對(duì)城市地鐵35kV高壓電纜故障快速查找與處理分析

王磊

摘要：本文主要分析了高壓電纜故障快速查找和解決方法的應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了當(dāng)下主流使用到的高壓電纜維修手段。目前，就以我國(guó)現(xiàn)有的科技技術(shù)來看，城市地鐵35kV高壓電纜故障維修技術(shù)可以很好的解決地鐵中存在的高壓電纜故障問題，同時(shí)還能幫助相關(guān)工作人員在最短的時(shí)間內(nèi)獲取高壓電纜故障的主要位置，并且技術(shù)本身具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)于不同的地鐵站內(nèi)可達(dá)到相應(yīng)的故障處理效果。通過對(duì)城市地鐵35kV高壓電纜故障處理技術(shù)的應(yīng)用研究，以此來進(jìn)一步拓展我國(guó)城市地鐵的發(fā)展空間，從而創(chuàng)造出更多的社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：城市地鐵;35kV高壓電纜;故障查找與處理

1城市地鐵35kV高壓電纜

城市地鐵作為我國(guó)現(xiàn)代交通的主流方式之一，凝聚了多種高新科技技術(shù)于一身。同時(shí)，相較于傳統(tǒng)的城市內(nèi)部交通方式來說，城市地鐵不論是速度還是容納量都極為優(yōu)秀。但是，我們發(fā)現(xiàn)地鐵的體積相當(dāng)龐大，整體的功能消耗都主要來源于電力能源。那么如此龐大的電力是怎么來的呢，自然就是地鐵35kV高壓電纜供電系統(tǒng)。該供電系統(tǒng)是整個(gè)城市地鐵中的組成部分之一，依靠主變電所35kV出線來對(duì)不同需求分區(qū)進(jìn)行電源支撐。同時(shí)，由于地鐵站點(diǎn)之間的用電差異，為了確保各個(gè)地鐵站點(diǎn)的正常運(yùn)作，往往會(huì)經(jīng)過開關(guān)進(jìn)行均勻分配，而且兩個(gè)主變電所之間會(huì)有著相當(dāng)緊密的聯(lián)系，依靠聯(lián)絡(luò)電纜來確保主變電所之間的穩(wěn)定狀態(tài)。這種供電體系也被叫做環(huán)網(wǎng)供電。環(huán)網(wǎng)供電本身具有超強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗壓性，同時(shí)，還能應(yīng)對(duì)不同惡劣環(huán)境下的影響。但是，我們縱觀整個(gè)城市地鐵35kV供電系統(tǒng)，由于不同運(yùn)營(yíng)體系之間的差異，以及設(shè)備的具體用途，會(huì)使得制造長(zhǎng)度往往會(huì)不滿足使用需求，為了確保高壓電纜的電力傳輸，需要通過中間接頭進(jìn)行連接穩(wěn)固。

一般來說，城市地鐵35kV高壓電纜由于整體范圍比較廣，環(huán)境的負(fù)面影響因素較多，會(huì)加大施工難度，使得現(xiàn)場(chǎng)施工條件會(huì)相當(dāng)惡劣。而高壓電纜及其各類設(shè)備對(duì)于環(huán)境、溫度、濕度等因素的要求比較高，所以會(huì)在一定程度上加快高壓電纜的老化程度。尤其是電纜中間接頭，由于并非無縫連接，中間接頭會(huì)成為整個(gè)電纜中最為脆弱的環(huán)節(jié)。這也是為什么高壓電纜中最常出現(xiàn)故障的部位是中間接頭的緣故?？偨Y(jié)我國(guó)多個(gè)城市地鐵的運(yùn)營(yíng)情況，出現(xiàn)了多次電纜回路開關(guān)跳閘的故障。當(dāng)回路開關(guān)跳閘，就會(huì)使一些受控制的設(shè)備失去電力支撐。由于我國(guó)對(duì)于地鐵站點(diǎn)的建設(shè)是相當(dāng)完善的，核心的設(shè)備都有著單獨(dú)的供電體系。但是由于獨(dú)立供電的造價(jià)比較高昂，多數(shù)設(shè)備都運(yùn)用整體供電的形式，尤其是一些比較常用的地鐵設(shè)備，一旦發(fā)生停電，將會(huì)很大程度上影響到城市地鐵的正常運(yùn)作。

2城市地鐵35kV高壓電纜故障快速查找

目前，我國(guó)城市地鐵35kV高壓電纜的故障主要集中在中間接頭等故障頻率較高的部位中，而主要進(jìn)行的搶修處理則是分為兩步走，即電纜故障位置查找以及故障部位的更換、維修。一般來說，因?yàn)閱我坏木S修無法延長(zhǎng)故障部位的壽命，再加上高壓電纜本身對(duì)于周邊組件的要求極高，些許的老化和磨損都很有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，且電纜中間頭制作工藝成熟，對(duì)于故障部位都是進(jìn)行全新電纜中間頭制作，所以城市地鐵35kV高壓電纜的故障維修難點(diǎn)就主要集中在故障查找方面上。

