迁曹线10kv高压电缆故障分析与对策

迁曹线10kv高压电缆故障分析与对策

任士生

(大秦铁路股份有限公司大同西供电段山西大同037000)

摘要：迁曹线10KV高压电缆已运行11年时间。随着环境影响、电缆老化及频繁施工扰动造成电缆故障增多。电缆故障发生后短时间内难以恢复，故障点的查找及电缆头的制作都需要较长时间。给迁曹线的信号电源供电稳定性带来了很大的安全隐患，有可能造成运输中断。为了保证一级负荷供电质量，最大限度减小对行车的影响，需要采取措施来提高高压电缆供电可靠性。文章通过对管内10KV高压电缆故障进行分析，在降低电缆故障发生率和缩短电缆故障延时两方面采取对策以提高供电安全性、可靠性。

关键词：10kv高压电缆故障分析对策

引言

迁曹铁路是国家Ⅰ级双线电气化铁路，是北煤南运重要通道，有效疏解了大秦铁路运输压力，在服务京津冀一体化、服务唐山港口经济方面发挥着举足轻重的作用。信号电源是铁路运输中的一级负荷，由沿线自闭（贯通）线路供电。随着形势变化及环境因素影响，架空线路越来越少，高压电缆的使用越来越多。对以往发生过的电缆故障进行梳理，找出规律性的原因并制定针对性的措施加以防范，从而降低电缆故障的发生率，缩短电缆故障延时显得尤为重要。

1电缆故障分析

通过对以往发生的电缆故障进行原因分析梳理发现主要有以下几种：

1.1运行环境影响

曹妃甸、东港、京唐港等沿海地区，电缆长期处于潮湿环境并受渗透海水侵蚀，施工时小的绝缘破损隐患随着时间延长也会导致电缆局部受潮严重绝缘下降，从而在这个薄弱点发生击穿故障。这些地段发生电缆故障不光是故障点不好定位，就是判断出故障点，想把故障电缆挖出并截断重做中间头也是困难重重。挖掘施工作业面时不但流沙坍塌还有海水渗透。

1.2电缆老化

铁运（1999）103号规定电缆线路使用年限不超过15年或以状态检测结果确定。迁曹线特殊的地理环境加速了运行电缆的老化，对于运行长达11年的电缆来说，现在已经到了故障高发期。如2016年3月迁菱贯通白龙河桥上电缆故障、2017年1月滦曹贯通电缆故障等。

1.3外部施工扰动

受东港、曹妃甸港区铁路扩能改造施工影响，需对原径路高压电缆进行迁改。施工中施工人员的机具使用不合理、防护措施不到位或盯控人员对电缆径路不清楚则很容易造成电缆损坏。如2013年6月东港配电所进线电缆被施工挖断；2016年曹西站改造施工时因施工机械碾压造成下部直埋电缆绝缘损坏发生故障。

1.4电缆头击穿

中间头是高压电缆的“短板”，长大电缆每增加一处中间头就会增加一处“短板”。如果环境潮湿、施工工艺不良则极易发生击穿故障。如2014年6月滦港贯通2#箱变至东港配电所间电缆中间头击穿；2016年6月曹妃甸至曹南间5T机房电缆井内中间头故障击穿。

电缆故障的发生严重影响了供电稳定性，尤其是单电源进线配电所进线电缆故障更是会造成全所停电以致车站黑盘问题，对铁路运输是否畅通至关重要。

2建议采取的对策

为确保高压电缆的运行稳定、故障后能快速恢复，对运输影响降至最低应该从两方面采取对策：一是降低电缆故障率，二是缩短电缆故障延时。

2.1降低电缆故障率

2.1.1改善运行环境

现场运行经验表明：槽道内运行电缆明显比直埋电缆故障率低。主要是槽道内环境相对干燥，受沿海土壤、空气腐蚀程度明显降低。发生故障后故障点的判断查找恢复也较容易。为此考虑分步实施将直埋电缆改为槽道内敷设，以后的施工改造涉及的高压电缆迁改中也要把电缆走槽道敷设作为优先选择。条件影响不适宜修建槽道区段可以更换为新型阻水电缆，这种电缆防水性更强更耐腐蚀。

