摘要：铁路沿线的行车信号以及生产生活用电主要是由10kV电力线路提供，自闭、贯通电力线较多采用电力电缆进行敷设，由于铁路沿线的地形以及气象条件较为复杂，铁路10kV电力线路经常会发生电缆故障。随着我国社会经济的快速发展，铁路运量不断增加，对10kV电力线路的可靠性与安全性提出了更高的要求，因此，在铁路10kV电力电缆故障发生时，能够快速找到故障点，及时排除故障，是确保铁路10kV电力线路运行安全可靠的重要方面，本文将对铁路10kV电力电缆故障探测方法进行探讨。
关键词：铁路10kV；电力贯通；电缆；故障；预防措施
一、电力电缆的特性分析
电缆的使用已经有百余年的历史，主要用于传输和分配电能。它由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层组成，多应用于城市的地下电网或电厂的出线，以及工矿企业内部供电。电缆具有以下优点：
1、多直接铺设于地下，占地面积小；
2、运行可靠，受天气和环境因素影响小，被电击的可能性小；
3、维护工作量少，不需要巡查；
4、有利于市容市貌的整洁，节省材料；
5、电缆是电容性元件，有利于提高线路功率因数，进而节省线损。
电缆具有的以上优点使其在10kV配电网中获得了广泛应用，然而，由于电缆深埋地下，受人为因素和物理化学腐蚀等因素影响，电缆线路也时有故障，而且，由于电缆故障多为隐蔽性故障，检测和排除故障具有一定难度。所以，对电缆行业从业人员来说，熟悉电缆的常见故障和分析方法，有利于对故障的及时处理，恢复供电。
二、铁路10kV电力电缆的常见故障
铁路10kV电力电缆常见的故障主要为：短路故障、断路故障、高电阻故障以及闪络故障等。
1、短路故障
10kV电力电缆的短路故障一般常见的有单相接地、二相短路或接地、三相短路或接地等。用用兆欧表测量绝缘电阻约为零，用万用表测量电阻为几百欧姆，可认为电缆已完全击穿。
10kV电力电缆短路故障通常是由于绝缘强度降低而形成。电缆绝缘强度降低的影响因素比较多，既有电缆本身的质量因素，也有电缆敷设时的施工因素。在电缆施工过程中，如果电缆中间头或是终端头的密封防水处理没有做好，极易导致电缆绝缘受潮或是进水而形成短路故障；电缆本身的质量不达标，金属护套有裂缝使电缆进水受潮而形成短路故障；电缆在运输或是施工过程中，金属护套被腐蚀或是被外物刺伤，进水受潮而形成短路故障；电缆在长期运行过程中，绝缘自然老化强度降低而没有及时更换，也易形成短路故障。因各种原因形成的短路故障是电力电缆故障的主要故障类型。
2、断路故障
断路故障是指电力电缆一芯或是数芯导体不连续，有时还伴有电阻接地现象。10kV电力线路断路故障主要表现为三相绝缘良好但长期缺相，形成的原因主要为电力电缆安装不规范或是直接受到外力损伤。电力电缆在安装时如果弯曲过度，容易形成金属性疲劳而引发断路故障；在施工安装时直接受到外力损伤；在运行过程中受到土地沉降、震动及冲击等因素的影响，也可能会产生断路故障。
3、高电阻故障
电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻、芯与芯之间绝缘电阻低于正常值但高于200欧姆。故障原因多为电缆头的制作工艺不良、材料缺陷及电缆头的制作工艺流程、方法不符合标准；电缆头材料制造缺陷、各绝缘材料维护管理不善，造成绝缘受潮、脏污和老化。这种原因易造成电缆头爆炸，形成短路故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4、闪络性故障
闪络性故障，电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻或者芯与芯之间绝缘电阻值比较高，但当对电缆进行直流加压到某一值时，出现突然击穿现象。这类故障大多在进行预防性耐压试验时发生，故障现象不稳定。
三、预防措施和技术手段
针对故障分析中得出的结论，可以采取相应的应对措施以避免问题的发生。
