摘要：铁路电力系统中有一个的重要组成部分是电力电缆，其作用是为铁路通信、信号设备等可靠供电，以保证设备的安全运行。在铁路的建设施工中，保证电力电缆的正常运行，更是其余设备进行安装、调试的前提条件，对于工程的按时完成有着不可轻视的重要性。本文对电力电缆的故障进行了分析与总结，并针对如何快速查找与处理，提出了一点看法。
关键词：电力电缆；故障分析；测定方法
近年来，我国越来越重视铁路运输事业，相应的铁路电缆的应用数量亦随之猛增，由于铁路电缆情况特殊，敷设环境条件较为恶劣，且一般都埋入地下，建设施工过程中经常因为机械损伤等种种原因而影响电力电缆的正常运行。因此，通过分析电力电缆常见故障类型，研究如何避免发生故障，并在故障发生时高效的查找故障点，尽快恢复供电，这是十分必要的。
1 电力电缆常见故障分类。
电缆故障，究其根本原因是由电缆绝缘的故障损坏而引起的。依据阻值大小来划分，故障大体上可分为两大类：低阻的短路、开路和断路故障；高阻的泄漏故障和闪络性故障。从故障的类型上来分类。（1）接地故障：可分为单相接地故障和多相接地故障；（2）短路故障：包括两相短路故障和三相短路故障；（3）闪络故障：电缆在低电压时绝缘性能良好，在电压达到一定幅值或在高压状态运行一段时间后，绝缘层被瞬间击穿的现象。（4）断线故障：电缆绝缘良好，但电缆一相或多相会出现不连续的情况。（5）复合型故障：同时出现上述两种及两种以上的故障情况。
2 电力电缆常见故障的形成原因。
电力电缆线路出现故障的部位可分为：电缆主体、电缆中间接头、电缆终端头及电缆尾线等。其中，在一些路基与桥梁、路基与隧道及过公路等地段出现电缆故障的可能性也较大，需要引起注意。
（1）机械损伤。直接受外力破坏，在施工过程中由于进行挖土、碾压、打桩、搬运、起重等工作，因不慎对电缆造成伤害。其次在敷设电缆时，由于弯曲半径过小，电缆沟清理不彻底，底部有尖锐石渣，从而损伤电缆绝缘层导致故障。
（2）技术缺陷。由于施工原因或不按施工安全规范铺设电缆及进行其他工序。如闪络性故障往往是由于在阴雨天气或潮湿气候下对电缆进行接续，使电缆头内部含有杂质、水汽等，从而造成故障。
（3）绝缘老化。当电缆处于长时间过负荷运行状态时，会使电缆绝缘强度降低，介质损失增大，从而使电缆温度升高，而过高的温度会加速绝缘老化，最终导致绝缘崩溃，使电缆薄弱处和对接头处首先被击穿。电缆在工作中因长时间剧烈震动，而导致绝缘外皮产生物理弹性疲劳最后破裂形成故障。
（4）过电压。在正常运行时，电缆能瞬间承受3-4倍过电压而不被击穿，但是当电缆本身存在严重故障缺陷时，雷击或其他过电压冲击就会使电缆绝缘击穿，造成电缆故障。
另外，由于电腐蚀、铅包腐蚀等导致电缆护套穿孔，引起潮气侵入，绝缘破坏；外部环境较为恶劣，存在化学腐蚀等情况，会造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀；电缆终端接头或中间接头的金属屏蔽接地不良，造成接地电阻值超过规定值，产生较高的感应过电压，导致电缆的部分绝缘击穿等也是电缆产生故障的原因。
3 电力电缆故障点测寻。
3.1电力电缆测寻方法简介
目前国内电缆故障测寻的方法主要有传统的阻抗法和近年来应用的行波法这两大分类。
阻抗法，就是利用电缆各项之间或各项与地之间的阻抗关系来测寻故障点，具体包括直流电桥法、电容电流测定法、零电位法等。直流电桥法，作为使用历史最长的电缆故障测寻方法，即使在现如今的情况下，仍然在查找相间短路和单相接地等电缆故障方面，具有使用简便和精确度高的优点。电桥法的原理是惠斯登电桥，通过双臂电桥的电势平衡来测量电缆芯线的直流电阻值，再查找资料或具体测量得到该电缆的实际长度，依据导体材料与横截面一定时电阻与长度成正比例的关系，计算出距此故障点的实际距离。尽管电桥法的准确度较高，但存在一些缺陷，需要在故障线路两端做准备工作来建立电桥回路，接线复杂且只能用于低阻抗的故障查找，对闪络性故障及高阻故障无效。
