徐圣軒 陳進(jìn)斌 張?jiān)乞q

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的提高，交通行業(yè)發(fā)展也十分快速。鐵路是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈，安全可靠的電力供電是確保運(yùn)輸暢通的重要條件。本文對(duì)鐵路電力電纜運(yùn)行檢修管理方式進(jìn)行了初步探索，隨著鐵路對(duì)電力供電可靠性的要求逐步提高，需要結(jié)合新技術(shù)、新設(shè)備、新管理模式的發(fā)展，不斷的探討研究出更好的方式滿足要求。

關(guān)鍵詞： 鐵路;電力系統(tǒng);電纜;故障;技術(shù)

【中圖分類號(hào)】U216 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）11-0192-01

引言：近年來(lái)，我國(guó)的鐵路建設(shè)獲得了跨越式的發(fā)展，為社會(huì)的發(fā)展注入了強(qiáng)大的運(yùn)輸動(dòng)力。電力電纜具有受外部自然環(huán)境影響小、安全性好、可靠性高、不影響城區(qū)美觀、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用少等特點(diǎn)，在鐵路電力供電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是隨著電力負(fù)荷不斷的增加以及運(yùn)行時(shí)間的延續(xù)，電力電纜故障頻頻發(fā)生。本文介紹了鐵路供電系統(tǒng)的電纜施工、日常運(yùn)行管理、電纜故障測(cè)尋等方面情況，以便及時(shí)準(zhǔn)確查找到電纜故障點(diǎn)，排除故障，確保電力供電的可靠性。

1 電纜故障分析

1.1 電纜頭的故障

在鐵路的牽引供電系統(tǒng)為單相的供電系統(tǒng)，電力電纜貫通線比較密集的場(chǎng)地，是一個(gè)非常不對(duì)稱的電磁生產(chǎn)源在牽引供電中的回流將會(huì)沿著鋼軌流回大地，電磁環(huán)境的存在將導(dǎo)致鐵路沿線敷設(shè)的電力電纜貫通線的周邊的溫度升高。高速鐵路運(yùn)用全電纜電力貫通線，工況非常復(fù)雜，尤其是在長(zhǎng)距離的輸電的電力電纜貫通線路的相間電容和對(duì)地電容等因素，使得高速鐵路電力電纜貫通線因溫度升高絕緣老化致使事故的發(fā)生的概率非常的大，比其他的場(chǎng)合都高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的事故的總結(jié)分析可知，電力電纜貫通線的損壞故障超過(guò)一半都是發(fā)生在電纜頭處。

1.2 電力電纜本體故障

全電纜電力貫通線宜采用單芯電纜，單芯電纜應(yīng)該采用非磁性金屬鎧裝層，不得在現(xiàn)場(chǎng)使用未經(jīng)非磁性有效處理的鋼制電纜，絕緣采用交聯(lián)聚乙烯。大多數(shù)的電纜故障是由于電纜的外護(hù)套在施工的過(guò)程中遭到破壞。電纜的鋼鎧暴露在外邊，使得破壞點(diǎn)的鋼鎧與大地形成了環(huán)流，使得破壞點(diǎn)處的電流過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間的電流流過(guò)使得發(fā)熱，進(jìn)而能夠燒壞護(hù)套和內(nèi)墊層，最終導(dǎo)致電纜絕緣層損害而擊穿。過(guò)高的溫度將會(huì)使得電力電纜貫通線的損害是一個(gè)永久性的損壞過(guò)程，超過(guò)電力電纜貫通線的承受范圍，電力電纜的將會(huì)被淘汰使用，壽命大大的減小。電纜外護(hù)套損傷，鎧裝直接與大地相連形成環(huán)流，在環(huán)流長(zhǎng)期作用下，產(chǎn)生的電、熱和腐蝕效應(yīng)，由表向里的腐蝕燒傷最終將會(huì)造成電力電纜貫通線的主絕緣破壞。

1.3 電纜的施工質(zhì)量問(wèn)題

電纜施工質(zhì)量問(wèn)題主要有兩方面：一是外部環(huán)境因素，主要包括電纜埋設(shè)過(guò)淺、彎曲半徑過(guò)小、電纜溝內(nèi)雜物和積水過(guò)多、電纜敷設(shè)過(guò)程中外皮劃損留下隱患等;二是制作技術(shù)水平差，主要包括電纜頭附件安裝不符合工藝要求、電纜頭制作沒(méi)有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，高速鐵路因施工質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的電纜故障較多，尤其是外護(hù)套破損（隱患）導(dǎo)致電纜故障更為突出。

