淺談電纜故障成因和防范措施

范雷

摘 要：對(duì)廣州南站武廣高鐵所使用的供電電纜可能發(fā)生的供電安全隱患問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件和運(yùn)營(yíng)安全的需求，對(duì)供電電纜的敷設(shè)環(huán)境、故障成因、故障類型和防范措施等進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，提出防止供電電纜故障的管理措施，降低電纜故障，提高電纜的運(yùn)行水平和供電可靠性，為安全供電提供保障。

關(guān)鍵詞：高鐵；供電線路；電纜故障；防范措施

中圖分類號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0055-02

隨著電氣化鐵路的發(fā)展，高速鐵路對(duì)接觸網(wǎng)供電的需求與可靠性要求不斷提高。廣供電發(fā)〔2012〕59號(hào)文中指出“接觸網(wǎng)27.5 kV供電電纜應(yīng)實(shí)施專項(xiàng)檢修”，由此可見供電電纜的重要性。與架空線路相比，供電電纜在鐵路電網(wǎng)建設(shè)中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，且應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

廣州南變電所饋出14條回路，總共65 870 m的供電電纜大部分深埋地下。目前，由于各種原因造成的電纜故障很多，給接觸網(wǎng)供電帶來(lái)巨大的隱患。為保證鐵路運(yùn)輸正常、有序，如何防范電纜故障就成為供電部門面臨的一個(gè)重要課題。

1 供電電纜概述

1.1 供電電纜發(fā)展概況

我國(guó)電纜的生產(chǎn)是從20世紀(jì)30年代開始的。近年來(lái)，供電電纜，特別是交聯(lián)聚乙烯電纜，在鐵路27.5 kV供電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 供電電纜線路的優(yōu)、缺點(diǎn)

在鐵路供電系統(tǒng)中傳輸分配大功率電能的設(shè)備有架空線路和供電電纜兩種方式。架空線路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資小、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。供電電纜能適應(yīng)地下、水底等各種敷設(shè)環(huán)境，能滿足長(zhǎng)期、安全傳輸電能的需要。其不足之處在于投資成本高、故障查找與檢修困難。此外，由于廣州南站采用多條電纜同溝敷設(shè)的方式，使電纜整治過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)。在電纜整治期間，由一條供電饋線供多個(gè)停電單元，如果此時(shí)發(fā)生接地故障，那么故障影響范圍則被擴(kuò)大。

1.3 供電電纜的作用

供電電纜線路一般都是被埋入地下（水下）或被敷設(shè)于管道、溝道、隧道中。隨著我國(guó)鐵路供電事業(yè)的高速發(fā)展，在供電線路中，供電電纜成為架空供電線路的重要補(bǔ)充，完成架空供電線路無(wú)法完成的任務(wù)。

2 電纜故障概況

2010-01-08，廣州南動(dòng)車段開閉所295饋線動(dòng)車段一、二級(jí)庫(kù)門前103道、104道上網(wǎng)開關(guān)（610#，611#）處出現(xiàn)電纜故障。該故障產(chǎn)生的原因?yàn)槭┕挝晃窗词┕ひ?guī)范施工，上網(wǎng)點(diǎn)電纜頭下滑，造成帶電部分與肩架角鋼距離不夠，產(chǎn)生放電。

2010-05-12，廣州南變電所223饋線在動(dòng)走B線10#桿下涵洞口往變電所方向1 440 m處電纜中間接頭接地處擊穿。

造成該故障的原因是電纜中間接頭制作工藝存在缺陷，導(dǎo)致?lián)舸┓烹姟?/p>

3 供電電纜故障產(chǎn)生的原因

3.1 供電電纜制造缺陷

電纜在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、內(nèi)外屏蔽層有突起、電纜金屬護(hù)套密封不良等質(zhì)量缺陷。

3.2 供電電纜機(jī)械損傷

機(jī)械損傷引起的事故在電纜事故占有很大的比例。常見的機(jī)械損傷有以下三種：①直接受外力損傷。這方面的損壞主要由施工和交通運(yùn)輸造成。②安裝時(shí)的損傷。在安裝時(shí)碰傷、拉傷電纜，或者因彎曲過(guò)度而損傷電纜。③自然力造成的損傷。中間接頭和終端接頭受自然拉力和內(nèi)部絕緣膠膨脹的作用造成電纜護(hù)套裂損等。

3.3 供電電纜絕緣受潮

中間接頭或終端頭結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良而造成絕緣受潮。另外，電纜制造不良在金屬護(hù)套上留有小孔和裂縫等缺陷或金屬護(hù)套被外物刺傷也會(huì)使電纜受潮。

3.4 供電電纜過(guò)熱

由于電纜絕緣內(nèi)部氣隙游離造成局部過(guò)熱，使絕緣炭化或電纜過(guò)負(fù)荷都會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，從而導(dǎo)致電纜絕緣加速損壞。

3.5 過(guò)電壓

過(guò)電壓主要指大氣過(guò)電壓（雷擊）和電纜內(nèi)部過(guò)電壓。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，許多戶外終端頭的故障是由大氣過(guò)電壓引起的。

