高铁电缆线路分类及故障处理分析

摘要：文章主要是讨论了当高铁电力贯通线路的情况下发生故障的原因，同时对这原因进行分析和判断，及时找出故障的地方，望能为有关从业人员提供到一定的帮助以及借鉴。

关键词：电力贯通线;电力电缆;故障诊断;故障探测

1、前言

近年来，我国高速铁路的快速发展，使得了电力电缆构成的铁路贯通线路已被广泛应用开来，但因为实际电缆故障的状况比较复杂多变，容易影响到的因素很多，如何游戏哦啊提升到故障定位的精度具有这十分重要的意义。

2、电力电缆种类

电力电缆按照不同的原则进行分类，可以分成多种规格，具体分为以下几种。

2.1  、以电压等级为原则

因为电缆绝缘材料存在很大差异性，要使用不同的电压等级，所以电力电缆主要是以电压等级为原则进行制造。在我国，电力电缆电压等级一共有19种。如果根据施工技术、电缆头结构以及运行维护多个方面提出的要求，电力电缆主要被分为三种类型，即lkV与以下低压电力电缆、6～35kV中压电力电缆、110kV以上高压电力电缆，本文主要分析10kV中压电力电缆。

2.2  、以绝缘材料为原则

根据不同的绝缘材料，电力电缆主要被分为3 种类型，即纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆、压力电缆。

2.2.1      、纸绝缘电缆

纸绝缘电缆很早就被提出，可以追溯到20世纪末期，是当时最为常用的电缆。因为纸绝缘电缆使用期限长，成本低，并且具有耐热、一级耐电等多种优势，在10kV中压电力电缆中最为常见的种类。纸绝缘电力电缆绝缘体为纸，浸渍于绝缘浸渍剂内便成为复合绝缘。根据不同的浸渍状况与绝缘结构标准，可以将纸绝缘电力电缆划分成滴干绝缘电缆和不滴流油浸纸绝缘电缆等几种。

2.2.2      、挤包绝缘电缆

挤包绝缘电缆也被叫做固体挤压聚合电缆，主要材料是热塑性、热固性材料，通过挤包的方式形成绝缘电缆。在挤包电缆中，分别包括PVC电缆、PE电缆、XLPE电缆、EPR电缆等几种形式，在这些电缆中，以交联聚乙烯电缆的应用最为广泛。交联聚乙烯电缆相较于纸绝缘电缆，其优势主要体现在加工制造、敷设等方面。此外，这种电缆的安装比较简便，且无需很长时间，这也为实际应用提供了支持。当前阶段，小于220kV电压等级已经将纸绝缘电缆替换为交联聚乙烯电缆。

2.2.3      、压力电缆

所谓压力电缆，即电缆内可以流动，并且带有压力的绝缘油、气的一种电缆。制造油浸纸绝缘电缆期间，难免会在纸层之间出现气隙，这时如果运行环境气温较高，气隙便会导致游离放电的现象，致使绝缘层被击穿。因为压力电缆绝缘位置基于压力状态下，会在绝缘层内形成气隙，将电缆绝缘工作场强提升，可以在超过110kV的电压等级线路中加以应用。

3、电力贯通线故障的判断和故障区段的切出

区间贯通电力电缆故障通常直接由电力调度根据后台上传的故障信息来进行判断，然后切出故障区段，主要是通过箱变的电流变化来判断故障区段。（1）当后台显示的情况如下：XB1和XB2箱变综合贯通侧产生过电流，XB3和XB4箱变综合贯通侧电流正常。据此我们可以判断XB1和XB2为电源侧，XB3和XB4为负荷侧，故障点发生在XB2和XB3之间。此时把XB2的 22开关和XB3的 21开关断开，将故障点隔离，同时将XB3和XB4箱变投入到另一侧电源上运行。（2）当后台显示的情况如下：XB1和XB2箱变综合贯通侧产生过流，XB3的 21开关产生过流，XB3的 22开关和XB4箱变综合贯通侧电流正常。据此可以判断故障点发生在XB3箱变内部;可能是箱变内综合贯通侧发生故障。此时把XB2的 22开关和开关站的21开关断开，将故障点隔离，同时将开关站2 和XB4箱变投入到另一侧电源上运行。

4、电缆故障诊断与探测

高速铁路电力线路发生电缆故障后，首先要按规定办理好工作票、相关停电手续和进入高速铁路线路栅栏内作业的手续等，得到调度许可后才允许进入故障区段作业。对故障电缆先要进行一个基本的判断，然后根据电缆故障类型来选择不同的故障方法进行查找。目前，电缆按故障现象可分为开放性故障和封闭性故障。在进行故障定点时，开放性故障比较容易查找。按故障的位置，可分为接头故障和电缆本体故障，从目前运行情况来看，高速铁路电力电缆中间接头的故障发生较多。按接地现象，可分为开路故障、相间故障、单相地故障和多相接地混合性故障。高速铁路电力中比较常见的是单相接地故障。按绝缘电阻的大小可分为开路故障、低阻故障、高阻故障和闪络性故障。电缆故障判断查找流程。电缆故障的查找过程主要分为测距和定位两个过程。电缆故障探测需要相关的工具、仪器和仪表。目前高铁电缆故障探测主要使用山东科汇公司和杭州咸亨公司的设备，虽然略有差异，但原理相同，使用起来区别不大。这里以科汇公司的设备为例，进行故障探测。

4.1  、故障测距

在使用仪表对电缆故障性质诊断完毕后，首先根据不同的故障性质，使用不同的测距方法和仪器对故障进行测距。（1）如果是低阻故障或开路故障，采用低压脉冲法，使用电缆故障测距仪来完成故障测距。电缆故障测距仪不仅可以测量低阻和开路故障，还可以测量电缆的全长，电磁波在电缆中的传播速度，电缆的中间接头及T型接头的距离。实测低压脉冲反射波形，从这个波形我们就很容易获取我们所需要的信息。（2）如果电缆是高阻或性故障，可以采用脉冲电流法，使用电缆故障测距仪和高压信号发生器来完成故障测距。直接击穿的脉冲电流冲闪波形。图中虚实光标之间的距离就是故障点的大概位置。（3）对于向故障电缆施加高压使故障点击穿放电后，放电电弧能长时间存在的故障。包括高阻泄漏性故障、高阻闪络性故障等。可以采用次脉冲法，使用电缆故障测距仪、高压信号发生器和二次脉冲耦合器来完成故障测距。图5 展示的是二次脉冲波形。图中虚光标所在的位置就是电缆故障的大概位置。

4.2  、故障点的定位

（1）声磁同步法，使用高压信号发生器、电缆故障定点仪对故障点进行精确定位。电缆故障定点仪的波形，通过磁场波形可以判断电缆的路径，通过声音波形可以判断离故障点的距离。（2）音频信号法，一般用于探测故障电阻小于10Ω的低阻故障。使用电缆故障定点仪和音频信号发生器对故障点进行精确定位。（3）跨步电压法，用于直埋电缆的故障点处护层破损的开放性主绝缘故障或单芯高压电缆的护层故障。使用跨步电压接地故障定位仪和高压信号发生器对故障点进行精确定位。

5、结束语

高速铁路电力贯通线路能有效确保到高铁动车组的正常行驶。为此有关人员应当总结电缆故障的判断流程，然后依据不同的方式对故障电缆进行故障点的准确定位，才能有效处理到其中的故障，从而确保到高铁店里的安全运行。

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作者简介：

崔绍欢（19890107）男，山西省太原市，中级技术职称，铁路电力.