略談高速鐵路10kV全電纜電力貫通線故障診斷與探測

李思潼

摘 要 我國高速鐵路在運行過程中，使用的是10kv銅芯電纜。在高速鐵路正常運作過程中，需要對全電纜電力貫通線做好故障分析和檢測工作，確保故障點處理的精準性。文章闡述了高速鐵路10kv全電纜電力貫通線的理論基礎，分析了電纜產生的故障，最后對故障探測的相關技術進行全面探究。

關鍵詞 高速鐵路 10kV全電纜電力貫通線 故障診斷 探測

近年來，伴隨著我國經濟的不斷進步，不斷提高的運輸需求使得高速鐵路的發展和建設也呈現出突飛猛進的態勢。電力電纜是鐵路貫通線的重要組成部分，它能夠保證高速鐵路通信、信號等重要負荷的正常供電。在高鐵設備正常運行過程中，為了提高鐵貫通線路的穩定性，需要對電纜進行及時檢查，準確定位故障點、做好故障排除工作。一般情況下，電力電纜運行的環境頗為復雜，在進行電纜故障信息獲取過程中存在一系列的阻礙，會造成故障的定位準確度不高。文章在對此問題進行探究過程中，詳細的對故障類型進行分析，以提高故障定位點查找的準確度。

一、高速鐵路10kV全電纜電力貫通線理論闡述

目前，在我國高速鐵路正常運作過程中使用10kv電力貫通線，普遍采用的是單芯全電纜線路。在施工過程中，需要考慮到電纜敷設環境決定電纜的敷設方式如：直埋敷設、電纜溝槽敷設、電纜橋架敷設等方式。在進行施工作業過程中，可能會出現與站前單位施工交叉作業。這時需要對施工方案、技術水平、電纜敷設和設備安裝等施工工序以及施工設計方案進行全面控制。對于電纜敷設來說，首先要保證敷設工藝達標，其次因為易受敷設環境影響，所以要準確找到負荷點?？梢钥紤]用低壓脈沖法，用電纜測距儀測得電纜實際長度。在進行箱變基礎制作以及安裝過程中，不僅要考慮到美觀性，而且還要考慮到散水澆筑完成以后防沉降，電纜合理預留同時避免箱變基礎內過多積水浸泡電纜。

二、電纜故障診斷

（一）故障產生的原因

要想準確的對電纜故障信息進行診斷的前提是對故障產生的原因進行詳細分析，之后再對具體的故障類型進行探測和判斷。高速鐵路電纜身處外界環境復雜，較易因外力因素產生損壞而導致故障，同時，電纜內部的缺陷也有可能對電纜的正常運行造成不良影響。

在貫通線電纜設計過程中，要嚴格的按照電力設計規范要求，開通建設相關的高速鐵路，使用的電力線路宜采用非磁鎧裝單芯銅芯電纜。在進行故障原因分析過程中，可能出現機械損傷，也就是外力破壞、敷設施工質量存在問題，也有的可能是電纜本身存在缺陷，如鎧裝、屏蔽層斷續、破損，運行時會積聚電荷燒損電纜。設備管理單位很難根據實際情況對高鐵貫通線路中間接頭運行狀態監測分析，中間接頭處臟污、絕緣降低，進而使得高鐵電力貫通線路產生故障[1]。

（二）電纜故障類型探測

1.低故障（開路故障）

現階段，在進行故障測距過程中，需要使用搖表、萬用表對電纜故障的性質進行診斷，一般200Ω界定高阻、低阻故障。要嚴格地按照不同故障性質，做好測距方法選擇。在進行故障測距過程中，如果是低阻或者是開路故障，常需要使用低壓脈沖法。在電纜故障檢測過程中，對于不同絕緣介質調整對應的波速度，能有效地測量電纜的長度、以及電纜開路點、故障點。需要對發射正、負脈沖拐點、脈沖反射光標標定等各項因素進行全面分析，才能熟練找到故障點[2]。

2.高阻或閃絡性故障

在進行高阻或者是閃絡性故障檢測過程中，使用的是脈沖電流法，需要對電纜故障測距儀以及高壓信號發生器檢測到的故障進行分析。一般情況下，使用的是直接擊穿法。對脈沖電流沖閃波形進行分析，要考慮到零點時光標故障點的放電脈沖、放電脈沖的一次反射、故障距離以及放電脈沖的二次反射等各類主要因素[3]。還可以通過二次脈沖法進行故障測距。

（三）故障點定位

在貫通電力電纜故障區間內，需要集團公司供電調度，根據后臺故障報文信息進行全面判斷，然后通過箱變遠動操作隔離故障區段。目前在高鐵單芯電纜應急處置，對故障點進行定位時。判斷為高阻或閃絡故障，首先使用的是聲磁同步法，這時，需要使用高壓信號發生器周期放電對故障點進行準確定位。在定點儀界面，通過磁場波形極性變化進行對比，大致判斷該電纜的具體路徑，同時通過聲音波形分析離故障點之間的距離，距離越近波形反射時長越短。低阻故障，使用的是音頻信號法，在音頻信號法使用過程中需要考慮到磁場方向。使用的探測故障電阻應該小于十歐，對電纜故障定點儀和音頻信號發生器分析過程中，在越過故障點后探測器蜂鳴聲會驟降，能有效地對故障點進行準確定位。最后，跨步電壓法。在跨步電壓法使用過程中，需要考慮到直埋電纜故障點保護層損壞情況，對開放性的主絕緣故障以及單芯高壓電纜保護層故障進行分析，這時，使用跨步電壓法能有效地對接地故障進行定位，使用定位儀或者是高壓信號發生器，做好故障地點的準確定位工作，非直埋情況此方法效果不佳。與此同時，應該考慮到脈沖磁場方向和聲磁的時間差[4]。

三、結語

綜上所述，電纜故障能夠對高速鐵路的正常運行造成較大的阻礙和不良影響?，F階段在高速鐵路正常運作過程中，要嚴格的按照設計規范內容使用10kv非磁鎧裝單芯銅芯電纜，能在故障發生時，做好準確排查工作，采取有效的解決措施，保證高鐵電力系統安全運作。

參考文獻：

[1]朱二中.高速鐵路10kV全電纜電力貫通線故障診斷與探測[J].科技創新與應用，2019（26）：162- 163.

[2]李宏剛.基于電力遠動系統的高鐵貫通線故障定位研究[J].鐵道工程學報，2018，35（6）：67- 71.

[3]溫曼越.高速鐵路10kV電力貫通線故障自動隔離方法研究[D].四川：西南交通大學，2018，9.

[4]李國.高速鐵路1 0 kV全電纜電力貫通線的高壓技術研究[D].北京：北京交通大學，2 0 1 7 .