铁路l0kV电力电缆故障的探测方法

摘要：针对铁路1OkV电力线路中的运行电缆数量急剧增加，相应的电缆故障大大增多的情况，对铁路1OkV电力电缆故障测试技术作了一定的研究和探索。通过分析电力电缆故障类型、产生原因，给出了解决不同故障类型所应实施的测试手段，详细讲解相关技术在实际问题中的应用。

关键词:电力线路；电缆故障；故障探测

中图分类号：F406文献标识码： A 文章编号：

引言： 随着地方经济的快速发展，铁路1OkV电力线路受地形环境影响，不得不大量使用电力电缆，电缆故障率明显增加，如何在很短的时间里快速、准确的寻测出故障点是一个非常棘手的问题，尤其是对铁路一级供电负荷，长期停电将造成重大安全隐患或损失，因而尽快确定故障位置，恢复正常供电将成为一项十分紧迫的任务。

1、铁路10kV电力线路特点

铁路10kV电力系统是中性点不接地的供电系统,自闭、贯通线路一般通过调压器与电源侧母线隔离，具有如下特点:

1.1两端式供电。相邻两配电所均可为同一条自闭、贯通线路供电,正常运行时,一个所主供,邻所备供。故障情况下主供所开关跳闸时,邻所备供开关启动备自投保护自动合闸;当主供所开关停电或检修时,由备供所为线路供电。

1.2接线形式简单。铁路10kV配电所一般出线回路较少,馈出线多采用放射式供电网络,线路分支较少,接线形式简单。

1.3供电臂较长。10kV自闭、贯通线路的供电臂一般为40~60km,如大秦线有的区段供电臂长70~80km。

1.4部分区段电缆较多。铁路自闭、贯通电力线路是架空线和电缆构成的混合线路,以架空线为主，但由于受地理环境条件影响,有的区段电缆较多且单条电缆长,如成昆线红峰至沙玛拉达单条电缆的长度达7 km。

1.5供电点多,供电负荷小。10kV自闭、贯通线路主要为自动闭塞信号装置供电,负荷主要为小容量电力变压器,沿铁路各站均匀分布，由于负荷电流小,线路分布电容电流所占比重较大。

1.6供电可靠性要求高。铁路10kV电力系统为信号及车站行车设备等铁路一级负荷供电,对供电可靠性的要求很高。

2、铁路10kV电力线路故障处理现状

目前铁路10kV电力线路故障处理主要采取远动操作箱变断路器和人工拉合线路隔离开关,分段试送电查找的方法。多次断开不同分段点的开关（断路器）进行试送电,确定故障发生的大概区段后,再对故障区段内线路进行巡视检查,或对故障区段内电缆进行测试。在地理环境较复杂的区段采用这种方法查找故障,需要翻山涉水,耗费大量时间,寻找故障点十分困难。且采用多次试送电过程中,线路无规则的停送电很可能影响到铁路信号,干扰铁路正常运输。

近几年新建电力线路和改建线路在沿线设置了故障分段器,并装设RTU远动装置,在调度端或配电室内利用远动系统对线路状态进行遥测、遥控。但是远动装置沿铁路线需要设置专用信号通道和RTU需要的专用电源,当线路发生故障时,提供不了RTU所需的电源,远动装置将无法正常工作，加之受箱变内各电气设备的影响，可靠性不高。基于以上因素,研究开发铁路10kV电力线路综合故障自动检测及快速切除装置,以迅速诊断,及时切除自闭、贯通线路故障,尽快恢复供电,减少停电损失,对于供电可靠性要求非常高,对运输十分繁忙的铁路而言,具有十分重要的意义。

3、电力电缆故障产生的原因及类型

3.1产生原因

3.1.1电缆本体质量。随着电力系统对电缆的应用日趋广泛，电缆的生产厂家急剧增多，市场的竞争日趋激烈。市场竞争的激烈。带来的直接后果是电缆质量下降，如线芯偏移，半导层不均匀等，从而引发电缆的平均故障率要高得多。

3.1.2外力破坏。由于大多数电力电缆埋于地下，而埋地电缆不同于架空线路是可见的，地下埋没的电缆经常可能被各种施工或其他情况所意外伤害，这种情况一般会造成电缆保护层损伤、进水绝缘受潮、绝缘介质老化造成电缆故障，更严重者直接损坏电缆造成电缆线芯接地。

3.1.3施工工艺。电力电缆施工敷设及电缆附件的制作工艺对电缆的长、短期运行安全有很大的联系。电缆的扭曲、打折，电缆头密封不严进水、屏蔽不完整等原因都会造成电缆寿命的降低。

