高速鐵路供電電纜常見故障分析及日常檢修維護

王亞鵬（鄭州鐵路局鄭州供電段，河南鄭州　450000）

高速鐵路供電電纜常見故障分析及日常檢修維護

王亞鵬
（鄭州鐵路局鄭州供電段，河南鄭州450000）

本文重點介紹京廣高鐵開通運營以來，根據高鐵接觸網供電電纜運行過程中出現的安全隱患，不斷探索完善高鐵供電電纜檢修模式及重點監控數據，找出供電電纜薄弱環節，采取有針對性防護措施。針對電纜運行特點，開展各項檢查、監測等有針對性的監控措施，及時掌握供電電纜運行狀態，消除設備隱患，取得了較好的預期效果。

高鐵接觸網供電電纜

1　前言

圖2　電纜鎧裝層進水

圖3　電纜彎曲半徑不夠

圖4　電纜未進行隔離，建筑垃圾進行填埋

高鐵樞紐地區接觸網供電較復雜，接觸網供電線大量采用27.5Kv單芯供電電纜，電纜大多采用直埋方式。隨著電纜的使用越來越普遍，而由電纜故障影響行車的事例也越來越多。京廣高鐵開通出現幾次電纜故障，這些電纜故障給行車及運輸組織造成了嚴重干擾。吸取京廣高鐵電纜故障教訓，電纜管理應成立專業電纜檢修維護隊伍，配備電纜檢測儀器，研發電纜監控設備，通過較全面的電纜檢測，對電纜運營狀態進行有效的監控，進而有效的保證接觸網設備的正常供電。

2　電纜故障分析

2.1供電電纜產生主要原因

根據電纜運行情況，電纜故障主要以下幾方面造成。

2.1.1電纜本體制造原因

電纜在生產過程中容易出現的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽層厚度不均勻、絕緣內有雜質、電纜受潮、絕緣金屬護套密封不嚴等，此類缺陷大部分在電纜生產過程中已形式缺陷，長期運行過程中存在嚴重安全隱患。最終導致電纜擊穿故障。電纜本體擊穿、圖1所示：電纜鎧裝層進水圖2所示：

圖5　電纜終端損傷

圖6　電纜護套被利器劃傷

圖7　電纜鎧裝層被大型機械損傷

2.1.2施工原因

電纜在施工規程中未按照規范進行施工等造成電纜彎曲半徑過小，部分場所受擠壓損傷或者施工過程中電纜遭到利器刮傷，重物砸傷，造成電纜外護套或者電纜內部絕緣層損傷，圖3-5所示：

2.1.3外部環境原因

外部損傷主要是電纜路徑附近人工利用尖利器械或者大型機械進行開挖，碾壓，造成電纜備挖斷或者備撞擊、擠壓后電纜外護套、鎧裝層、主絕緣造成損傷從而導致電纜擊穿，圖6-7所示：

3　電纜檢測分析

通過京廣高鐵開通運營兩年多來的經驗，電纜終端為電纜故障多發環節，電纜終端是電纜日常檢修及維護重點。電纜本體故障較少，主要是施工及外部環境造成的設備故障，為了加強高壓電纜的管理，電纜應該成立專門檢修班組，配備專業檢測工具，對電纜實行專人專業管理。目前電纜運營過程中主要采取的檢測手段由以下幾種方式：

3.1屏鎧絕緣電阻測量

每段電纜每年均要運用5000V兆歐表進行屏鎧絕緣電阻檢測。外鎧對地不小于1MΩ/Km；內屏蔽對外鎧不小于0.5 MΩ/Km。通過屏鎧絕緣電阻測量可以初步判斷電纜本體是否存在接地。

3.2接地電阻測量

接地電阻測量主要測量屏鎧引線接地端子的接地電阻。屏鎧引線接地端子要接入綜合貫通地線，接地電阻不得大于1Ω。采用單獨接地體的，接地電阻不得大于10Ω。

3.3紫外成像檢測電暈放電

電纜終端“病態”運行電纜終端附件會產生電暈和表面局部放電現象，電暈和放電部位將大量輻射紫外線，通過紫外成像利用電暈和表面局部放電的產生和增強簡介評估運行設備的絕緣狀況，及時發現絕緣設備的安全隱患。

3.4紅外成像測溫

對于電力設備到處可見的導線和連接件，電力設備的很多裸露工作部件，由于在成年累月的運行中，受環境溫度變化、污穢覆蓋、有害氣體腐蝕、風雨雪霧等自然力的作用，再加上人為設計、施工不當等因素，均會造成設備老化、損壞和接觸不良，必將導致介質損耗增大，泄漏電流增大和接觸電阻的增大，從而引起相應的局部發熱而溫度升高，紅外熱像儀能夠接收紅外線，生成紅外圖像或熱輻射圖像，并且能夠提供精確的非接觸式溫度測量功能，平時通過對電纜終端及其零部件的檢測，可以及時發現設備隱患，采取補救措施，避免發生設備故障

3.5局部放電檢測

放電是指電氣設備絕緣結構中某個區域出現的放電現象，這種放電使絕緣結構在該區域內被破壞，主絕緣并未發生貫穿性擊穿，但若局部放電長期存在，在一定條件下可造成設備主絕緣電氣強度的下降和損壞。測量局部放電是發現絕緣早期故障的最有效的方法之一。局部放電是故障的表現，需要及時修理，時間稍長，會造成嚴重后果。通過局部放電檢測儀定期對電纜及其附屬設備進行檢測，掌握設備運用狀態，為電纜日常維護提供技術支持。

3.6外鎧泄露電流檢測

正常時，電纜屏鎧一端接地，另一端通過護層保護器接地，電纜屏鎧不能構成閉合回路，泄漏電流很小。當電纜護套破損或絕緣下降造成多點接地時，屏鎧通過大地構成閉合回路，屏鎧電流急劇升高，裝置測得屏鎧電流超過限界值時，系統自動發出報警音響信號。監控報警中心通過GPS對故障電纜進行自動定位，管理維修人員能及早檢查處理故障，避免重大事故發生。

4　結語

高鐵接觸網設備電纜故障成為影響供電安全的慣性故障，我段經過近兩年的努力，發現了一些規律，采取了一些措施，取得了較好的效果，但還不能很好的掌握電纜運行規律。分析高鐵接觸網設備特點，運營管理單位總結經驗，不斷改進電纜故障防范措施很重要，但更為重要的是從設計源頭規范電纜設計，規范施工標準，才能標本兼治。在今后的高鐵建設中，應加強與設計和施工單位的溝通，施工過程中加強電纜敷設施工的監護，避免外部環境及施工隊電纜造成損傷，電纜病態運行，埋下安全隱患。

王亞鵬（1987—），男，本科，畢業于蘭州交通大學，助理工程師，現主要從事于高速鐵路供電研究工作。