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浅析铁路电力电缆常见故障

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：曹学军

[导读] 摘要：随着我国高铁建设的加快，铁路区间电力电缆线路全面取代了架空线路，随之而来的电力电缆故障也层出不穷。

        中铁电气化局集团北京电气化工程有限公司 050081
        摘要：随着我国高铁建设的加快，铁路区间电力电缆线路全面取代了架空线路，随之而来的电力电缆故障也层出不穷。本文分析了我国铁路电力电缆常见故障及成因，介绍了故障点的查找方法，提出了管理维护措施。
        关键词：铁路；电力电缆；常见故障；查找方法
        1、常见的电力电缆故障分类
        1.1电缆接地故障，一般分为单相接地和多相接地故障。
        1.2电缆短路故障，通常分为两相短路和三相短路故障。
        1.3电缆断线故障，电缆芯线一相或多相断开。
        1.4电缆闪络故障，是在较高电压时产生瞬时击穿的故障称为闪络性故障。
        1.5电缆综合故障，就是同时发生了上述两种以上故障。
        2、造成电缆故障的原因分析
        2.1机械外力损伤。主要是既有线改造施工、工务线路整治施工时不小心损伤到电缆；其次是电缆敷设时施工人员操作不当，造成电缆外绝缘损伤或弯曲半径过小造成电缆内绝缘损伤；导致电缆的绝缘性能和钢凯保护性能严重下降。
        2.2长时间过负荷运行。由于电流的热效应，过载电流致使电缆导体发热，从而使电缆温度持续升高，过高的温度会加速电缆绝缘老化，以至绝缘被击穿，尤其在炎热的夏季电缆故障也就特别多。
        2.3过电压。电缆在过电压的情况下，容易发生绝缘击穿故障，此种情况常见于电缆受到雷击或者冲击过电压。
        2.4绝缘受潮。这种情况很常见，一般发生在直埋或排管里的电缆接头处，比如电缆接头制作密封不严密，在潮湿的环境下做接头会使接头进水或混入水蒸气，时间久了在电场作用下形成水树脂，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。
        2.5绝缘老化。电缆在长时间工作环境下绝缘会逐步老化；直埋在酸碱土壤的电缆，外护层和铠装会受到化学腐蚀绝缘降低；电缆外部环境高热也会加速绝缘老化。
        3、电缆故障点的查找方法
        常用电缆故障距离测定的方法有电桥法、低压脉冲法、冲闪法、声测法等。
        3.1电桥法。电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出故障点距离，电桥法适用于短路、断路、等电缆低阻故障测量。
        3.2低压脉冲法。低压脉冲法是测试时向电缆芯线发射一低压脉冲，该脉冲沿电缆芯线运行到阻抗不匹配点，如断路点、短路点、通过故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差原理来测距。根据波形极性还可判断故障性质，如短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反，断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，因此低压脉冲法适用于电缆低阻故障测量。

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        3.3冲闪法。由调压器逐渐增加电压给电容器充电，当电容电压上升到放电间隙放电电压时，球间隙击穿，电容对电缆放电，高压脉冲电流击穿电缆故障点，通过分析故障点放电所产生的脉冲电流波形测得故障点距离，冲闪法适用于电缆高阻故障测量。
        3.4声测法。声测法是给故障电缆加上一定的冲击电压，使故障点发生闪络放电，产生有节奏的放电声音，用一个声音扩大接收装置沿电缆线路听测故障点的放电声音，当距离故障点越近时，闪络放电声就越大，以此来确定故障点位置。声测法适用于电缆高阻故障测量和精准定位。
        4、预防电缆故障的措施
        4.1制定完善的维护管理制度，定期巡视电缆线路，发现电缆保护范围有施工作业时，应及时安排熟悉电缆走向的人员到现场指导，避免施工等外力损伤电缆。
        4.2实时监测线路电压、负荷情况，电缆线路应在额定的电压、电流范围内运行，严禁电缆线路过负荷运行。
        4.3安装电缆接头测温装置，实时监测电缆的温度状况，提早发现故障并及时告警，以便维护人员尽早采取处置措施，防止事故发生。
        4.4定期检测电缆绝缘，检查电缆连接线鼻子设备线夹有无松动，清洁电缆终端头套管，检测电缆接地电阻。
        4.5采取防火防鼠措施，变配电所电缆密集处采用绝缘板隔离，进出线孔洞用防火泥封堵，门口设置50公分高防鼠板，防止小动物进入室内损伤电缆。
        4.6加强电缆施工现场管理，改进电缆接头制作工艺使用冷缩头材料，采用放线车或地滑轮敷设电缆，尽量避免电缆与地面直接摩擦，直埋电缆根据地质情况采取钢管、盖板等防护措施，防止电缆带病投入运行。
        4.7建立完整的电缆基本档案
        详细记录电缆的规格属性，对故障易发点和故障类型全面进行统计，以便故障监测与维修。
        5、结束语
        随着我国高铁运营里程的不断增加，管理部门应高度重视铁路电力电缆的管理和维护问题。电缆的故障类型和故障原因虽然多种多样，但只要加强管理，提高检修维护人员的主观认识，采取得力措施，精心维护，积极预防，电缆事故是可以减少甚至杜绝的。采用合理的方法和仪器来准确判断电缆故障性质，往往有事半功倍的作用，可以迅速找到故障点及时处理故障，这对保障电网的安全运行，提高供电可靠性有着重大意义。
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