略谈高速铁路10kV全电缆电力贯通线故障诊断与探测

李思潼

摘 要 我国高速铁路在运行过程中，使用的是10kv铜芯电缆。在高速铁路正常运作过程中，需要對全电缆电力贯通线做好故障分析和检测工作，确保故障点处理的精准性。文章阐述了高速铁路10kv全电缆电力贯通线的理论基础，分析了电缆产生的故障，最后对故障探测的相关技术进行全面探究。

关键词 高速铁路 10kV全电缆电力贯通线 故障诊断 探测

近年来，伴随着我国经济的不断进步，不断提高的运输需求使得高速铁路的发展和建设也呈现出突飞猛进的态势。电力电缆是铁路贯通线的重要组成部分，它能够保证高速铁路通信、信号等重要负荷的正常供电。在高铁设备正常运行过程中，为了提高铁贯通线路的稳定性，需要对电缆进行及时检查，准确定位故障点、做好故障排除工作。一般情况下，电力电缆运行的环境颇为复杂，在进行电缆故障信息获取过程中存在一系列的阻碍，会造成故障的定位准确度不高。文章在对此问题进行探究过程中，详细的对故障类型进行分析，以提高故障定位点查找的准确度。

一、高速铁路10kV全电缆电力贯通线理论阐述

目前，在我国高速铁路正常运作过程中使用10kv电力贯通线，普遍采用的是单芯全电缆线路。在施工过程中，需要考虑到电缆敷设环境决定电缆的敷设方式如：直埋敷设、电缆沟槽敷设、电缆桥架敷设等方式。在进行施工作业过程中，可能会出现与站前单位施工交叉作业。这时需要对施工方案、技术水平、电缆敷设和设备安装等施工工序以及施工设计方案进行全面控制。对于电缆敷设来说，首先要保证敷设工艺达标，其次因为易受敷设环境影响，所以要准确找到负荷点。可以考虑用低压脉冲法，用电缆测距仪测得电缆实际长度。在进行箱变基础制作以及安装过程中，不仅要考虑到美观性，而且还要考虑到散水浇筑完成以后防沉降，电缆合理预留同时避免箱变基础内过多积水浸泡电缆。

二、电缆故障诊断

（一）故障产生的原因

要想准确的对电缆故障信息进行诊断的前提是对故障产生的原因进行详细分析，之后再对具体的故障类型进行探测和判断。高速铁路电缆身处外界环境复杂，较易因外力因素产生损坏而导致故障，同时，电缆内部的缺陷也有可能对电缆的正常运行造成不良影响。

在贯通线电缆设计过程中，要严格的按照电力设计规范要求，开通建设相关的高速铁路，使用的电力线路宜采用非磁铠装单芯铜芯电缆。在进行故障原因分析过程中，可能出现机械损伤，也就是外力破坏、敷设施工质量存在问题，也有的可能是电缆本身存在缺陷，如铠装、屏蔽层断续、破损，运行时会积聚电荷烧损电缆。设备管理单位很难根据实际情况对高铁贯通线路中间接头运行状态监测分析，中间接头处脏污、绝缘降低，进而使得高铁电力贯通线路产生故障[1]。

（二）电缆故障类型探测

1.低故障（开路故障）

现阶段，在进行故障测距过程中，需要使用摇表、万用表对电缆故障的性质进行诊断，一般200Ω界定高阻、低阻故障。要严格地按照不同故障性质，做好测距方法选择。在进行故障测距过程中，如果是低阻或者是开路故障，常需要使用低压脉冲法。在电缆故障检测过程中，对于不同绝缘介质调整对应的波速度，能有效地测量电缆的长度、以及电缆开路点、故障点。需要对发射正、负脉冲拐点、脉冲反射光标标定等各项因素进行全面分析，才能熟练找到故障点[2]。

2.高阻或闪络性故障

在进行高阻或者是闪络性故障检测过程中，使用的是脉冲电流法，需要对电缆故障测距仪以及高压信号发生器检测到的故障进行分析。一般情况下，使用的是直接击穿法。对脉冲电流冲闪波形进行分析，要考虑到零点时光标故障点的放电脉冲、放电脉冲的一次反射、故障距离以及放电脉冲的二次反射等各类主要因素[3]。还可以通过二次脉冲法进行故障测距。

（三）故障点定位

在贯通电力电缆故障区间内，需要集团公司供电调度，根据后台故障报文信息进行全面判断，然后通过箱变远动操作隔离故障区段。目前在高铁单芯电缆应急处置，对故障点进行定位时。判断为高阻或闪络故障，首先使用的是声磁同步法，这时，需要使用高压信号发生器周期放电对故障点进行准确定位。在定点仪界面，通过磁场波形极性变化进行对比，大致判断该电缆的具体路径，同时通过声音波形分析离故障点之间的距离，距离越近波形反射时长越短。低阻故障，使用的是音频信号法，在音频信号法使用过程中需要考虑到磁场方向。使用的探测故障电阻应该小于十欧，对电缆故障定点仪和音频信号发生器分析过程中，在越过故障点后探测器蜂鸣声会骤降，能有效地对故障点进行准确定位。最后，跨步电压法。在跨步电压法使用过程中，需要考虑到直埋电缆故障点保护层损坏情况，对开放性的主绝缘故障以及单芯高压电缆保护层故障进行分析，这时，使用跨步电压法能有效地对接地故障进行定位，使用定位仪或者是高压信号发生器，做好故障地点的准确定位工作，非直埋情况此方法效果不佳。与此同时，应该考虑到脉冲磁场方向和声磁的时间差[4]。

三、结语

综上所述，电缆故障能够对高速铁路的正常运行造成较大的阻碍和不良影响。现阶段在高速铁路正常运作过程中，要严格的按照设计规范内容使用10kv非磁铠装单芯铜芯电缆，能在故障发生时，做好准确排查工作，采取有效的解决措施，保证高铁电力系统安全运作。

参考文献：

[1]朱二中.高速铁路10kV全电缆电力贯通线故障诊断与探测[J].科技创新与应用，2019（26）：162- 163.

[2]李宏刚.基于电力远动系统的高铁贯通线故障定位研究[J].铁道工程学报，2018，35（6）：67- 71.

[3]温曼越.高速铁路10kV电力贯通线故障自动隔离方法研究[D].四川：西南交通大学，2018，9.

[4]李国.高速铁路1 0 kV全电缆电力贯通线的高压技术研究[D].北京：北京交通大学，2 0 1 7 .