淺析軌道交通35kV環(huán)網(wǎng)電纜故障預(yù)防與分析

王丁夫

摘要：高壓電纜作為整個電力系統(tǒng)的重要組成部分，一旦發(fā)生故障將直接影響著整個電力系統(tǒng)的安全運行.因此，深入分析電纜故障原因，做好高壓電纜故障預(yù)防工作，減少故障造成的嚴重損失，成為軌道交通領(lǐng)域日益關(guān)注的問題.文章分析了電力電纜故障的原因及分類，探討了電力電纜的故障預(yù)防方法.

關(guān)鍵詞：高壓電纜、故障、分析

35kV電纜是供電設(shè)備與用電設(shè)備之間的橋梁，是屬于地鐵供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，起傳輸電能的作用，對地鐵運行有著重大的影響。

1引言

在行業(yè)內(nèi)地鐵高架段都存在電纜破損問題，而35kV環(huán)網(wǎng)電纜發(fā)生絕緣破損的問題集中爆發(fā)在夏季和冬季，冷熱交替的時間段內(nèi)，向陽面問題尤為突出。降低35kV高壓電纜外護套破損率是當前確保地鐵列車穩(wěn)定運行的首要工作，本文就環(huán)網(wǎng)電纜破損問題進行了分析，并結(jié)合問題提出建議。

2環(huán)網(wǎng)電纜破損原因分析

2.1高架段電纜材料原因

高架段的環(huán)網(wǎng)電纜為低煙無鹵防紫外線阻燃電纜，阻燃電纜所用材料的氧指數(shù)越高，阻燃性能越好，但是隨著氧指數(shù)的提高，就要損失一部分其他性能，材料的物理性能和工藝性能有所下降，線纜護套容易開裂，即電纜受熱受力時容易在較軟或破損的區(qū)域開裂，比如在陽光下暴曬或受到烘烤時，會在暴曬面和烘烤面開裂。

2.2電纜破損外部原因

（1）高架段固定環(huán)網(wǎng)電纜的包塑不銹鋼扎帶長期在紫外線的作用下外部包塑材料氧化損壞，內(nèi)部鋼帶分離出來將電纜割傷，加之電纜因熱脹冷縮出現(xiàn)外表皮破損。

（2）35kV環(huán)網(wǎng)電纜在軌行區(qū)電纜支架上敷設(shè)時采用鋼性抱箍固定，高架站環(huán)網(wǎng)電纜由于安裝于戶外，受外部環(huán)境溫度影響熱脹冷縮產(chǎn)生滑動，抱箍內(nèi)襯橡膠墊因為電纜位移脫落后割傷電纜。

（3）由于2號線高架段上行區(qū)間35kV環(huán)網(wǎng)電纜為陽光直射面，紫外線較強，受溫度影響較大，環(huán)網(wǎng)電纜熱脹冷縮現(xiàn)象更明顯，故上行環(huán)網(wǎng)電纜破損明顯高于下行。

（4）高架段部分電纜未全部采用S形敷設(shè)，本次回頭看發(fā)現(xiàn)電纜破損位置都位于直線敷設(shè)位置，S形敷設(shè)部分未發(fā)現(xiàn)破損，S形敷設(shè)部分電纜拉伸情況相對較小。

（5）35kV環(huán)網(wǎng)電纜在軌行區(qū)電纜支架上敷設(shè)時采用鋼性抱箍固定，高架站環(huán)網(wǎng)電纜由于安裝于戶外，受外部環(huán)境溫度影響熱脹冷縮產(chǎn)生滑動，滑動時因為電纜兩端被抱箍固定，電纜受高溫膨脹時只能被迫縱向移動，由于電纜支架長度不夠，電纜會從支架上滑落，待高溫回落，電纜受低溫冷縮時被電纜支架邊緣尖銳部位劃傷導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)電纜外絕緣破損。

