铁路10kV电力电缆运行维护

铁路10kV电力电缆运行维护

孙福霖  刘坤  黄金

中国铁路济南局集团有限公司青岛供电段，山东省青岛市，邮编:266000

摘要：近年来随着铁路的快速发展，尤其是高速铁路已成为“国家名片”，铁路电力设备也迎来了大发展。10kV 电力线路作为为铁路沿线重要负荷输送电能的唯一途径，作用举足轻重。其中由于电力电缆运行的可靠性和环境友好等原因，无论是旧线改造、还是新线建设，其使用量逐年增长，高铁电力线路更是绝大多数都为电缆线路。所以10kV 电力电缆运行是否安全可靠，关系着铁路行车及运输安全。提高铁路10kV 电力电缆运行可靠性，对于铁路供电系统来说十分必要，对于电力电缆故障分析及高质量运维具有重要意义。

关键词：铁路；10kV电力电缆；运行维护

引言

自中国第一条电气化铁路宝成铁路起，到本世纪初中国电气化铁路从零到有，从单一到全面，铁路10kV电力电缆在供配电中扮演着重要的角色。本文简单介绍铁路10kV电力电缆运行维护措施。

在高铁电力系统中，常用的电缆有电力电缆和控制电缆两大类，其中电力电缆是用来输送和分配大功率电能的。目前，在工程上使用的就是10KV聚氯乙烯绝缘电缆，运行中的电缆由于敷设桥梁、路基边坡、环境温度、施工和制作工艺等多种因素会发生故障，下面就对电力电缆故障的原因、处理原则和测寻方法加以探讨。

1.电力电缆的故障原因

常见的电力电缆故障产生的原因大致有：

（1）机械损伤：在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆；

（2）制作工艺：高铁施工后期，由于工程紧、任务重，施工人员为赶工期，对电缆头制作工艺未严格履行，受外部环境影响严重，造成工程质量下降较快。

（3）化学腐蚀：高铁电力电缆桥下和路基部分都埋在地下，地下方的土壤性质直接影响到电缆的使用，若土壤地质呈酸碱性，直接腐蚀电力电缆，久而久之，电缆外皮就会开裂，绝缘性能下降，从而形成电缆故障。

（4）绝缘层老化：电流在热效应作用下，负载电流在流经电缆同时，容易造成导体发热，与此同时，电荷的集肤效应、绝缘介质的损耗也容易产生附加热量，会增加电缆温度，电缆在这样的环境下长时间运行，容易造成绝缘老化，进而引起绝缘故障。

（5）材料材质缺陷：一般而言，在制作电缆绝缘过程中，会产生许多杂质，电缆头在制作过程中会发生绝缘层包扎不均匀的问题，再加上介电常数的不同，电缆容易老化。

（6）鼠类损伤：鼠类对地下电缆的损害主要是啃咬造成的机械损伤，当电缆护层材料的硬度低于老鼠门齿的硬度时，电缆就很有可能被老鼠啃咬受到破坏。

2.电力电缆的故障分类

（1）按试验结果分类：高阻故障和低阻故障。

（2）按电缆线路的部位分类：中间接头故障、终端头故障、电缆本体故障。

（3）按停、送电分类：分为运行故障和试验击穿故障。

（4）按综合情况分类：

①高阻接地故障，电阻值通常高于100k千欧。

②低阻接地故障，电阻值通常低于100K千欧。

③断线故障。

④断线并接地故障

⑤闪烙性故障和-封闭性故障，这两类故障大多发生在预防性试验中，多出现在电缆中间接头和终端头。

当电力电缆发生故障以后，首先必须确定故障的类型，所谓故障的类型，就是判断故障是是单相、两相、还是三相；高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线故障还是它们的混合。然后才能确定用什么方法进行故障的粗测；否则，盲目进行寻测，会延误故障探测的时间，甚至可能导致测试仪器的损坏。

3.电缆故障的类型及测试方法

高铁一级贯通和综合贯通电力线路采用小电阻接地系统，运行中的电缆发生绝缘故障时，无论一相、两相故障或三相同时故障，均会发生跳闸故障，故障性质界定比较明确；而普速铁路10KV电力线路或高铁站馈线路电力系统采用中性点不接地系统，电缆发生故障一般只是给了接地信号，有可能是单相接地故障，则可能发生两相或三相短路或接地故障，或是它们的混合故障。故障判断不能完全将故障的性质确定下来，还必须进行电缆绝缘电阻的测试和导通试验。

电缆发生故障后，一般先测量电缆的绝缘电阻，低压用500V或1000V的摇表；高压用2500V的摇表，来测量电缆线芯之间和线芯对地的绝缘电阻，判别故障类型，再用不同仪器和方法粗测故障，最后用定点法精确确定故障点，以往的电缆测寻方法中，粗测的方法有经典法中的环路法（电桥法），现代法中的脉冲法，现代法有别于经典法最主要的区别在于不需要准确的电缆资料，测寻方法简单。而故障点的精测通常采用声音测、感应、测接地电位等方法进行[1] 。