根據(jù)不同的電纜故障情況，所需要用到的故障查找方法也有著很大的不同。目前，常出現(xiàn)的故障就是電纜回路差動(dòng)保護(hù)裝置跳閘。這一套裝置是每個(gè)地鐵站點(diǎn)內(nèi)都會(huì)安裝的一道必備保護(hù)措施。該裝置具有相當(dāng)強(qiáng)的靈敏度，本身的誤判概率相當(dāng)?shù)汀？梢哉f，當(dāng)電纜回路出現(xiàn)故障，會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行反饋。但是，由于高壓電纜的特性，我們往往不會(huì)選擇進(jìn)行人工試送電的形式進(jìn)行維修和具體故障的查找，而是選擇電纜運(yùn)行方式的改變，對(duì)相應(yīng)的變電所進(jìn)行零時(shí)供電，在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

對(duì)于城市地鐵35kV高壓電纜故障來說，常出現(xiàn)的是電纜擊穿現(xiàn)象。多數(shù)的維修人員在初期的故障排查都會(huì)使用專用的電纜故障儀或者是人工巡線的形式來進(jìn)行故障查找。但是，在實(shí)際的排查過程中我們發(fā)現(xiàn)，雖然電纜擊穿的現(xiàn)象是相同的，而導(dǎo)致電纜發(fā)生擊穿的原因是多種多樣的，同時(shí)電纜路徑一般較長(zhǎng)且周邊環(huán)境復(fù)雜，所以會(huì)導(dǎo)致故障位置的查找工作極為困難。再加上電纜被擊穿之后會(huì)形成低阻或者是高阻狀態(tài)，也就是說，電纜被擊穿之后的狀態(tài)極不穩(wěn)定。一些設(shè)備無法準(zhǔn)確的對(duì)故障情況進(jìn)行判定，而且電纜故障儀器本身就有偏差，此時(shí)受到外界的干擾和影響，就會(huì)使得最終的判定位置發(fā)生一定距離的偏差。而人工巡線這種方式的查找難度顯然會(huì)更高，這種方法對(duì)于維修人員的專業(yè)水平以及工作經(jīng)驗(yàn)要求極高。因?yàn)檫@種形式需要維修人員依靠自身的維修經(jīng)驗(yàn)以及一些輔助設(shè)備來快速的進(jìn)行故障位置排查，如果工作人員的專業(yè)程度不高，那么就會(huì)極大的影響到后續(xù)的維修工作。

由此可見，電纜故障排查是相當(dāng)困難的。對(duì)此，就需要一種可以幫助工作人員快速獲取準(zhǔn)確故障位置的方式，而這種方式就是高壓脈沖放電法。這種檢測(cè)方法充分的考慮到了地鐵35kV高壓電纜的鋪設(shè)方式。當(dāng)我們運(yùn)用高壓脈沖放電裝置進(jìn)行故障排查時(shí)，檢測(cè)電壓經(jīng)過故障點(diǎn)電纜線芯會(huì)有針對(duì)性的對(duì)電纜支架以及電纜的屏蔽部分進(jìn)行放電。這種特殊的放電方式極大的保護(hù)了相關(guān)的工作人員及高壓電纜的重要部位，而且對(duì)于電纜擊穿的外界干擾影響也有著相當(dāng)強(qiáng)的抗性，準(zhǔn)確度很高。通過以高壓脈沖放電法為主，結(jié)合電纜故障儀輔助人工巡線有重點(diǎn)的排查，可以快速的幫助工作人員獲取準(zhǔn)確的故障位置。

按圖接線，加壓試驗(yàn)。硅堆整流后向電容充電。防止電容損壞，操作要注意電壓不得超過電容的耐壓值。當(dāng)充電達(dá)一定值時(shí)，放電間隙擊穿向電纜放電。由于電纜故障點(diǎn)處絕緣較低，此時(shí)故障點(diǎn)處也會(huì)擊穿放電。高壓放電聲響頻率高，具有很強(qiáng)指向性，一般在200m內(nèi)均能聽到，即使電纜溝槽內(nèi)敷設(shè)也能發(fā)現(xiàn)。通過監(jiān)聽放電聲音，準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)。一般放電間隙的放電周期和聲響與電纜故障點(diǎn)是一致的。放電間隙宜選用3mm左右調(diào)節(jié)，不可太小或太大。太小時(shí)，放電電壓較低，放電聲較小不易發(fā)現(xiàn)，太大時(shí)，放電聲增大，但放電周期延長(zhǎng)，亦不利于現(xiàn)場(chǎng)排查且電壓過高影響設(shè)備。具體步驟總結(jié)如下：①根據(jù)保護(hù)裝置中故障電流記錄找到故障電纜相別;②拆除該相電纜插拔頭，用搖表進(jìn)行初步測(cè)試;③用電纜故障儀測(cè)距進(jìn)行初步定位;④高壓脈沖放電法試驗(yàn)，巡線人員循聲找出故障點(diǎn)。