2.1.2进行高压电缆专项整治

一是对桥上电缆进行专项整治。重点对开通初期施工中与通信、电务电缆同槽敷设的优先考虑分槽道敷设，不具备分槽道敷设的在同一槽道内必须采用可靠物理隔离，减小电缆故障对信号及通信电缆影响。对管内37处桥梁高压电缆槽道进行排查，对电缆槽盖板松动的加以紧固，对电缆槽盖板缺失、抱箍缺失及锈蚀严重的提报计划纳入下一步整治内容。二是更新严重老化电缆。对检测中发现的绝缘强度明显降低或已发生过多次故障中间头较多的电缆进行更新。

2.1.3减少施工扰动加强电缆防护

一是对电缆径路要根据施工及运行管理科学规划，降低后续施工频繁迁改扰动，还要利于电缆的维护检修。二是补充标识。对目前所有运行的高压电缆径路补充完善电缆标石，用白漆、石子等施画电缆径路，人人清楚电缆走向。三是加强防护。对营业线及临近营业线施工加强施工盯控、技术交底，必要时要挖探沟确认电缆位置，防止施工损坏电缆。所有新施工或施工改造过轨、过道处所高压电缆必须采取钢管防护，防止压伤、挤伤。

2.1.4提高电缆头制作工艺，加强监控。

电缆头制作工艺直接决定电缆接头运行的可靠性。如果接头压管压接不实、压接毛刺打磨不平、绝缘处理不良、半导体划伤、护套密封不严则以后极易从接头处再次发生故障。严格按照工艺流程进行制作可以提高电缆接头的持续运行时间。利用夜间巡视检查终端头是否存在放电现象，利用测温仪对终端头、槽道内中间头进行测温，发现温度异常或放电严重可采用要点停电进行处理。

2.2缩短电缆故障延时

故障发生后，如何快速判断出故障区段并定位出故障点是缩短故障延时的前提条件。采用各种手段把故障区段缩至最短，有利于仪器对故障电缆故障点的准确查找。

2.2.1安装故障指示器

以交通便利汽车容易到达、把住关键设备为原则在线路及箱变内电缆头处安装故障指示器。它的动作原理是距离故障点最近的指示器在线路发生短路故障时会翻牌动作变红。故障时调度可通过后台终端翻牌动作指示情况迅速判断出故障区段，通知设备所属供电运行工区快速赶赴现场对故障区段仔细查巡。这一系统已在迁曹线应用，已安装终端故障指示器50处，调度后台终端一套，效果良好。

2.2.2采用新技术

无线远动操作断路器是目前逐渐发展起来的新技术。在自闭贯通线路及长大电缆中间安装可远动无线操作的10KV断路器用于故障时拉口判断并隔离故障区段，迅速恢复其他正常区段供电。此项新技术设备在迁曹线已安装18处。

2.2.3安装分支箱

根据现场实际情况对长大电缆安装电缆分支箱，包括手动操作分支箱和可远动操作的新型电缆分支箱。故障时可以断开分支箱对电缆分段试送电或摇测确定具体区段以便将故障范围缩至最短。这一设备已在迁曹线已安装7处。

2.2.4完善预案加强学习

完善电缆故障判断抢修预案。电缆故障检测仪及电缆头制作工具、材料实行“清单”管理，定点存放，专人定期检查确保状态良好，发生电缆故障时仪器材料迅速装车及时出动。对班组骨干进行电缆故障探测仪的使用培训，开展电缆头制作演练。班组每班成立一个电缆故障抢修小组，人员分工相对固定。要有不少于3人清楚电缆头制作工艺及流程、故障指示器的现场判断、远动断路器的现场操作、新型电缆分支箱的现场操作。

3结语

通过对电缆故障进行分析，发现了迁曹线管内10KV高压电缆运行中存在的诸多隐患及短板所在，针对性的采取措施,防止电缆隐患升级为故障，降低了电缆故障率。通过运行状况来看效果显著，电缆故障件数明显下降、故障处理延时明显缩短。

参考文献:

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