信號電纜故障定位定點查找分析

白宏權

（國能朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司原平分公司，山西原平 034100）

0 引言

電纜故障在電務故障中的成因比較復雜，容易發(fā)生大面積、長延時故障，每年全路各鐵路局電務系統(tǒng)電纜故障都有發(fā)生。由于許多電纜是直埋形式，給電纜故障的應急處置、電纜故障性質的判斷、電纜故障位置的確定、電纜的割接等作業(yè)帶來諸多不可控因素。近年來，針對電纜故障和隱患的處理情況，處理過程中的經驗和教訓開展專題調查研究，匯總出電纜故障點的分析查找與定位的處理方法。

1 電纜故障分類

（1）斷線。電纜斷線形式分兩種，一種是電纜芯線完全斷開，信號傳輸通道中斷，環(huán)阻測試為無窮大；另一種是電纜芯線虛斷，環(huán)阻測試遠超標準值，信號傳輸發(fā)生較大衰減。

（2）接地。電纜接地形式分兩種，一種是電纜芯線完全接地，芯線對地絕緣測試為0；另一種是電纜芯線對地虛接，芯線對地絕緣測試有幾百Ω 至幾十MΩ。

（3）混線。電纜混線形式分兩種，一種是電纜芯線間純混線，線間絕緣測試值為0；另一種是虛混，線間絕緣測試值幾百Ω 至幾十MΩ。多芯線同時接地，也會造成線間虛混的現象。

以上3 種情況有時同時存在，或者存在其中一種或兩種。

2 電纜故障分析

（1）箱盒進潮氣。由于室外箱盒進入潮氣，造成設備端子對地阻抗值下降，尤其是汛期雨后較為明顯。

（2）外界影響。電纜進水、著火（橋上電纜、隧道電纜、涵洞外掛電纜、電力同溝），挖斷（施工挖斷、鑿斷、耕具鑿斷），橋頭電纜因為路肩沉降造成的電纜撐力過載傷害，橋上外掛電纜槽支架不良造成的電纜撐力過載。

（3）特性不良。一是老式電纜接頭技術工藝不過關，造成長時間直埋電纜進水，引發(fā)電纜芯線對地或線間絕緣阻值下降；二是工程遺留的電纜打彎、受傷，長時間滲水造成線纜芯線對地或線間絕緣阻值下降；三是超期使用的電纜外防護層失效，發(fā)生芯線防護層龜裂造成的特性不良。

（4）材質問題。電纜制造工藝不標準，造成內部芯線線間絕緣層失效或者芯線斷裂。這種情況已在處理后的電纜中得到證實。這類故障在系統(tǒng)剛開通時體現不出來，長時間帶載工作后逐漸暴露出來。

（5）貫通地線搭接不良造成電纜成端燒損。一是成端內部引出地線固定不良，貫通地纜與電纜錯誤穿在同一保護管內，雷擊放電或牽引電流干擾造成虛接打火燒損電纜；二是同一根電纜屏蔽地線雙端接地，造成同一根電纜兩端和大地構成環(huán)路，與成端處引出地線接觸不良，造成成端燒損。

（6）電源串混電。由于室內電源與室外電源單極性串電，在極端情況下造成室內電源配線對地絕緣阻抗下降。但這種情況并不多見。

3 傳統(tǒng)的電纜故障點查找方法

3.1 電纜故障點的查找確定

（1）電纜基礎數據的確定。電纜基礎數據對于判斷、查找、處理電纜隱患非常重要。基礎數據主要包括電纜類型、電纜長度、電纜徑路和走向、電纜屏蔽地線、電纜接頭（隱蔽工程記錄）、電纜過道、電纜備用量、電纜使用用途、電纜編號等。