3對(duì)城市地鐵35kV高壓電纜故障處理分析

結(jié)合上文，我們分析了城市地鐵35kV供電系統(tǒng)的相關(guān)概念和知識(shí)，并且還針對(duì)高壓電纜的故障查找進(jìn)行了詳細(xì)的論述。為了確保城市地鐵35kV高壓電纜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要針對(duì)這些故障進(jìn)行快速的維修，并相應(yīng)的實(shí)施一些必要的預(yù)防措施，以此來大大的提升高壓電纜的穩(wěn)定性。

就以我國(guó)當(dāng)下多數(shù)城市內(nèi)部的地鐵運(yùn)營(yíng)情況來說，主要的高壓電纜敷設(shè)方式仍然還存在接頭部位薄弱的情況。也就是說，大多數(shù)的故障主要還是中間接頭部位引起的。而單獨(dú)的維修是無法有效的延長(zhǎng)接頭部位的使用壽命。因此，當(dāng)電纜中間接頭出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員會(huì)快速的將故障區(qū)域進(jìn)行大面積的切除，再選用全新的電纜和中間接頭進(jìn)行更換。除此之外，其他部位的維修也主要是通過故障位置的排查，再進(jìn)行精準(zhǔn)的故障部位更換。但是，由于電纜故障位置的查找難度比較大，整體的故障維修工作其實(shí)是相當(dāng)復(fù)雜的，所以我們?cè)谌粘５牡罔F運(yùn)營(yíng)過程中要在高壓電纜周邊建設(shè)施工材料存儲(chǔ)區(qū)，這些區(qū)域存放有必備的施工材料和一些重要的電纜配件。值得注意的是，由于高壓電纜的配件特性，很多電纜配件為了保證尺寸可以適用于多種設(shè)備情況，所以會(huì)存在一定的偏差，而這些偏差就需要依靠維修人員在進(jìn)行電纜更換處理時(shí)，對(duì)主絕緣、半導(dǎo)體層、保護(hù)套等部分進(jìn)行一定的人工打磨和穩(wěn)固，以此來確保更換設(shè)備可以很好的契合高壓電纜的運(yùn)行狀態(tài)。

常規(guī)電纜中間接頭的更換制作工藝時(shí)間是可控的。大多電纜敷設(shè)時(shí)接頭處無預(yù)留長(zhǎng)度。電纜中間接頭擊穿后故障點(diǎn)部位須截?cái)?，用一段同?guī)格電纜進(jìn)行連接。這樣每一處故障必須重新制作兩組電纜接頭，搶修工作量較大。由于地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間的特殊性，用于電纜頭處理的時(shí)間正常僅有2 h左右。為縮短處理時(shí)間，經(jīng)分析可將電纜頭制作的工序分解。把新增的一段連接電纜先進(jìn)行外護(hù)套、屏蔽層、半導(dǎo)體層、主絕緣的剝削及打磨的工作預(yù)制，用保鮮膜臨時(shí)包裹防護(hù)好。正式處理故障電纜時(shí)，做好安全措施后，現(xiàn)場(chǎng)只需對(duì)原電纜的兩端進(jìn)行測(cè)量切割開剝，分兩組按中間接頭制作工藝施工，將預(yù)制電纜與原電纜對(duì)接。節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)制作電纜接頭近一半的時(shí)間。其中注意的是一般故障電纜切割長(zhǎng)度比連接電纜短30至50 cm為宜。技術(shù)切除操作要在安全狀態(tài)下進(jìn)行，確保工作人員的人身安全。電纜中間頭制作工序完成后，將電纜放回支架。變電所試驗(yàn)人員對(duì)該電纜做絕緣測(cè)試合格后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)合格后，恢復(fù)插拔頭。安裝完畢后即可恢復(fù)送電。

最后，為了保證城市地鐵35kV高壓電纜的穩(wěn)定輸出，要不斷完善電纜故障查找以及維修兩階段之間的流程，也需要進(jìn)行必要的預(yù)防措施。可通過運(yùn)用定期絕緣測(cè)試、耐壓試驗(yàn)，加強(qiáng)人工巡線并運(yùn)用紅外熱像儀、局放儀等著重檢測(cè)排查電纜中間接頭情況，發(fā)現(xiàn)隱患提前預(yù)防處理。同時(shí)，電纜施工敷設(shè)時(shí)也要做好充分的防護(hù)與考慮熱脹冷縮拉伸預(yù)留量等。

4總結(jié)

綜上所述，城市地鐵35kV高壓電纜供電體系在整個(gè)地鐵運(yùn)營(yíng)中有著相當(dāng)重要的地位和作用。但是由于本身電纜的特性，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)中間接頭以及一些其他的故障情況。針對(duì)這些故障情況，就需要相應(yīng)的實(shí)施一些具有針對(duì)性的故障查找和處理方法，在最短的時(shí)間內(nèi)解決高壓電纜的故障問題，以此來確保城市地鐵35kV高壓電纜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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