南京地铁运营有限责任公司 江苏 南京 210012
【摘 要】本文主要对地铁35kV中压环网电缆薄弱环节电缆接头常出现故障原因进行了分析，并针对本文中的两种主要原因，对目前两种电缆接头附件性能进行对比，提出了重点加强施工环节质量控制及采用定期检测，以避免故障发生。
【关键词】地铁35kV中压环网电缆薄弱环节；树枝放电；冷缩式电力电缆附件；防范措施
前言
地铁35kV中压环网网络主要是从主变电所至地铁车站变电所，以及地铁车站变电所之间联络的环网电缆，其在整个供电系统中起着对35kV电源的输送、联络及桥梁的作用。
在地铁35kV中压环网网络中，采用的是绝缘性能优异、力学性能良好、安装维护方便的交联聚乙烯电力电缆。电缆中间接头作为交联聚乙烯电缆之间连接的重要部件，其运行正常与否直接关系到地铁供电系统的安全。相比于电缆本体，电缆接头为多层固体复合介质结构，内部存在大量复合界面，由于产品质量或安装工艺问题产生的缺陷容易造成电场集中，产生绝缘弱点。因此电缆中间接头已成为地铁35kV中压环网网络故障主要发生部位和薄弱环节。
一、电缆接头故障原因分析
地铁35kV高压电缆每一相线芯外均有一接地的铜屏蔽层，导体的屏蔽层之间形成径向分布的电场。也就是说，正常的电缆线芯与屏蔽层的电场只有从铜导线沿半径向铜屏蔽层的电力线，没有芯线轴向的电场，电场分布是均匀的。而35kV电缆敷设时，由于受制造长度的限制，中间使用若干电缆中间接头进行连接，施工做电缆头时，剥去屏蔽层，改变了电缆原有的电场分布，将产生对绝缘极为不利的切向电场，剥去屏蔽层芯线的电力线向屏蔽层端口处集中，那么在屏蔽层断口处就是电缆最容易击穿的部位。故障后的电缆如下图所示。
当电缆中间接头的制作质量不高，如电缆中间接头制作过程中半导电层爬电距离处理不够，制作时造成内部含有杂质，汗液及气隙等，在电缆投入运行后，将使其中的杂质在强大电场作用下发生游离，产生树枝放电现象。另外当电缆中间接头制作过程中使金属屏蔽层接地不完善，接地电阻过高，导致内部气隙场强集中，产生气隙放电，当局放达到一定程度时可能会形成电树枝甚至引发绝缘击穿。
若昼夜温差大，热胀冷缩作用频繁，易造成电缆外护套与根部脱开，绝缘介质表面吸附潮气，潮气在电气作用下产生游离使绝缘下降，绝缘介质电离时，气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘层，电缆使用寿命大大缩短。
通过以上分析可以看出，使用热障冷缩适应性好的合格电缆、出厂及现场检验合格的中间接头制作材料，以及采用工艺合格电缆头附件制作安装程序，是保证地铁35kV中压环网电缆运行质量的关键环节。
二、电缆接头附件性能的对比
由上述分析可知，电缆接头附件性能优越，可直接影响电缆使用寿命。目前电缆头的制作分为热缩和冷缩两种工艺，可对两种工艺的材料附件性能对比，具体如下表所示：
热缩式与冷缩式电力电缆附件性能对比表
由热缩式与冷缩式电力电缆附件性能对比表发现，冷缩式具有：材料性能优良、无需加热即可安装，弹性好，使得界面性能得到较大改善，施工速度快、抗污染等优点，因此在地铁地面、高架35kV电缆接头若采用冷缩式电力电缆附件，可实现热胀冷缩环境下适应性好，故障处理时间短，电缆故障率低等功能，从而为地铁的可靠供电提供了保证。
三、防范措施建议
由故障原因分析中可知，当电缆中间接头的制作质量不高，可导致电缆中间接头在运行一段时间后，出现局部放电或树枝放电最后造成故障发生，现提出以下主要防范措施和建议：
1、选择合理的环境制作电缆中间接头，制作过程中保持清洁，避免杂质侵袭剥切后的电缆，危害电缆中间接头的质量。
2、严格按照说明书的技术规范，附件的尺寸与电缆尺寸配合要符合规定的要求，进行制作时控制好电缆剥切力度、尺寸，外层剥切时不要造成内层材质受损。
3、在制作过程中采用压线钳对压接管和电力电缆导体进行压接时，压接处需对出现的尖角、毛刺打磨光滑。屏蔽层剥离后，要用砂纸对绝缘层表面进行打磨，并用清洗剂对绝缘层表面进行擦洗，防止半导电材料残留在主绝缘层上，使该处留下绝缘隐患，易出现闪络放电现象。
4、规范施工外包PVC胶带和防水带，避免出现包缠不紧、密封不严。
5、对投入运营的电缆可使用高压脉冲放电法，对中间接头的运行状态进行定期检测，以提早发现安全隐患，有效避免事故发生。
结束语
地铁35kV中压环网电缆作为主变电所至地铁车站变电所的唯一主通道，其电缆中间接头质量的好坏关系到地铁正常运营的稳定性。保证电缆及全冷缩附件质量，控制施工安装的关键环节，并对已投入运行的中间接头的运行状态进行定期检查，就可减少电缆故障，保证地铁运行的安全可靠。
参考文献
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[4]陈明忠，王庆友.地铁35kV高压电缆快速查找与处理[J].现代城市轨道交通.
论文作者:张航
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/7
标签：电缆论文; 地铁论文; 电场论文; 屏蔽论文; 性能论文; 故障论文; 环网论文; 《低碳地产》2016年13期论文;