（2）電纜長度的確定。一是查看竣工圖圖紙標注的長度來確定。由于工程施工情況等原因，一般會有誤差；二是通過測試電纜環(huán)阻來確定。受環(huán)境溫度影響較大，溫度越高電纜系數越小，溫度越低電纜系數越大；三是采用脈沖法儀表測量，也受環(huán)境溫度影響；四是利用工務公里標、護網護欄數和供電接觸網桿的數據來確定。一般情況下，上述幾種方法同時使用，確定一根電纜比較精確的長度，最后綜合計算出電纜的長度。

（3）電纜徑路和走向的確定。一種方法是按照電纜工程的施工隱蔽記錄和電纜標牌確定。這種方式要求當年的施工記錄比較準確詳細。另外一種是儀器儀表探測法。

3.2 電纜故障類型的確定

電纜類型的確定，對判斷故障的性質、采用哪種對應的儀表測量非常重要，確定錯誤會誤導處理人員和耽誤處理時間。

（1）通過電纜隱患的發(fā)現途徑確定。如果是現場測量電纜對地絕緣不良，首先可以判斷是電纜接地。如果是造成了紅光帶或信號機滅燈等故障情況下，一般判斷為電纜斷線。如果是故障時好時壞，一般判斷為電纜虛斷或者是虛短，或者兩者兼而有之。如果故障時打落了斷路器，一般判斷為電纜混線。這種判斷方法一般比較迅速，用時比較短。

（2）通過測試電纜對地絕緣、線間絕緣、電纜環(huán)阻的方法來確定。這3 種測試一般要求在處理前全部使用，便于更準確地確定電纜故障的性質。

采用上述兩種方法處理電纜故障時，第一種方法主要用于故障應急處理和臨時恢復，第二種方法用來確定故障性質。

3.3 電纜故障點的經驗型判斷確定和臨時處理方法

（1）如果是電纜單芯斷線或接地，采用更換備用電纜或貫通電纜進行處理。

（2）如果是電纜某一對芯線短路，方法同上。

（3）如果是多芯斷線，在備用芯線充足的情況下，首先倒備用芯線（含電話電纜、報警線、貫通電纜或者就近使用其他符合要求的電纜進行倒接），首先要考慮電纜外界傷害或電纜接頭不良。需要注意：無論使用哪種方式倒接電纜，都必須進行嚴格的聯(lián)鎖試驗和電特性測試，合格后方可進行。

3.4 測量電纜低阻的脈沖查找法

利用儀表向故障電纜發(fā)送一個自帶頻率（600～1000 Hz）的脈沖信號，利用接地點和短路點脈沖反射信號，確定斷線或短線點位置。脈沖法一般用于確定電纜接地電阻或線間電阻在300 Ω以內的電纜故障點位置。

3.5 測量電纜高阻的電橋查找法

脈沖法在測試電纜高阻（＞300 Ω）接地或短路點時，由于鐵路周邊干擾信號較大，造成測試誤差較大。測試電纜高阻故障，更多采用電橋查找法。電橋法測試比較準確，但需要提前輸入被測電纜的長度和一根特性良好的參考線。

3.6 電阻測試查找法

主要用于情況較為簡單的電纜短路測試。通過測試故障電纜的線間電阻或環(huán)阻值，判斷故障點的最近位置。例如測量故障電纜線間電阻為2 Ω，則電纜短路點據測量點距離大約在83 m之內；如測量故障電纜環(huán)阻超過電纜正常電阻值幾百Ω，一般可以判定為故障電纜中間虛斷。

3.7 電纜電流感應徑路和走向探測法

電纜測試位置和故障點的距離確定后，電纜故障點的確定需要電纜徑路數據做支撐。電纜徑路的測量，一般采用向參考電纜持續(xù)發(fā)送一個高頻電流信號，再用電纜故障感應儀沿著電纜上的高頻電流信號確定故障點的位置。