3.2电力电缆故障的类型

电力电缆故障可分为两大类型：①电缆导体损伤产生的故障。一般表现为开路或断线故障；②相间或相对地之间绝缘介质损伤产生的故障，这类故障一般表现为低阻、泄露性高阻、闪络性高阻等4种情况，具体定义如下：

3.2.1开路故障。如果电缆绝缘正常，但却不能正常输送电能的一类故障可认为是开路故障，如芯线似断非断、芯线某一处存在较大的线电阻等情况，一般单纯性开路故障很少见到，多数表现为低阻或高阻故障并存。

3.3.2低阻故障。如果电缆绝缘介质损伤，并能用“低压脉冲法”测试的一类相间或相对地故障称为低阻故障。判断低阻故障的标准不能单以故障点的阻值大小来定论。低阻故障一般与测试仪器的灵敏度、测试仪器与被测电缆的匹配状况、被测电缆的型号(或衰减状况)、故障点发生的部位以及电缆故障到测试端的距离等因素有关。

3.3.3泄露性高阻故障。电缆绝缘介质损坏并已形成固定泄漏通道的一类相间或相对地故障。表现为电缆做预防性试验时其泄漏电流值随所加的直流电压的升高而连续增大，并大大超过被测电缆本身所要求的规范值，这种类型的故障称为泄漏性高阻故障。

3.3.4闪络性高阻故障。未形成固定泄漏通道的一类相间或相对地故障。电缆的预试电压加到某一数值时，电缆的泄漏电流值突然增大，其值大大超过被测电缆所要求的规范值，这种类型的故障称为闪络性故障。

4、提高故障探测水平的措施

4.1改进电缆头的制作工艺，规范电缆敷设的施工管理

在设计方面，电缆应严禁潮湿、机械外力、虫害、经常性震动、腐蚀、高温或地中电流等外来伤害；安装时要绕开铁路路基，若是有必须敷设在路基上的特殊情况，则须采用保护管或者混凝土电缆槽等物品进行防护；尽量避开各种管线工程及建筑工程等需要挖掘的地方，从源头上降低电缆故障发生的概率。此外，还应采用新工艺、新方法、新措施改进电缆头的制作技术，加强密封、防潮，以提高电缆头的绝缘强度，充分保证线路的稳定运行。另外，线路经过多雨的区域，在雷雨季节常受到雷电的冲击，易导致避雷器和瓷瓶炸裂，若引下线掉落在避雷器的支架横担上，就会引起短路。因此，要提高线路本身的抗雷水平，在多雷雨地段lOkV电力线路的针式绝缘子换为P-20T，悬式绝缘子增加至3片或采用硅橡胶支持绝缘子；每隔6km左右就要在高处安装避雷器以保护线路。雨雪天气时常会发生跳闸现象，为避免此类事故发生，应将瓷瓶改为防污绝缘子，同时注意加强保养，强化防污意识，减少冲击电流对电缆的影响。

4.2加强电缆线路的维护和测试工作

相关部门应安排专人对电缆线路径路进行每月或每个季度一次的检测，电缆出入孔也要至少每半年巡视一次，并进行负荷测定，每年至少测量一次接地电阻和绝缘电阻，对接地装置进行检查等。

4.3做好技术文件的记录

建立电缆运用管理技术台帐，所有电缆的直径、长度、使用年限、路径以及中间头的位置，都要仔细注明，一般情况下，电缆的中间头及电缆头位置是故障易发点，因此掌握它的位置对故障处理速度的提升大有帮助。

4.4加强人员技术培训，提高专业人员电缆故障的处理能力

铁路电力部门还要通过培训等方式来提高电缆故障处理人员的作业水平，要尽置使队伍保持稳定，尽量避免频繁的人员变动；要定期组织维修人员对电缆故障探测仪等新的电缆故障处理设备、仪器进行观摩、学习和动手操作，以保证队伍与时俱进。

5、结束语

通过以上技术手段，对于99%力电缆放障都能够得到很好的解决。但是，为了“防患于未然”，电力电缆生产质量要严格把关，提高电缆附件施工质量，加大防止施工破坏电力电缆的宣传力度，完备电缆台账等手段，都会有力的降低电缆故障发生率和提高电缆故障测试速度。随着电力电缆故障测试技术不断发展，有效防止电力电缆故障的发生，快速解决电缆故障，对有效解决电力故障对铁路安全运输的影响，提高供电可靠性，树立铁路运输服务行业优秀形象，有长足深远的意义。

参考文献：

[1]闵争斌．电力电缆故障测试技术发展历史及今后方向[J].电缆技术，2004，(2)．

[2]兰毅.10KV电力电缆故障点查找技术[J].城市建设理论研究,2011(24)

[3]黄卫东.10kV电力电缆故障的类型及故障点查找分析[J].机电信息,2011(15)