高速铁路供电电缆常见故障分析及日常检修维护
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【摘 要】本文重点介绍京广高铁开通运营以来，根据高铁接触网供电电缆运行过程中出现的安全隐患，不断探索完善高铁供电电缆检修模式及重点监控数据，找出供电电缆薄弱环节，采取有针对性防护措施。针对电缆运行特点，开展各项检查、监测等有针对性的监控措施，及时掌握供电电缆运行状态，消除设备隐患，取得了较好的预期效果。
【关键词】高铁 接触网 供电 电缆
1 前言
高铁枢纽地区接触网供电较复杂，接触网供电线大量采用27.5Kv单芯供电电缆，电缆大多采用直埋方式。随着电缆的使用越来越普遍，而由电缆故障影响行车的事例也越来越多。京广高铁开通出现几次电缆故障，这些电缆故障给行车及运输组织造成了严重干扰。吸取京广高铁电缆故障教训，电缆管理应成立专业电缆检修维护队伍，配备电缆检测仪器，研发电缆监控设备，通过较全面的电缆检测，对电缆运营状态进行有效的监控，进而有效的保证接触网设备的正常供电。
2 电缆故障分析
2.1 供电电缆产生主要原因
根据电缆运行情况，电缆故障主要以下几方面造成。
2.1.1 电缆本体制造原因
电缆在生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽层厚度不均匀、绝缘内有杂质、电缆受潮、绝缘金属护套密封不严等，此类缺陷大部分在电缆生产过程中已形式缺陷，长期运行过程中存在严重安全隐患。最终导致电缆击穿故障。电缆本体击穿、图1所示：电缆铠装层进水图2所示：
图1 电缆本体击穿
图2 电缆铠装层进水
2.1.2 施工原因
电缆在施工规程中未按照规范进行施工等造成电缆弯曲半径过小，部分场所受挤压损伤或者施工过程中电缆遭到利器刮伤，重物砸伤，造成电缆外护套或者电缆内部绝缘层损伤，图3-5所示：
图3 电缆弯曲半径不够 图4 电缆未进行隔离，建筑垃圾进行填埋
图5 电缆终端损伤
2.1.3 外部环境原因
外部损伤主要是电缆路径附近人工利用尖利器械或者大型机械进行开挖，碾压，造成电缆备挖断或者备撞击、挤压后电缆外护套、铠装层、主绝缘造成损伤从而导致电缆击穿，图8-7所示：
图6 电缆护套被利器划伤
图7 电缆铠装层被大型机械损伤
3 电缆检测分析
通过京广高铁开通运营两年多来的经验，电缆终端为电缆故障多发环节，电缆终端是电缆日常检修及维护重点。电缆本体故障较少，主要是施工及外部环境造成的设备故障，为了加强高压电缆的管理，电缆应该成立专门检修班组，配备专业检测工具，对电缆实行专人专业管理。目前电缆运营过程中主要采取的检测手段由以下几种方式：
3.1 屏铠绝缘电阻测量
每段电缆每年均要运用5000V兆欧表进行屏铠绝缘电阻检测。外铠对地不小于1MΩ/Km；内屏蔽对外铠不小于0.5 MΩ/Km。通过屏铠绝缘电阻测量可以初步判断电缆本体是否存在接地。
3.2 接地电阻测量
接地电阻测量主要测量屏铠引线接地端子的接地电阻。屏铠引线接地端子要接入综合贯通地线，接地电阻不得大于1Ω。采用单独接地体的，接地电阻不得大于10Ω。
3.3 紫外成像检测电晕放电
电缆终端“病态”运行电缆终端附件会产生电晕和表面局部放电现象，电晕和放电部位将大量辐射紫外线，通过紫外成像利用电晕和表面局部放电的产生和增强简介评估运行设备的绝缘状况，及时发现绝缘设备的安全隐患。
3.4 红外成像测温
对于电力设备到处可见的导线和连接件，电力设备的很多工作部件，由于在成年累月的运行中，受环境温度变化、污秽覆盖、有害气体腐蚀、风雨雪雾等自然力的作用，再加上人为设计、施工不当等因素，均会造成设备老化、损坏和接触不良，必将导致介质损耗增大，泄漏电流增大和接触电阻的增大，从而引起相应的局部发热而温度升高，红外热像仪能够接收红外线，生成红外图像或热辐射图像，并且能够提供精确的非接触式温度测量功能，平时通过对电缆终端及其零部件的检测，可以及时发现设备隐患，采取补救措施，避免发生设备故障
3.5 局部放电检测
放电是指电气设备绝缘结构中某个区域出现的放电现象，这种放电使绝缘结构在该区域内被破坏，主绝缘并未发生贯穿性击穿，但若局部放电长期存在，在一定条件下可造成设备主绝缘电气强度的下降和损坏。测量局部放电是发现绝缘早期故障的最有效的方法之一。局部放电是故障的表现，需要及时修理，时间稍长，会造成严重后果。通过局部放电检测仪定期对电缆及其附属设备进行检测，掌握设备运用状态，为电缆日常维护提供技术支持。
3.6 外铠泄露电流检测
正常时，电缆屏铠一端接地，另一端通过护层保护器接地，电缆屏铠不能构成闭合回路，泄漏电流很小。当电缆护套破损或绝缘下降造成多点接地时，屏铠通过大地构成闭合回路，屏铠电流急剧升高，装置测得屏铠电流超过限界值时，系统自动发出报警音响信号。监控报警中心通过GPS对故障电缆进行自动定位，管理维修人员能及早检查处理故障，避免重大事故发生。
4 结语
高铁接触网设备电缆故障成为影响供电安全的惯性故障，我段经过近两年的努力，发现了一些规律，采取了一些措施，取得了较好的效果，但还不能很好的掌握电缆运行规律。分析高铁接触网设备特点，运营管理单位总结经验，不断改进电缆故障防范措施很重要，但更为重要的是从设计源头规范电缆设计，规范施工标准，才能标本兼治。在今后的高铁建设中，应加强与设计和施工单位的沟通，施工过程中加强电缆敷设施工的监护，避免外部环境及施工队电缆造成损伤，电缆病态运行，埋下安全隐患。