行波法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆脉冲行波法的基本测寻原理是默认电缆为均匀长线，行波速度一定，通过行波理论进行分析研究，并观测得到脉冲在电缆中往返所需时间，以此来计算距故障点的距离。行波法能较好地探测解决高阻故障和闪络性故障，而且对于电缆原始资料如长度、截面等要求较小，在资料不齐全时具有优势，具体包括低压脉冲反射法、脉冲电流法、脉冲电压法等方法。其中又以低压脉冲反射法应用较多，主要原理是在测试时向电缆故障相注入低压脉冲，脉冲以固定的波速传播，在遇到故障点发生变化并产生反射脉冲，回送到测试点由仪器检测记录下来。与回声测距方法类似，通过发射脉冲与反射脉冲的往返时间差，以及固定的脉冲传播速度，可计算出故障点的位置。缺陷是存在检测盲区，会出现不能准确检测反射脉冲的情况。
总之，在探查电缆故障点的具体地点时，应视现场情况来选择相应的方法，同时应考虑到过桥、过隧道、电缆接续等处的电缆预留长度，这样故障点的判断才能更加准确。
3.2电力电缆故障探查步骤
首先，通过兆欧表与万用表来测量电缆各芯线对地及相间绝缘电阻、事故点的电阻等，并进行导通试验判断故障性质。电缆故障最常见的是单相接地和短路故障。电缆单相接地故障：故障相电压降低，电流增大，其它两相电压升高。电缆短路故障：主要由于电缆终端头、中间头绝缘下降最后导致击穿，这种故障至少有两相电压降低，并且在之前会出现多次跳闸，有时可以重合成功，直到完全故障被击穿。
其次，在判断完故障类型后使用相应的探测方法进行测寻，主要包括直流电桥法、脉冲法、电容电流法、零电位法等。一般首先选用直流电桥法，当由于接地电阻较大、电桥灵敏度不够等原因，导致计算位置不准确时，再采用脉冲法等其他方法进行探查。
最后，在找到故障点后，进行相应的处理和试验，待故障完全消除后，方可恢复供电。
4 电力电缆故障的防治
在铁路建设中如何快速查找故障是一方面，但更重要的是如何在施工过程中确保电缆的正常施工，避免故障发生，减少返工，达到一次成型的效果，避免人力物力的消耗。
（1）重视电缆的产品品质。在订货采购时，一定要选购正规厂商，有相应资质证明及质检机构认证的产品，并且做好材料入场检测，对每一根电缆都进行相关的绝缘性能测试，确保达标产品进场。
（2）在进行入场检测后，要注意密封严实，确保电缆头密封性能良好，防雨防潮。在施工前，要求施工队伍再进行一次现场检查，检查电缆是否存在破损，绝缘下降等情况。
（3）在运输和存放时，要注意防护，避免出现人为的故障和机械磨损，放置电缆时，妥善安排电缆弯曲半径，避免电缆出现硬弯，导致铠装磨损电缆外层的现象发生。
（4）现场施工时，要与土建及其它此处施工单位做好协调工作，选择合理的敷设路径，敷设完成后及时埋设电缆标桩，并将电缆位置及注意事项详细告知。并请其如意外损伤电缆应及时告知，以期在问题出现时就将其解决。
（5）电缆沟深度要达标，并在敷设电缆前认真清理沟道，做好相应垫层，回填时要注意防护。
（6）在制作电缆中间头和终端头时，选择天气状况较好，空气较为干燥时进行，同时制作工艺上要严格按照施工规范要求，高标准高质量的完成，确保电缆质量。
（7）对于路基与桥、路基与隧道、过道、过公路等易损伤地段，应按标准加强防护，并对防护情况进行复查。
（8）对于接头部位及易损伤地段进行记录整理，并在现场做好相应标示埋设，在电缆出现故障时，首先对这些地方进行排查，可有效减少处理故障时间。
5 总结
施工过程中，电力电缆的敷设送电完成，是通信、信号设备安装、调试的前提，在工期紧张、施工压力大的普遍情况下，保证电力电缆的正常贯通，如有问题，如何在短时间内查找并处理，是需要我们在实践中不断总结经验，学习相关知识，并掌握运用的。
参考文献
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[2]郭子可.国内电缆故障探测分析方法浅析[J].民营科技，2012年第2期
[3]刘宁，刘菊梅.电缆故障点测定方法[J].甘肃科技，2013年第11期
论文作者:冯泽平,郑建庭,白惠勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签：电缆论文; 故障论文; 脉冲论文; 电桥论文; 电力电缆论文; 过电压论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第8期论文;