浅谈电缆故障成因和防范措施

摘 要：对广州南站武广高铁所使用的供电电缆可能发生的供电安全隐患问题进行了系统分析，结合现场实际条件和运营安全的需求，对供电电缆的敷设环境、故障成因、故障类型和防范措施等进行了系统的阐述，提出防止供电电缆故障的管理措施，降低电缆故障，提高电缆的运行水平和供电可靠性，为安全供电提供保障。

关键词：高铁；供电线路；电缆故障；防范措施

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0055-02

随着电气化铁路的发展，高速铁路对接触网供电的需求与可靠性要求不断提高。广供电发〔2012〕59号文中指出“接触网27.5 kV供电电缆应实施专项检修”，由此可见供电电缆的重要性。与架空线路相比，供电电缆在铁路电网建设中具有不可替代的优势，且应用范围越来越广。

广州南变电所馈出14条回路，总共65 870 m的供电电缆大部分深埋地下。目前，由于各种原因造成的电缆故障很多，给接触网供电带来巨大的隐患。为保证铁路运输正常、有序，如何防范电缆故障就成为供电部门面临的一个重要课题。

1 供电电缆概述

1.1 供电电缆发展概况

我国电缆的生产是从20世纪30年代开始的。近年来，供电电缆，特别是交联聚乙烯电缆，在铁路27.5 kV供电系统中得到了广泛的应用。

1.2 供电电缆线路的优、缺点

在铁路供电系统中传输分配大功率电能的设备有架空线路和供电电缆两种方式。架空线路具有结构简单、投资小、便于维护等优点。供电电缆能适应地下、水底等各种敷设环境，能满足长期、安全传输电能的需要。其不足之处在于投资成本高、故障查找与检修困难。此外，由于广州南站采用多条电缆同沟敷设的方式，使电缆整治过程时间较长。在电缆整治期间，由一条供电馈线供多个停电单元，如果此时发生接地故障，那么故障影响范围则被扩大。

1.3 供电电缆的作用

供电电缆线路一般都是被埋入地下（水下）或被敷设于管道、沟道、隧道中。随着我国铁路供电事业的高速发展，在供电线路中，供电电缆成为架空供电线路的重要补充，完成架空供电线路无法完成的任务。

2 电缆故障概况

2010-01-08，广州南动车段开闭所295馈线动车段一、二级库门前103道、104道上网开关（610#，611#）处出现电缆故障。该故障产生的原因为施工单位未按施工规范施工，上网点电缆头下滑，造成带电部分与肩架角钢距离不够，产生放电。

2010-05-12，广州南变电所223馈线在动走B线10#杆下涵洞口往变电所方向1 440 m处电缆中间接头接地处击穿。

造成该故障的原因是电缆中间接头制作工艺存在缺陷，导致击穿放电。

3 供电电缆故障产生的原因

3.1 供电电缆制造缺陷

电缆在生产过程中容易出现绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽层有突起、电缆金属护套密封不良等质量缺陷。

3.2 供电电缆机械损伤

机械损伤引起的事故在电缆事故占有很大的比例。常见的机械损伤有以下三种：①直接受外力损伤。这方面的损坏主要由施工和交通运输造成。②安装时的损伤。在安装时碰伤、拉伤电缆，或者因弯曲过度而损伤电缆。③自然力造成的损伤。中间接头和终端接头受自然拉力和内部绝缘胶膨胀的作用造成电缆护套裂损等。

3.3 供电电缆绝缘受潮

中间接头或终端头结构不密封或安装不良而造成绝缘受潮。另外，电缆制造不良在金属护套上留有小孔和裂缝等缺陷或金属护套被外物刺伤也会使电缆受潮。

3.4 供电电缆过热

由于电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，使绝缘炭化或电缆过负荷都会产生过热，从而导致电缆绝缘加速损坏。

3.5 过电压

过电压主要指大气过电压（雷击）和电缆内部过电压。实际运行经验表明，许多户外终端头的故障是由大气过电压引起的。

3.6 施工环境差

电气化铁路27.5 kV交联聚乙烯绝缘供电电缆预制式户外终端头的安装过程中，要求施工现场应清洁、无尘，相对湿度应不超过80%，环境温度不低于0 ℃。但事实上，受现场条件的制约，温度、湿度和灰尘都不好控制。在施工过程中，绝缘表面难免会留下细小的划痕，半导电颗粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，导致绝缘稳定性和安全性降低。