（6）環(huán)網(wǎng)電纜支架安裝螺栓過長，施工過程中未在螺栓上安裝護套導(dǎo)致螺栓割傷電纜外護套。

3電纜破損預(yù)防措施及建議

（1）問題：剛性抱箍內(nèi)襯脫落，電纜熱脹冷縮，被抱箍劃傷。

原因分析：因高架溫差較大，熱脹冷縮;剛性卡子固定孔間距較小，電纜固定較緊。

整改方案：重新設(shè)計電纜卡：使用選用鋁卡作為首選，厚度由0.5mm增加至4mm，的兩側(cè)銳邊進行鈍化加工，使剛卡的邊緣變平滑;取消電纜卡內(nèi)部塑料襯套，根據(jù)現(xiàn)場電纜情況重新定位卡子寬度，卡子的型號更換為與電纜相匹配的型號，以防擠壓力度過大。

（2）問題：電纜支架前段有尖角，在電纜受低溫冷縮時被電纜支架邊緣尖銳部位劃傷導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)電纜外皮破損。

原因分析：托臂的有效長度不滿足兩個剛性固定間電纜熱脹冷縮余量需求。

解決方案：剛性固定為每5m/處，在每兩處剛性固定中間加一根檔條，檔條材質(zhì)為鋁條，質(zhì)地較軟，邊緣做圓角處理;

（2）電纜過伸縮縫時，電纜預(yù)留量與土建結(jié)構(gòu)相磨，電纜過伸縮縫時伸縮縫處鋼支架切除后沒有處理不當，割傷電纜。

解決方案：在托臂切除處采用銼刀進行打磨處理，在伸縮縫處增加一塊鍍鋅/不銹鋼底板，防止熱脹冷縮采用單側(cè)錨栓固定。

整改后效果：電纜底部與光面不銹鋼板直接接觸軌，防止電纜磨損，鋼板采用內(nèi)膨脹螺絲安裝，螺絲僅露出10mm不到，根本上杜絕電纜劃傷和磨損現(xiàn)象。

4如出現(xiàn)破損，分為以下幾種情況，分別對應(yīng)不同的修復(fù)方式：

（1）外護套破損（主要情況）：使用防水膠帶進行繞包修復(fù)，首先將防水膠帶首端末端包裹距離破損20-30mm處，然后再繞包一個來回，雙層，施工時應(yīng)注意防水膠帶，繞包時將膠帶拉伸至原來寬度的3/4，完成后用雙手擠壓膠帶，使其緊密貼附，繞包完成后再用PVC膠帶進行再次繞包。之后使用鎧裝帶，從電纜外護套上開始，半重疊繞包至另一端外護套，將整個破損部位完全繞包，恢復(fù)機械強度。最后根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否使用拉鏈熱縮套管恢復(fù)外護套。

（2）鎧裝破損（特殊情況）：首先剝離距破損中心兩端30cm處電纜外護套，然后在距離外護套5cm處固定卡簧、卡簧固定后留下5cm鎧裝，其他剝除。剝除后使用砂紙打磨剩余的鎧裝層，除去表面灰塵及氧化物。然后展開銅編織帶至兩端鎧裝層上。用恒力卡簧將編織線的兩端固定在電纜鎧裝上，將鎧裝標志線兩端修齊整，繞包兩層PVC膠帶，將恒力卡簧及編織線的毛邊完全包覆住。再使用防水膠帶從一段外護套層上開始半疊至另一端內(nèi)護套層處。防水膠帶繞包完成后使用鎧裝帶，從電纜外護套上開始，半重疊繞包至另一端外護套，將整個破損部位完全繞包，恢復(fù)機械強度。最后根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否使用拉鏈熱縮套管恢復(fù)外護套。

（3）銅屏蔽層及以內(nèi)破損（基本沒有）：根據(jù)現(xiàn)場破損嚴重情況決定是否重新做中間接頭，如絕緣層發(fā)生破損則直接重新制作中間頭。

4結(jié)束語

目前高壓電纜運行環(huán)境越來越復(fù)雜，電纜施工質(zhì)量、機械損傷、電纜本身質(zhì)量、絕緣層老化與受潮、化學腐蝕等因數(shù)，都會導(dǎo)致高壓電纜故障，對列車運行造成影響，甚至會導(dǎo)致安全事故發(fā)生。因此必須采取有效的技術(shù)預(yù)防措施，加強日常管理，預(yù)防故障發(fā)生，采用有效的故障檢測方法，及時發(fā)現(xiàn)故障位置，并進行處理。