2 電力電纜貫通線故障的防護(hù)措施

2.1 聲測(cè)法

利用專用的高壓信號(hào)發(fā)生器，將l0kV直流電壓加入故障電纜中，此時(shí)故障點(diǎn)就會(huì)被反復(fù)擊穿而放電，并且發(fā)生機(jī)械振動(dòng)。此時(shí)利用靈敏度極高的聲電轉(zhuǎn)換器，在地面完成電纜振動(dòng)波向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并將此信號(hào)做放大處理，使用專用儀表測(cè)試聲音的強(qiáng)弱，聲音最強(qiáng)處即為故障點(diǎn)。這種故障定位原理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，但這種定位方法不適用于低阻故障定位，其原因是低阻故障釋放的電量較小，給信號(hào)采集工作增加難度。

2.2 接地方式的選擇

根據(jù)電纜感應(yīng)電勢(shì)計(jì)算公式及相關(guān)規(guī)定可總結(jié)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）接地方式只與電纜芯數(shù)有關(guān)，而與電壓等級(jí)無(wú)關(guān);（2）護(hù)層保護(hù)器的選擇與電壓等級(jí)有關(guān);（3）感應(yīng)電壓超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)選擇交叉互聯(lián)。提出單芯電纜金屬護(hù)套的接地方式可有以下幾種：（1）電纜金屬護(hù)層一段直接接地，另一端通過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地，此種接地方式無(wú)環(huán)流，感應(yīng)電壓與電纜長(zhǎng)度成正比，主要在短電纜線路中使用。（2）電纜金屬護(hù)層中點(diǎn)直接接地，兩段金屬護(hù)層通過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地，此種方式與第一種的方式原理一樣，優(yōu)點(diǎn)比第一種適用電纜的長(zhǎng)度擴(kuò)大了一倍。（3）電纜金屬護(hù)層交叉互聯(lián)，這種形式用于較長(zhǎng)電纜線路。（4）電纜換位，電纜金屬護(hù)層交叉互聯(lián)，這種形式減小單芯電纜對(duì)臨近電纜的感應(yīng)電勢(shì)，此種方式在客專鐵路的單芯電纜應(yīng)用較廣。

2.3 電纜振蕩波局放測(cè)試

作為一種新的電纜局部放電檢測(cè)方式，振蕩波局放檢測(cè)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)。一是相比于工頻交流電壓下的局部放電測(cè)試，所用儀器設(shè)備為加壓測(cè)試一體化裝置，接線操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)搬運(yùn)方便。一次加壓過(guò)程持續(xù)時(shí)間為幾百毫秒，不會(huì)對(duì)電纜造成損害，能夠無(wú)損地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。二是檢測(cè)無(wú)需使用額外的高壓電源，從根本上避免了系統(tǒng)內(nèi)部高壓電源產(chǎn)生的局部放電干擾。三是效率高，等效性好，可準(zhǔn)確評(píng)估電纜局部放電缺陷的嚴(yán)重程度。采用脈沖傳播時(shí)差法，可精準(zhǔn)定位電纜局部放電源的位置。

2.4 電纜的防護(hù)措施

產(chǎn)生故障的原因大致可以分為外力破壞、附件制作質(zhì)量不合格、敷設(shè)施工質(zhì)量不佳、電纜本體缺陷等。首先我們?cè)陔娎|的敷設(shè)安裝的時(shí)候需要施工單位前期按設(shè)計(jì)要求施工，貫通線電纜同溝直埋敷設(shè)，尤其是在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻或者消弧線圈接地系統(tǒng)中，要更加注意電纜敷設(shè)方式。然后維管單位加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備的巡視和風(fēng)險(xiǎn)源的監(jiān)控，加強(qiáng)安全防范意識(shí)[3]。最后就是利用高新技術(shù)，充分考慮應(yīng)用場(chǎng)合等因素影響，對(duì)電氣化鐵路的電纜頭進(jìn)行發(fā)熱分析和安全監(jiān)測(cè)，一個(gè)是集中通過(guò)研究本體電纜發(fā)熱來(lái)確定電纜的有效載流量，另一個(gè)是應(yīng)用環(huán)境中的外邊環(huán)境中的熱源對(duì)于電力電纜的載流量的影響，其主要思想就是通過(guò)對(duì)電纜導(dǎo)體溫度的計(jì)算來(lái)確定電纜的熱度問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)電力電纜的故障進(jìn)行防護(hù)。

結(jié)語(yǔ)：隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到電纜故障測(cè)尋中，使故障測(cè)試精度、測(cè)試環(huán)境不斷提高和完善，為我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定做出更大的貢獻(xiàn)。應(yīng)充分利用先進(jìn)的電纜故障探測(cè)設(shè)備，結(jié)合日常積累的方法和經(jīng)驗(yàn)，快速找到故障點(diǎn)，及時(shí)組織搶修處理，快速恢復(fù)送電，確保鐵路運(yùn)輸暢通。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文豪，崔校玉，陳維榮，林德福.客運(yùn)專線10kV單芯電纜接地方式的研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009，127（4）：39-42.

[2] 王軍，傅永德，郭旭振.單芯電力電纜接地施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2011（1）：56-57.