3.6 施工環(huán)境差

電氣化鐵路27.5 kV交聯(lián)聚乙烯絕緣供電電纜預(yù)制式戶外終端頭的安裝過(guò)程中，要求施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)清潔、無(wú)塵，相對(duì)濕度應(yīng)不超過(guò)80%，環(huán)境溫度不低于0 ℃。但事實(shí)上，受現(xiàn)場(chǎng)條件的制約，溫度、濕度和灰塵都不好控制。在施工過(guò)程中，絕緣表面難免會(huì)留下細(xì)小的劃痕，半導(dǎo)電顆粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入絕緣中，導(dǎo)致絕緣穩(wěn)定性和安全性降低。

4 電纜故障的防范措施

4.1 加強(qiáng)電纜巡視

電纜線路事故的發(fā)生很大一部分是因外力機(jī)械損傷引起的。為了防止電纜線路被外力破壞，必須重視電纜線路的巡視工作，制訂相應(yīng)的巡視制度，確定巡視周期。巡視人員在巡視過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真填寫巡視記錄，要特別注意電纜線路周圍有無(wú)工務(wù)部門或其他施工單位近期曾在此施工，并要注意電纜線路上有無(wú)重物堆放。在巡視過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)了對(duì)電纜線路造成損害的行為，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行勸阻和制止，必要時(shí)可以向有關(guān)部門匯報(bào)。

4.2 避免高低壓電纜同溝敷設(shè)

在電氣化鐵路10 kV電力電纜中容易出現(xiàn)單相接地故障。如果處理不及時(shí)，電纜會(huì)因電流過(guò)大而升溫，使電纜保護(hù)層極易被燒熔，嚴(yán)重時(shí)將引起火災(zāi)，同溝敷設(shè)的其他電纜也會(huì)被燒毀。因此，應(yīng)避免10 kV電力電纜與27.5 kV供電電纜同溝敷設(shè)。

4.3 選擇電纜通道避免因腐蝕引起故障

如果電纜周圍的環(huán)境狀況不良，附近土壤中含有酸、堿溶液或氯化物等化學(xué)物質(zhì)，會(huì)使電纜受到腐蝕。廣州是雷雨高發(fā)地區(qū)，又是工業(yè)發(fā)達(dá)的城市，污染大，雨水中含酸性物質(zhì)過(guò)高，也會(huì)使電纜受到化學(xué)腐蝕。因此，在電纜通道中應(yīng)具備良好的排水方式，防止供電電纜長(zhǎng)時(shí)間受雨水浸泡。在雨水過(guò)后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電纜巡視。

4.4 設(shè)置完善的電纜標(biāo)識(shí)，減少意外損傷

電纜工程施工結(jié)束后，應(yīng)在電纜通道上設(shè)置電纜標(biāo)志牌或標(biāo)志樁，便于電纜巡視人員識(shí)別出電纜通道，容易發(fā)現(xiàn)電纜通道和周圍地形的變化、開挖情況，也便于其他單位在通道周圍開挖施工時(shí)清楚地看到電纜的位置，避免挖到電纜，使電纜受損，引發(fā)電纜故障。

4.5 加強(qiáng)技能培訓(xùn)，提高電纜質(zhì)量

電纜工程施工質(zhì)量的好壞、運(yùn)行方式的妥當(dāng)與否直接關(guān)系到電纜線路能否長(zhǎng)期安全運(yùn)行。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電纜施工人員、運(yùn)行人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的技術(shù)水平，進(jìn)而提高電纜的施工、運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)制訂出電纜在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作時(shí)的一些規(guī)定，比如嚴(yán)禁在雨天、濕度比較大、塵土飛揚(yáng)等氣候條件惡劣的情況下進(jìn)行電纜終端或者接頭施工，避免因電纜施工不良而引發(fā)電纜故障。

5 研究建議

5.1 減少同溝敷設(shè)電纜條數(shù)

廣州南變電所213（6條），214（6條），221（3條），223（2條），224（2條）共有19條饋線電纜（1 650 m）同溝鋪設(shè)。而211，212，217，218，215，216共溝1 700 m。如此多的饋線，如此長(zhǎng)的供電電纜，一旦發(fā)生故障，接觸網(wǎng)停電，將直接導(dǎo)致廣州南站列車運(yùn)行癱瘓，影響巨大。因此，在有效的資源下，應(yīng)盡可能減少供電電纜同溝的條數(shù)和長(zhǎng)度。

5.2 電纜整治時(shí)間應(yīng)合理

廣州南站幾乎每年都會(huì)對(duì)供電電纜進(jìn)行整治。合理的檢修是必須的，但檢修時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。制訂的檢修方案應(yīng)合理，預(yù)想應(yīng)充分，避免各種突發(fā)狀況的發(fā)生。此外，盡量選擇在秋季對(duì)電纜進(jìn)行檢修，秋季天氣干燥，避免受雷雨天氣影響而中斷檢修。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)接觸網(wǎng)供電線路的運(yùn)行進(jìn)行分析，找出供電電纜故障的原因，總結(jié)規(guī)律，有針對(duì)性地加強(qiáng)預(yù)防工作，并制訂出一系列有效的故障解決對(duì)策，這是電纜施工、運(yùn)行工作的一個(gè)重要內(nèi)容。鑒于此，需要每個(gè)從事該項(xiàng)工作的人員在日常工作中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行調(diào)查、分析和仔細(xì)觀察，并不斷地加以總結(jié)，不斷完善預(yù)防措施，最終降低電纜故障的發(fā)生率，保證線路的可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