路供電事業(yè)的進(jìn)步，在供電線路中，選擇供電電纜作為架空供電線路的手段之一，完成架空供電線路不能做到的事。

1.4 電纜故障概

2010年01年08日，廣州南動車段閉開所295 線路動車段一、二級庫門前103道、104道上網(wǎng)開關(guān)（610#，611#）處發(fā)生電纜事故。產(chǎn)生該故障的原因是施工單位沒有按施工的要求合理施工，使上網(wǎng)點(diǎn)電纜頭以為，導(dǎo)致帶電結(jié)構(gòu)與肩架角鋼距離小，產(chǎn)生放電行為。2010 年05月12日，廣州南變電所223饋線在動走B線10#桿下涵洞口朝著變電所方向1 440 m處的供電電纜的中間部分的接地處被擊穿。產(chǎn)生問題的原因是電纜中間接頭處的生產(chǎn)不合格，導(dǎo)致被擊穿放電。

1.5 供電電纜故障產(chǎn)生的原因

（1）供電電纜制造缺陷。電纜的質(zhì)量很大程度上決定著供電安全。在生產(chǎn)過程中電纜容易出現(xiàn)不一致絕緣屏蔽厚度、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、絕緣偏離、不光滑的內(nèi)外屏蔽層、電纜金屬保護(hù)套的密封不緊等質(zhì)量問題。

（2）供電電纜機(jī)械損傷。在所有的電纜事故中機(jī)械損傷產(chǎn)生的事故所占比例大。通常的機(jī)械損傷有以下三種：第一種：在安裝過程中的損傷。在安裝時不可避免出現(xiàn)拉壞、碰傷電纜，或彎曲角度大而損傷電纜。第二種：直接因外力損傷。這方面的損壞主要因交通運(yùn)輸和施工產(chǎn)生。第三種：自然力造成的損傷。到受自然力和內(nèi)部絕緣膠膨脹作用下的中間接頭和最終接頭造成電纜護(hù)套毀壞等。

（3）供電電纜絕緣受潮。由于中間接頭或終端頭等零件密封不嚴(yán)或粗糙的安裝而造成絕緣受潮。

（4）供電電纜過熱。因?yàn)殡娎|絕緣內(nèi)部的氣流流動導(dǎo)致局部過熱，使絕緣炭化。或電纜超出承受范圍都會產(chǎn)生大量的熱量，從而是電纜絕緣的損壞速度加快。

（5）過電壓過電壓通常指大氣過電壓（雷擊）和電纜內(nèi)部過電壓。從實(shí)際情況來看，大量的戶外終端頭事故產(chǎn)生的原因是雷擊。

（6）施工環(huán)境差。在電壓為27.5 kV的電氣化鐵路，采用交聯(lián)聚乙烯絕緣供電電纜專門定制的戶外終端頭。在安裝過程中，要注意施工現(xiàn)場應(yīng)保持干凈、無塵，不超過80%相對濕度，周圍的環(huán)境溫度不低于0 ℃。

2 電纜故障的防范措施

2.1 加強(qiáng)電纜巡視

很多的電纜線路事故是因?yàn)橥饬C(jī)械損傷造成的。防止電纜線路被外力機(jī)械破壞的有效途徑，就必須加強(qiáng)電纜線路的巡視工作，制訂符合實(shí)際情況的巡視條例，保證巡視時間。在巡視過程中巡視工作人員必須仔細(xì)填寫巡視記錄，要時刻留意電纜線路附近是否存在工務(wù)機(jī)構(gòu)或有無其他施工單位近期曾在這里施工，并要注意電纜線路上是否有大堆物品。在巡視過程中一旦發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生對電纜線路有害的行為，應(yīng)及時采取行動予以阻止，必要時必須向有關(guān)部門進(jìn)行報告。

2.2 避免高低壓電纜同溝敷設(shè)