1、分别测试电缆钢式铠装层和电磁铜屏蔽层绝缘水平，以确定电缆内、外护套和主绝缘层的完整性。依据国家标准GB50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，第17章电力电缆线路的17.0.3绝缘电阻测量，应符合下列规定：
①耐压试验前后，绝缘电阻测量应无明显变化；
②橡塑电缆外护套、内衬层的绝缘电阻不应低于0.5MΩ/km；
③测量绝缘电阻用兆欧表的额定电压等级，应符合下列规定；
a.电缆绝缘测量宜采用2500V兆欧表，6/6kV及以上电缆也可用5000V兆欧表；b.橡塑电缆外护套、内衬层的测量宜采用500V兆欧表。测试电缆钢式铠装层的对地绝缘，以保证外护套的完整性；测试电缆铜屏蔽层对钢式铠装层的绝缘，以保证内护套的完整性；测试电缆铜屏蔽对电缆导体的绝缘，以保证主绝缘的完整性。
2、严格执行电缆中间接头制作工艺指导书的相关要求。严格执行制作时的湿度最高限度要求，在室外制作6kV及以上电缆终端与接头时，其空气相对湿度不应大于60%，如环境条件无法满足，则必须采取相应的措施以保证湿度限度要求。与电缆本体比较，电缆终端头和电缆中间接头是薄弱环节，大部分电缆线路的故障多发生在终端头和中间接头上。制作电缆终端头和中间接头应符合下列要求：导体连接良好；绝缘可靠；密封良好；有足够的机械强度；能经受电气设备交接验收试验标准和预防性试验规程标准的要求。
3、由于电力电缆的特殊结构和敷设安装形式，常规交接性试验和预防性试验对于电力电缆的缺陷部分很难发现，且由于试验周期较长，如预防性试验周期一般为一年一次，对电缆的实时运行工况也很难持续监控。
但随着在电力电缆线监测技术的不断发展和各类传感器的广泛运用，现在电力电缆在线监测方案通过在电缆各部位安装相应的传感器或采集器，以对电缆在运行过程中的物理特性进行监测，如局部放电在线监测（高频电流传感器法和超声波发射检测法）、绝缘外护套接地电阻及化学电势在线测量、电缆本体和接头处的温度测量、电缆金属护层接地线电流监测、介质损耗（tanδ在线监测）、终端电晕放电在线检测等进行在线监测，并基于各监测装置的结果推断电缆的运行状态，可及时获取电缆状态信息，对提早发现各种故障隐患，防止运行事故或故障的发生十分有效，是未来电缆运行维护的重要手段之一。
4、电缆线路的维护。电缆线路的维护工作，是确保10KV及以下电缆线路正常运行的关键，日常的维护工作有利于对线路故障进行提前检查，有效控制电缆故障发生。电缆线路的维护工作，主要是针对在巡视过程中，发现的一些微小故障进行维护，例如线路出现的一些细小问题，还不至于引发大面积停电事故的故障。一般来说，在进行电缆线路维护工作时，要对维护线路进行事先设计，根据电缆电路的布置情况，进行定期巡检，对电缆线路出现的一些问题能够及时发现并且及时解决，避免大型故障发生。电缆线路的外部线路防护，则是针对于外部施工、恶劣天气等因素对电缆线路破坏所采取的有效措施。
5、结束语
利用传统的试验方式已无法完全满足电力电缆运行的要求，在进行常规试验的同时，还必须借助高科技手段对电力电缆实施在线监测及检测，以提高电力电缆运行安全可靠性。但是由于新技术、新手段在铁路系统上的运用还处于探索阶段，没有很成熟的经验可供借鉴，因此在借鉴他国和国内其它单位经验的同时，还必须有针对性对相应的数据和参数进行大量的积累和摸索，以找出适应铁路电力电缆需求的方案和措施。
参考文献：
[1]GB50150-2016.电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].
论文作者:杨鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/31
标签：电缆论文; 故障论文; 护套论文; 电力电缆论文; 电阻论文; 在线论文; 铁路论文; 《基层建设》2019年第9期论文;