高速铁路电力贯通线电缆运行状态及寿命管理

吕延辉，毛谢华

（广西沿海铁路股份有限公司 钦州供电段，工程师，广西 钦州 535000）

重视和解决高速铁路电力贯通线电缆故障是保障实现铁路运输效率与效益目标重要条件之一。本文结合广西沿海高速铁路（以下简称“沿海高铁”）实践，主要就电缆绝缘击穿短路故障特点、成因进行分析，提出应对方案，旨在为实现高速铁路电力贯通线电缆安全、可靠、经济运行提供参考。

1 电缆运行概况及故障分析

1.1 电缆运行概况

沿海高铁电力贯通线为全电缆线路，一级、综合贯通电缆均采用10kV三芯电缆，电缆铠装及铜屏蔽采取一端直接接地，另一端通过护层保护器接地方式运行。沿海高铁电力贯通线电缆长度共计约498km，电缆中间接头503个。自2013年沿海高铁电力设备投运以来，电力贯通线电缆中间接头、终端头绝缘击穿短路故障共计17件，占电缆故障总件数89.5%。其中电缆中间接头绝缘击穿短路故障15件，占电缆故障总件数78.9%。电缆中间接头、终端头绝缘击穿短路故障已成为现阶段影响高速铁路沿线行车设备供电安全、稳定的主要因素。

1.2 电缆故障特点

因高速铁路电力贯通线电缆中间接头、终端头绝缘击穿短路前期电缆均为带电正常运行，沿线配电所、远动间、箱变的检测及监控数据等都不能有效反馈或预警突发的短路故障。当短路故障出现后相应配电所保护跳闸、远动隔离故障点、应急处置等均需要相关设备高可靠性动作及相应应急处置人员过硬业务素质才可将故障影响降至最低，任一环节出现问题都会影响高速铁路运输秩序。结合近年来连续通报的多起电力电缆短路故障烧损相邻缆线及其他专业行车设备事件对比，表明该类型故障具有突发性强、影响范围难掌控、应急处置要求高的特点；同时也印证了电力贯通线电缆潜在的缺陷、隐患整治工作需要防范未然的必要性。

1.3 电缆故障原因

导致电缆中间接头、终端头绝缘击穿短路故障主要有如下原因：

1.3.1 主绝缘外力损伤 电缆中间接头、终端头在制作过程中工艺不达标，剥除电缆主绝缘外层半导体、铜屏蔽时割伤电缆主绝缘，形成电缆绝缘薄弱点；电缆线芯接续、终端头制作及安装过程中，受制作缆线长度、安装位置空间限制等，过渡弯曲电缆造成弯曲点外侧主绝缘层厚度减小或损伤，形成电缆绝缘薄弱点。

1.3.2 线芯接续工艺不达标 电缆中间接头内部线芯、接管及终端头线耳因型号不匹配或工艺不当导致压接不紧密，不同材质导体接续存在过大的电位差，导致导体连接点异常发热。电缆送电运行后异常发热点烧损电缆主绝缘或加速电缆主绝缘老化，形成电缆绝缘薄弱点。

1.3.3 绝缘表层异物爬电 电缆中间接头、终端头制作过程中，未按规定流程及方法将电缆主绝缘层表面灰尘或切割电缆、打磨导线接管及线耳产生的金属碎屑等杂物清理干净。造成电缆主绝缘表面电压分布不均匀、爬距减小，送电后出现爬电现象烧损电缆主绝缘，形成电缆绝缘薄弱点。

1.3.4 电缆受潮绝缘降低 广西沿海地区属于亚热带季风型海洋气候，突发性降雨较多，降雨量较大，部分电缆沟（井）受地理环境、地表水位、排水速度等多方面因素影响，雨季电缆沟（井）内积水严重。电缆中间接头、终端头防水措施不到位或电缆外护套有破损时，水分进入电缆内部，在水分、电场共同作用下发生水树放电烧损电缆主绝缘层，形成电缆绝缘薄弱点。

2 加强电缆运行状态及寿命管理

针对电缆击穿短路原因采取有效措施减少以至消除此类故障发生，不断提升电缆运行状态与寿命管理水平。

2.1 加强电缆运行状态管理

加强电缆运行状态管理的根本目的就是要消除隐患，确保设备始终保持良好状态。为此，要重点抓好以下环节：

2.1.1 提高工作质量 要坚持不懈地对管理干部和维修人员进行质量意识教育，使之真正成为他们的岗位自觉，按照质量标准一丝不苟地做好电缆敷设、中间接头及终端头制作等工作；认真执行电力设备检测、试验制度；严格追责问责违章现象和人员，确保质量控制到位，不断提高电缆运行的安全性、可靠性和经济性。

2.1.2 改进检测试验方法 以往主要采用绝缘电阻检测及耐压试验对高速铁路电力贯通线电缆运行状态进行检测。上述方法主要弊端在于当电缆存在一个或多处绝缘薄弱点时，不能准确的反馈出具体的薄弱点所在位置。可采取电缆局部放电测试试验方法弥补其不足。该方法原理是通过高频局部放电脉冲在电缆中向两个方向的传播来定位局部放电点的位置，可有效反映电缆绝缘内部潜在缺陷指标，实现了电缆运行状态分析诊断结论由“条”到“点”，为准确、快速对电缆绝缘薄弱点进行整治消缺提供可靠依据。

2.1.3 创新维修思路 要积极推行定期保养、状态维修、重点检测相结合维修思路。督促维修人员认真落实设备定期保养制度，努力提高设备运行可靠性；确实提升设备状态维修质量，及时加强薄弱环节，最大限度减少设备故障对运输生产的影响；切实加强重点检测质量控制，结合电力贯通线电缆周期性检测、保养任务，对比电缆历年绝缘电阻及相关试验数据，将电缆局部放电测试试验纳入天窗停电计划。有针对性地优先对电缆检测、试验数据不达优的，历史数据对比电缆绝缘性能下降幅度大的区段要进行局部放电测试试验，实现电力贯通线电缆缺陷、隐患整治有计划性、针对性推进。

2.2 落实电缆寿命管理措施

所谓电缆寿命管理，就是通过综合施策保证其在设计使用期内能发挥预期作用。加强高速铁路电力贯通线电缆的寿命管理，关键是要树立安全意识、成本意识、责任意识，以电缆运行安全可靠为目标，精检细修节支降耗，确保相关措施落实到位，具体而言，就是要结合电缆绝缘电阻检测、耐压试验、局部放电测试试验数据，全面、认真、科学地做好前期计划性、针对性的整治消缺效果综合对比、分析，将绝缘薄弱点较多、整体绝缘状态较差且无法修复的电缆，受潮严重长期运行可能导致较多较快新增绝缘薄弱点的电缆，中间接头分布较为密集安全供电可靠性不足的电缆及其他原因导致不能满足高速铁路供电安全需要的电缆纳入修建项目储备库，按缺陷、隐患点严重程度申请修建项目对电缆进行整条更换。通过坚持周期性的电缆状态检测、试验，有计划有针对性地做好修建项目资金精准投入，确保高速铁路电力贯通线电缆持续稳定的保持良好状态运行。

3 结束语

本文结合工作实践对高速铁路电力贯通线电缆主要故障现象、成因、处理方法的分析及就加强其运行状态、使用寿命管理所提建议得到本单位重视并在实施后取得较好效果。期望对相关单位和维修人员起到抛砖引玉集思广益作用，不断探索创新出更多更好实现高速铁路电力贯通线电缆良好运及寿命管理的方法和途径。