4.铁路10kV电力电缆运行维护

4.1铁路10kV 电缆的巡视

（1）铁路10kV 电缆巡视要点

①直埋入地的电缆，主要检查电缆上方地面有无塌陷，有无施工痕迹及标桩标识是否完整醒目；电缆线路上方是否堆有建筑垃圾、笨重物件、酸碱性物质、易燃易爆物品等；松土地段是否通过重型车辆；电缆井有无沉降等。

②沿电缆槽道敷设的电缆，检查电缆槽道有无积水、支架有无破损、锈蚀，槽道安装固定是否牢固，盖板齐全无严重破损，槽道警示标志、回路标识是否清晰，电缆有无外露。沿电缆综合管沟敷设的电缆，电缆沟槽的防水、防火封堵应完好，沟内支架应完好、固定牢靠、不锈蚀。

③上下桥桥架电缆，检查电缆支架是否牢固，桥架、支架有无破损、锈蚀；桥架警示标志、回路标识是否清晰，电缆有无外露。

④电缆附件检查。户内、外电缆终端，检查有无放电痕迹，引出线接触是否良好有无发热现象，核对线路名牌及相对颜色，检查接地线是否良好，测量单芯电缆护层绝缘，检查终端盒壳体及套管有无裂纹，漏出地面保护管是否损坏倾斜等；单芯电缆保护器，检查有无击穿或烧熔；地面电缆分支箱，检查周边环境，检查通风机防漏情况，检查核对名称名牌状况，检查锈蚀锁闭情况等；户内、外电缆导线连接点可用红外测温仪或红外热像仪测量。

⑤巡视周期与各设备管理单位所管电缆数量及人力有关，可结合实际情况进行明确。

（2）电缆周边施工监管

从电缆故障原因分析来看，因当前外部活动增多，外部施工造成电缆损坏是最为突出的。对此，对电缆附近的施工必须做好巡查监管[2] 。首先，我们要掌握电缆线路周边环境变化，常规我们靠人去巡视，但能达到效果有限，一是步行排查以当前人力做不到时刻掌握，开车巡视会有些区段因遮挡或离铁路线太远而看不到，采用无人机巡检是今后巡视的主要方法。二是对于已知施工，施工现场不仅要安排人力盯控做好人防措施，还要采取“插标划线”、硬物隔离的物防措施，关键处所装视频监控的技防措施，才能确保电缆安全。

（3）电缆负荷监测。

为了利于分析电缆运行状态，可通过监测电缆负荷来掌握负荷变化情况及过载时间长短，也是有效的预防故障手段。监测不应死板要结合实际，如时间上应安排在夏季和冬季负荷高峰期间进行监测，对满负荷和过负荷的电缆更应加密监测，必要时限制负荷防止电缆烧损。

4.2铁路10kV 电缆的维修

10kV 电缆目前日常维修具体内容包括摇测绝缘电阻；检修电缆终端及引线；处理外皮破损；电缆路径检查，培土、补充标桩、标识，更换或涂写字迹模糊的电缆标识；电缆支架固定、防腐，补装缺失支架；电缆管、口封堵，除锈涂漆；打开绝缘护套、涂装凡士林；电缆井、沟、槽道内，维修损伤或变形的中间接头，排除积水、清扫杂物，检查电缆本体有无机械损坏、鼠、虫咬噬痕迹；固定电缆盖板，更换损坏的，补装缺失的；检查电缆接地装置，测量接地电阻等。

4.3铁路10kV 电缆的试验

10kV 电缆设备的巡视检修更多是从电缆外观对电缆进行检查，要准确掌握电缆实际运行状态及电性能，主要还是要依靠各项试验综合分析。试验按时间阶段可分为三类，一类是产品试验，是厂家在出厂供货前对电缆及其附件的试验，目的是检验制造质量，主要包括开发试验、抽样试验、例行试验、型式试验、预鉴定试验；一类是交接试验，又称为验收试验，是电缆在安装敷设完毕后，电缆系统

投运前进行的试验，其目的是检查施工后的质量，检查电缆在安装敷设中有无损伤；一类是运行后的预防性试验，是电缆运行过程中的试验，也是本文重点研究的。预防性试验重在预防，通过使用仪表仪器对电缆进行检查试验，提前发现设备隐患问题，防止事故故障的发生。过去的规程中预防性试验与在线监测和带电测量关系不明确，最新修订公布的规程中预防性试验包括停电试验、带电检测和在线监测。

5.结语

10kV 电力电缆是铁路电力系统的重要组成部分，其运行状态的好坏对铁路沿线重要负荷的安全供电有重要影响，更是关系到铁路行车秩序。随着我国铁路建设尤其高铁的快速发展，要强化铁路10kV 电力电缆的管理和维护。

参考文献：

[1] 郭煜.铁路电力电缆运行检修管理方式探索[J].中国设备工程,2020,03(上):71-73.

[2] 孙立元.电力电缆故障查找方法与测距分析[J].机电信息,2017,(36):7-8.