在電氣化鐵路為10 kV中電力電纜中特別容易產(chǎn)生單相接地的事故。如果處理不當(dāng)，電纜會因電流太大而局部升溫，使電纜保護(hù)層被融化，嚴(yán)重時將導(dǎo)致火災(zāi)，位于同一位置的管道內(nèi)的其他電纜也會被燒毀。所以，要避免10 kV電力電纜同27.5 kV供電電纜同溝鋪設(shè)。

2.3 選擇電纜通道避免因腐蝕引起故障

如果電纜附近的環(huán)境條件不好，周圍的土壤里含有氯化物、酸性或堿性等化學(xué)物質(zhì)，會讓電纜受到破壞。廣州是發(fā)達(dá)工業(yè)的城市，也是雷雨高發(fā)地區(qū)。廣州環(huán)境污染較嚴(yán)重，雨水中含有酸性物質(zhì)較高，會使電纜受到化學(xué)腐蝕。所以，在電纜通道中要有很好的排水系統(tǒng)，防止供電電纜長時間受雨水侵蝕。在雨水過后，應(yīng)當(dāng)加大對電纜巡視。

2.4 加強(qiáng)技能培訓(xùn)，提高電纜質(zhì)量

電纜線路能否長期安全運(yùn)行是由電纜正常運(yùn)行和電纜工程施工質(zhì)量的好壞確定的。因此，要增加對電纜運(yùn)行人員、施工人員的技術(shù)指導(dǎo)，提升他們的工作能力，從而使電纜的運(yùn)行、施工質(zhì)量得以提高。同時編制一些電纜在現(xiàn)場運(yùn)營時規(guī)則，比如不準(zhǔn)在塵土飛揚(yáng)、雨天、濕度比較大等環(huán)境條件不好的狀況下對電纜最終接口或者接頭施工，防止因不好的電纜施工而導(dǎo)致電纜故障。

3 研究建議

3.1 減少同溝敷設(shè)電纜條數(shù)

廣州南變電所的饋線電纜有19條，類型是213（6條）、214（6條）、221（3條）、223（2條）、224（2條）的饋線電纜長1 650 m，并且是同溝敷設(shè)。還有共溝長1 700 m的211、212、217、218、215、216饋線電纜。這么多條的饋線，如此長的供電電纜，如果發(fā)生故障如接觸網(wǎng)停電，將直接讓廣州南站列車無法運(yùn)行，后果不堪設(shè)想。因此，在現(xiàn)有的條件下，應(yīng)盡量避免供電電纜同一地方的長度和條數(shù)。

3.2 電纜整治時間應(yīng)合理

廣州南站對供電電纜進(jìn)行整治的周期是1年。檢修是必要的，但檢修時間卻不能過長。在制訂檢修方案時，應(yīng)充分考慮可能出現(xiàn)的問題，以應(yīng)對各種突發(fā)事件。此外，檢修時間盡量選擇在秋季，因?yàn)榍锛咎鞖飧稍铩⒗子晏鞖馍伲梢员苊庖蚶子暧绊憴z修。

4 結(jié)束語

通過對接觸網(wǎng)供電線路的運(yùn)行模式進(jìn)行觀察和分析，找到供電電纜出現(xiàn)故障的原因，并加以總結(jié)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，有目的性地加大預(yù)防措施，并擬定出對解決故障有用的方法，這是保障電纜正常施工、運(yùn)行的重要辦法。因此，需要從事各個方面工作的人員在實(shí)際工作中進(jìn)行仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析和研究，并積累經(jīng)驗(yàn)，不斷完善自身技能，從而降低發(fā)生電纜故障的風(fēng)險，保證線路的有效運(yùn)行。

[1] 中華人民共和國鐵道部.接觸網(wǎng)運(yùn)行與檢修規(guī)程[M]. 北京：中國鐵道出版社，2007.

[2] 夏新民.電力電纜頭制作與故障測尋［M］. 北京：工業(yè)出版社，2012.

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