4 电缆故障的防范措施

4.1 加强电缆巡视

电缆线路事故的发生很大一部分是因外力机械损伤引起的。为了防止电缆线路被外力破坏，必须重视电缆线路的巡视工作，制订相应的巡视制度，确定巡视周期。巡视人员在巡视过程中应认真填写巡视记录，要特别注意电缆线路周围有无工务部门或其他施工单位近期曾在此施工，并要注意电缆线路上有无重物堆放。在巡视过程中如果发现了对电缆线路造成损害的行为，应及时进行劝阻和制止，必要时可以向有关部门汇报。

4.2 避免高低压电缆同沟敷设

在电气化铁路10 kV电力电缆中容易出现单相接地故障。如果处理不及时，电缆会因电流过大而升温，使电缆保护层极易被烧熔，严重时将引起火灾，同沟敷设的其他电缆也会被烧毁。因此，应避免10 kV电力电缆与27.5 kV供电电缆同沟敷设。

4.3 选择电缆通道避免因腐蚀引起故障

如果电缆周围的环境状况不良，附近土壤中含有酸、碱溶液或氯化物等化学物质，会使电缆受到腐蚀。广州是雷雨高发地区，又是工业发达的城市，污染大，雨水中含酸性物质过高，也会使电缆受到化学腐蚀。因此，在电缆通道中应具备良好的排水方式，防止供电电缆长时间受雨水浸泡。在雨水过后，应当加强电缆巡视。

4.4 设置完善的电缆标识，减少意外损伤

电缆工程施工结束后，应在电缆通道上设置电缆标志牌或标志桩，便于电缆巡视人员识别出电缆通道，容易发现电缆通道和周围地形的变化、开挖情况，也便于其他单位在通道周围开挖施工时清楚地看到电缆的位置，避免挖到电缆，使电缆受损，引发电缆故障。

4.5 加强技能培训，提高电缆质量

电缆工程施工质量的好坏、运行方式的妥当与否直接关系到电缆线路能否长期安全运行。因此，应加强对电缆施工人员、运行人员的技术培训，提高他们的技术水平，进而提高电缆的施工、运行质量。同时制订出电缆在现场运作时的一些规定，比如严禁在雨天、湿度比较大、尘土飞扬等气候条件恶劣的情况下进行电缆终端或者接头施工，避免因电缆施工不良而引发电缆故障。

5 研究建议

5.1 减少同沟敷设电缆条数

广州南变电所213（6条），214（6条），221（3条），223（2条），224（2条）共有19条馈线电缆（1 650 m）同沟铺设。而211，212，217，218，215，216共沟1 700 m。如此多的馈线，如此长的供电电缆，一旦发生故障，接触网停电，将直接导致广州南站列车运行瘫痪，影响巨大。因此，在有效的资源下，应尽可能减少供电电缆同沟的条数和长度。

5.2 电缆整治时间应合理

广州南站几乎每年都会对供电电缆进行整治。合理的检修是必须的，但检修时间不宜过长。制订的检修方案应合理，预想应充分，避免各种突发状况的发生。此外，尽量选择在秋季对电缆进行检修，秋季天气干燥，避免受雷雨天气影响而中断检修。

6 结束语

通过对接触网供电线路的运行进行分析，找出供电电缆故障的原因，总结规律，有针对性地加强预防工作，并制订出一系列有效的故障解决对策，这是电缆施工、运行工作的一个重要内容。鉴于此，需要每个从事该项工作的人员在日常工作中积累经验，进行调查、分析和仔细观察，并不断地加以总结，不断完善预防措施，最终降低电缆故障的发生率，保证线路的可靠运行。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.接触网运行与检修规程[M].北京：中国铁道出版社，2007.

[2]夏新民.电力电缆头制作与故障测寻[M].北京：工业出版社，2012.

[3]沈黎明，李洪涛.电力电缆施工运行与维护[M].北京：中国电力出版社，2012.

〔编辑：刘晓芳〕

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