4 傳統(tǒng)的電纜故障點處理方法

電纜故障點的處理是解決電纜特性不良的最終解決方式。電纜故障點處理按照電纜故障點位置并結合現場實際情況一般分為3 種：成段電纜割接、電纜接頭處理、重新制作電纜盒。

4.1 成段電纜割接

一般按照故障電纜識別、故障電纜開剝和線號編制、成段電纜更換長度的確定、成段電纜更換的“十八字”對接法、對接后的電纜恢復等4 個步驟。

（1）故障電纜的識別?？紤]現場直埋電纜最復雜的情況下，挖出電纜后為防止割錯電纜，需要對電纜進行識別。一般情況需要使用專用儀表通過卡流的方式，識別出故障電纜。同時在直埋電纜槽道內電纜較少，或者電纜型號較為容易識別的情況，也可以直接識別故障電纜。

（2）故障電纜的開剝和線號編制。這項工作有專門的作業(yè)指導書。需要說明的是故障電纜的開剝必須在天窗點內或故障天窗內進行。

（3）成段電纜更換長度的確定。成段更換電纜的長度，一般遵循橋涵上電纜一次性全部更換原則。

（4）成段電纜更換的“十八字”對接法，即：“新纜逐組核，舊纜逐芯核，無誤對接，聯(lián)鎖跟進”。

新纜逐組核：新放電纜按照對星組核對，由于新放電纜之前已經進行了逐芯測試和核對，點上更換時，確定一顆母線逐組核對即可。

舊纜逐芯核：需要更換的舊電纜，點上剪斷一芯就需要兩頭用母線核對一遍，防止舊電纜的芯組使用規(guī)范與換新的標準不同。

無誤對接：新舊電纜經過核對無誤后按順序對接。對接時要注意壓線鉗的使用方法和防止芯線損傷問題。

聯(lián)鎖跟進：電纜對接與聯(lián)鎖試驗相結合進行。例如區(qū)間軌道受端電纜每對接一對，就通過回樓電壓和區(qū)間光帶顯示，來確定新舊電纜對接無誤。保證每對電纜對接正確，便于后續(xù)聯(lián)鎖試驗。

（5）對接后的電纜恢復。電纜割接完成后需要重點關注：一是電纜特性的測試良好；二是對接盒的固定和灌膠封堵良好；三是電纜溝的回填和電纜對接點的標示到位。

5 電纜故障處置新方法

（1）故障電纜長度確定。使用X3G 電纜接頭分析儀直接給出電纜長度（只設定波速，普通纜211，數字纜默認246）。

（2）故障電纜徑路確定。使用513 電源電纜故障查找儀，將故障纜確認1 芯線，一端人為接地，另一端接儀器于大地和該芯線上送信號，再使用儀器攜帶的探測器即可走出。

（3）電纜故障的定位。對于純斷線和混線故障，X3G 可直接給出故障位置；對于虛接或高阻的接地故障，使用513 或X2 高阻電纜故障快速定位儀解決。測試時需要將故障纜確認1 芯接地或混線，再確認1 芯好線（線間或對地絕緣10 M 以上），一端人為短路好線于故障確認線，另一端接儀器測試即可。

（4）故障電纜故障點的定點。故障電纜故障定位后，需定故障點，方法有2 種：一是電纜地下接頭盒不良的，使用513 電源電纜故障查找儀，將故障纜確認1 芯線，1 端人為接大地，另一端接儀器于大地和該芯線上送信號，再使用儀器攜帶的探測器即可走出（通過接頭盒電纜余量盤狀確認）。二是通過估算確認。

（5）故障電纜的識別處理。使用513 電源電纜故障查找儀，將故障纜確認1 芯線，1 端人為接大地，另一端接儀器于大地和該芯線上送信號，再使用儀器攜帶的接收器卡挖出的電纜（通過儀器送出電流的方向和大?。┘纯勺R別并標識。

（6）故障電纜的割接處理。同上述傳統(tǒng)方法。

6 結語

電纜故障處置新方法的理念，是通過技術手段，將未知的電源電纜故障點變?yōu)橐阎?。實踐驗證，電纜故障處置新方法快速、簡單、高效，尤其適用于解決電纜高阻故障。