铁路电力电缆运行检修管理方式探索

铁路电力电缆运行检修管理方式探索

谢栋

陕西靖神铁路有限责任公司 陕西省榆林市 719000

摘要：铁路电力设计一般选取线路入地、设备入户、全程监测的设计思路，很好地改进了铁路电力设备的运行环境，降低了人为损坏的可能性，提高系统抗自然灾害的能力，提高铁路供电设备的配置水平，保证铁路供电的安全可靠，确保铁路运输的安全畅通。部分铁路电力系统采用GIS开关柜加全电缆贯通线路的组合方式，设备达到了免维护的水平，然而由于施工质量、制作工艺的固有缺陷，近年来贯通电缆的故障率仍然在持续上升，传统的定期检修方式已不能满足设备发展的需要，因此探索出一条适合铁路贯通电缆的运行维护方案势在必行。

关键词：铁路电力；电缆；故障；检查维护

中图分类号：H221文献标识码：A

1电缆故障分析

1.1电缆故障对比分析表

以某铁路设备运行单位为例，截止2018年年底，所辖管内四条铁路电力线路，近5年内设备发生故障共计107件，其中高压电缆故障共发生58件，占54%。详见见表1。

表1电缆故障对比分析

1.2故障性质分析

在运行中电缆发生故障的原因很多，但经过统计分析发现电缆外因损伤、施工质量、电缆头制作工艺是三个主要原因。上述铁路设备运行单位，在所发生的58起高压电缆故障中，电缆外因损伤原因14件，占24%，施工质量原因28件，占48%，电缆头制作工艺原因16件，占28%^[1]。

2故障产生的原因

2.1施工遗留的问题

2.1.1中间接头或终端头制作方式

经研究发现，如果在施工中电缆头接头制作工艺水平不高，半导电层及各部尺寸控制不严格，制作环境不清洁，会导致运行一段时间后局部放电造成电缆头故障。并且传统的切换试验方法在投入运行前无法检测出该过程的隐患。

2.1.2外护套大面积破损

主要是因为施工质量一般，施工单位缺少电缆施工专业的技术工作者、并没有使用电缆输送机等设备、以及赶工期、各专业相互交叉干扰、成品保护不足等因素，导致电缆在投运时出现各种伤痕和缺陷，而在交接时也未按国家标准进行外护套、内衬套绝缘电阻测量，或是经测量存在故障而未进行排查，为今后的安全运行埋下了许多隐患。

2.1.3电缆主绝缘局部放电活动频繁导致的绝缘击穿

主要是电缆生产进度中由于材质和工艺方法等问题会出现绝缘不匀和、杂质等固有问题；但在电缆铺设、接头制作等工艺阶段也会产生破皮、擦伤、浸泡、弯曲局部应力等诸多问题，许多不良原因的影响，导致电缆空间电场部分出现变形，并且在一些部位产生局部放电，影响电缆绝缘下降或者绝缘击穿等。绝大多数铁路在交接时没有按国家标准进行主绝缘交流耐压试验，或者没有按照规定进行试验、为赶工期而粗略进行，使运营单位接管时的电缆状况不明，后期运行中又频繁发生电缆故障^[2]。

2.2试验存在的问题

2.2.1试验方法没有及时更新

在现场实际运用中，交流耐压设备与直流耐压设备相比，由于设备多、体积大、电源容量要求大等因素，施工单位在现场均采用直流耐压方式对10kV电缆进行交接试验。根据研究经验，直流耐压试验对橡塑绝缘具有破坏性，同时也不能真实的反映电缆状态，主要问题有：

1. 直流耐压测试不仅不可以模拟启动状况下电缆承担的过电压，而且不能找到电缆本身、电缆接头和施工上的瑕疵。

2. 在直流电压下，交联聚乙烯电缆绝缘层中的电场分布不平衡，引起击穿不一致。也就是说，交流电压下会因为击穿的缺陷直流耐压下不被发现，但一些在交流电压下不会致使击穿的部位，但在直流高压试验时会发生。一个是缺陷检出率不高，另一个是容易造成不应发生的击穿。电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积累单极性剩余电荷,电缆再次投入运行时，残余电场和交流电场会相互叠加，损坏电缆正常运行的良好性能。

2.2.2缺乏有效的试验手段

电缆在投运前对外护套的检查试验不彻底，没有有效的手段对电缆的外护套绝缘状态进行试验，而是完全靠职工的现场盯控和肉眼检查，容易产生死角，不能找出所有隐患点，更不能将外护套破损缺陷彻底修复，运行后一旦受潮进水就就会造成多点接地形成环流，接地点长时间发热最后造成电缆主绝缘击穿。

3解决方案

3.1完善投运前的交接工作

3.1.1电缆投运前，对外护套的检查维护

（1）严格执行现场盯控制度，对电缆的检查做到一米不漏，同时上下左右均检查到位。采用技术手段进行测试，按国标标准对电缆的护层绝缘进行测试。通过这些措施最大限度的发现电缆隐患点。

（2）对存在隐患的电缆外护套进行修复，在电缆投运前消除隐患。完善修补工艺。过去采取的是热熔修补法外缠防水胶带的方式，由于对热熔工艺要求较高，在运行中实际效果不是很好，存在外熔内不熔情况，昼夜温度变化较大时就会开裂，长期运行后会进水导致放电击穿主绝缘。所以可以制定新的修补方式，运用拉链式超强密封修补管，快速热缩工艺，修补管两侧增加热熔胶，能够有效预防水分向内分散。

3.1.2按标准化要求实行交流耐压测试

从电缆长期安全运行角度出发，为克服现场困难，按标准实行交流耐压测试，能够有效的发现电缆内部存在的隐患，不会对电缆绝缘造成损害，也能为状态检修提供主要的评估依据。依据试验结果，采取有效手段，防止和缩小因电缆击穿引起的电网故障以及大范围停电，可大大提高电缆供电的有效性目标。

3.1.3电缆头重点控制

对电缆中间头较多的区段要进行局部放电测试，评估中间头和终端头制作工艺的好坏。电缆振荡波局部放电检测是近年来迅速发展起来的一种电缆局放检测方法，它是利用阻尼振荡波高压电源产生产生频率为20至300赫兹幅值不断减弱的振荡交流电压，在振荡电压驱使下，电缆内部潜在缺陷诱发局部放电从而发现电缆本体及电缆头局部潜在缺陷^[3]。

3.2提高日常检测水平

根据目前的管理要求，铁路电力电缆贯通线路应遵循寿命管理，重点检测，状态维护，定期保养的原则。电缆状态诊断和检测是对运行中的电缆进行一系列的试验来判断电缆的整体状态，能够快速检测电缆是否存在故障点和潜在的隐患点，能够科学的评价电缆的运行状态，预防突发性停电事故的发生，有效延长电缆及其附件的运行寿命。

4结语

铁路是我国的经济大动脉，安全可靠的电力供电是保证运输畅通的重要条件。本文对铁路电力电缆运行维护管理模式进行了初步探讨，随着铁路对电力供电可靠性的需求逐步提高，有必要结合新技术、新设备和新管理模式的发展，不断探索更好的方法来满足要求。

参考文献：

[1]洪亚，宋庆飞，宋韶然.10kV电力电缆常见故障诊断[J].中国电力教育，2014（24）：126-128.

2. 崔江静，梁芝培，孙廷玺，电力电缆故障测试技术及应用的概述.高电压技术.2001,2.7.