铁路10 kV电力高压电缆进水原因及对策研究

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摘 要：本文根据多年来运行情况对铁路10 kv电力高压电缆进水原因进行分析，并提出对策，以解决10kV电力高压电缆由于进水导致的故障频发，消除影响电缆安全运行的潜在隐患。

关键词：10 kV电力高压电缆 进水原因 对策

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0174-02

由于电缆相对架空线路受外界风、雪、雨、雾等恶劣天气和自然环境影响小，供电可靠性较高，在铁路10 kV电力系统中得到大量采用，由于各种原因，电缆在运行中经常发生绝缘击穿故障，其中电缆进水导致的绝缘击穿故障占据很大比例，为提高电缆供电可靠性，有必要对10 kV电力高压电缆进水原因进行研究分析，以提高电缆供电质量，确保铁路供电安全可靠。

1 电缆进水的原因

第一，电缆在购买之后的保管与储存上出现不当。新采购的高压电缆都是成盘的，一般电缆两头都是运用塑料的密封套进行密封，但是电缆在用了一段之后，则是用塑料纸进行密封的，在用绳子进行捆绑，这样的密封方式其密封性能不是很好，并且由于存放的时间较长，水汽就会渗进到电缆当中。

第二，电缆在敷设时所用的方法不是很好。电缆在敷设时候，采用的是塑料纸对电缆头进行包裹的，有时电缆头会浸泡在水中，而这种包裹方式会使水进入到电缆当中，在穿管与牵引时，会发生外护套破裂的现象。

第三，电缆在敷设之后的保护方面处理的不是很好。电缆在敷设之后，并没有及时的对电缆头进行制作，使得电缆端口在没有经密封处理而长期的在空气中暴露在外，而有时还在水中浸泡，这样就使得大量的水汽进入到电缆之中。

第四，电缆头的制作不符合工艺上的标准。电缆头在制作时，尤其是在中间接头与终端头时，并没有按照工艺标准严格的执行制作，导致了电缆头的密封不严实，绝缘上受潮等现象。

第五，电缆运行时电气绝缘击穿或外力破坏导致护层损伤。电缆运行中，发生中间接头击穿等故障时，护层被破坏损伤，电缆井中的积水便会沿着缺口进入电缆；由外力引起电缆破损或击穿，也会发生电缆进水。

2 电缆进水的危害

电缆进水后，在电场的作用下，由于缺陷或微孔处的电场畸变，水分在电场的作用下，受到不均匀电场的吸引，产生极化迁移，逐渐积累而产生局部过饱和状态，会导致电缆主绝缘在运行电压下引发水树枝。水树枝的微观结构是由一系列含水微孔构成，微孔之间存在极细微的连接通道。绝缘中存在的杂质、气孔及绝缘与内外半导电层结合面的不均匀处所形成的局部高电场部位是发生水树的起点。水树发展过程一般在8年以上，湿度、温度、电压越高，水中所含离子越多，则水树发展越快。？对于交联聚乙烯电缆来说，水树枝现象是造成电缆老化、绝缘下降，以致在运行中被击穿的主要原因。

3 对策

电缆进水后干燥处理非常困难，一般也没有配置相应的设备。实际操作中，如果发现电缆进水，我们只是锯掉前端几米，如整条电缆已进水，我们就无法可取。因此，电缆进水的防止，应以预防为主，采用以下措施。

（1）电缆头应密封。锯掉的电缆端头，无论是堆放还是敷设，均要用塑料密封起来（采用电缆专用的密封套），防止潮气渗入。

（2）电线敷设后要及时进行电缆头的制作，否则采取防潮和防雨措施，防止电缆受潮和进水。制作电缆头时，避免在潮湿环境中和雨雪雾等恶劣天气下进行，防止水分侵入。

（3）购买电缆时，必须选择质量过硬的厂家。由于绝缘中的杂质、气孔等是水树发生的起点，因而电缆质量的好坏对防止水树老化至关重要。

（4）加强电缆头制作工艺的改进，采用新型电缆头制作材料。一旦电缆进水，则最早出现击穿现象的往往是电缆头，因而电缆头制作得好，可以延长电缆的整体寿命。如电缆在剥离半导体层时，我们在半导体层上竖着划几道，然后像甘蔗剥皮一样剥去半导体。但在用刀划时，若划得太深，便会伤及绝缘层，给水树的产生带来机会。另外，在制作热缩电缆头时，用液化气烧烤也可能损害电缆头根部的绝缘层。采用冷缩电缆头，冷缩硅橡胶电缆附件，制作简单方便，且硅橡胶电缆附件有弹性，紧紧地贴在电缆上，克服了热缩材料的缺点（热缩材料没有弹性，在电缆热胀冷缩的过程中，会与电缆本体间出现间隙，这就为水树的发展提供了便利）。目前，冷缩电缆头大量采用，改善了电缆头的制作工艺水平。采用接线端子制作电缆头接线端，提高密封性，减少水分侵入。

（5）长电缆采用电缆分支箱。对长距离电缆合理分段，采用电缆分支箱，在电缆故障时便于分段查找。

（6）防护管采用PVC塑料双壁波纹管。在一些需加防护管的地方，根据可行性采用此种管，该管耐腐蚀、内壁光滑、强度与韧性良好，因而在电缆直埋敷设时，可大大减少电缆外护套破损。

（7）电缆沟与电缆井的设计。 由于条件的限制，我们的电缆敷设均采用直埋或电缆沟形式，而且以直埋为多，我们属于多雨地区，电缆沟或电缆井中有积水时间长。因此在规划时，就应进行协调，便于电缆沟（井）的排水。如选择地势高的地方敷设，不设在沟底河边及地势低洼容易积水地域。

（8）电缆的试验。电缆头制作完成后，在投运之前做一次高压直流泄漏试验，投入运行后也应定期做高压直流泄漏预防性试验。优点是以便提前发现电缆隐患，提前整治，减少停电故障造成的损失。缺点是直流试验后会增加电缆击穿的可能，试验工作量大。

（9）严格交接验收。在交接验收时对电缆外观、施工工艺、隐蔽工程等认真检查，防止施工造成的绝缘护套受伤，给以后运行埋下隐患。

实践证明，通过采取上述措施，大大减少了高压电缆因进水受潮发生的绝缘击穿故障，确保了供电可靠性。

4 结语

10kV电力高压电缆作为重要的铁路供电设备，有必要对其进行绝缘在线监测，采用故障自动隔离和快速恢复技术，以进一步提高其安全运行水平。

参考文献

[1] 吕玉恒.电力应知应会问答[M].中国铁道出版社，2010，10.

[2] 铁道部劳动和卫生司和铁道部运输局.高速铁路电力线路维修岗位[M].中国铁道出版社，2012，9.