| 首页 > 铁路供电段产品 > 铁路供电电缆故障解决方案 |
| 铁路供电电缆故障解决方案 |
|---|
| 三、高度重视高铁供电电缆的外护层感应电压 1、.单芯的由来：由于高铁接触网采用的额定电压是交流单相 27.5kV,其配套的高铁供电电缆也必须随之采用单芯交流 27.5kV 电力电缆。 2、感应电压：由于 27.5kV 高铁供电电缆在运行时是交流 50Hz 信号，每时每刻都会在金属护层（铝护层或铜屏蔽层）里产生一个交流感应电压。 3、国家标准对高铁供电电缆感应电压的规定：根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》，交流单芯电缆金属层正常感应电势最大值，未采取安全措施时应不大于 50V；其它情况下应不大于 300V。 4、破损后的电缆外护层对高铁供电电缆造成的影响：由于铁路设计院在设计高铁供电电缆时，是假设我国和德国、法国、日本类似，有着严谨的电力电缆安装施工队伍，有着科学管理的现场施工秩序，可以保证单芯电缆外护层的绝缘基本合格。特别是设计院按每隔400 米-800 米安排一只保护接地箱，以减少护层感应电压，降低金属护层环流。但事实上，由于我们的高铁施工存在着抢工期、不专业、质量低等现实情况，各个外护层破损点都像一只只点亮的大功率灯泡，每时每刻都在流着接地电流，使我国的高铁供电电缆在运行时受着煎熬，直到引发过热导致的突发性停电事故。 5、水树枝对高铁供电电缆的威胁 地下水和潮气都是导电的。当电缆外护套破损后，大量水分乘虚而入，逐层侵蚀着电缆的外护层、内护层、屏蔽层和外半导电层，直到进入电缆的绝缘层。在交联绝缘层内部强电场作用下，水分极化后转变成击穿的象松花一样的树枝，科学家们形象地叫他们为“水树枝 Water Tree”。由于水树枝的内部是导电的，水树枝的发展壮大，则意味着绝缘层实际厚度的减少，意味着电场强度的进一步加剧。这种恶性循环的结果就是---在水树枝的尖端激发出电树枝。而检测到致命的电树枝，就离彻底的击穿（突发性停电事故）很近很近了。 |
|
 |
|
| 四、先进有效的电缆外护层检测技术 研究表明对电缆外护层的健康状态进行状态评价是非常必要的，可以有效减少水树枝的入侵和水树枝导致的设备过早老化。外护层状态检测的突出贡献就是：严守大门，防止对电缆运行极为不利的水分侵入。 1、外护层耐压试验：根据GB50150-2006《电气设备交接试验标准》，（1）其 18.09 条规定：在电力电缆每段金属屏蔽层或金属套与地之间施加直流电压 10kV，1 分钟，不应击穿。（2）其 18.03 条规定：测量绝缘的兆欧表的电压等级：橡塑电缆外护套的测量用 500V 兆欧表。 2、外护层故障预定位：电压降法，通过两次电压的测量，利用电缆金属屏蔽层与电缆线芯相比导体回路电阻偏大且均匀分布的特性，得到故障距离 L1=L*U1/(U1+U2)。这个方法的技术优势在于：利用被测电缆的导体线芯作为参考相，远远超过了高压电桥法的适用范围。 由于电缆结构的特点，其外护套故障不能采用回波反射法原理进行预定位，因此电缆外护套绝缘破损后，可先用电桥法或压降比较法来进行预定位。 |
|
| 2.1 直流电桥法 图1为直流电桥法预定位原理图。图中：R1为电桥的标准电阻，L为电缆长度，x为测量处与故障点的距离。设单位长度电缆金属层电阻为R0，调节电阻R2使检流计指示为0，此时电桥平衡，有： [ L +（L－x）] R0 / x R0 = R1 / R2 （1） 解得： x = 2L / （1 + R1 / R2 ） （2） |
 |
| 电桥法的优点是操作简单、使用方便,要求短路线电阻低，在已竣工的电缆线路上容易实现如利用终端尾管上的接地端，或在交叉互联箱内，用铜排短路接地线端子。其缺点是需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。详见本公司生产的GDZ-08电线电缆高阻故障定位仪(高压电桥法)。
但电桥法易受干扰。构成桥路的两根电缆包含很大的面积，附近正在运行的电缆，汽车火花塞的干扰，化学电势等等，使电桥无法平衡。此时，用电阻（电压）比较法粗测定位更为实用。 2.2 压降比较法 接线图如下，在测试端的芯线和外护套上接毫伏表（万用表毫伏档），表笔直接与芯线和外护套接紧，不要接到仪器输出线的夹子上，避免接触电阻影响毫伏表的测量结果；仪器设置在连续输出档，调整输出电压，使输出电流达到A1（最好是整数如100.0mA），这时读取毫伏表上的读数V，由于电压表输入电阻很高，因此，流经项线的电流很小，可以认为毫伏表的电位测量端到故障点的电位，因此，该读数即为测量端到故障点两点的电位差V1。再将仪器移到电缆的另一侧（末端）进行测量，让输出电流值与始端测量时的数值一致，这时毫伏表的读数为V2； 故障点距离始端的距离Lx=（V1×L）/（V1＋V2）； 也可以用比例来表示故障点的距离（V1×100）/（V1＋V2）； 采用这种预定位的本公司的代表产品主要有：WHT-08交联电缆外护套故障测试仪。 压降比较法的缺点：需要电缆全长数据，需要在另一端短接电缆，多点故障的无法测试。 3、外护层故障精确定点：破损点精确定位主要有直流冲击法、跨步电压法和音频法等，其定位原理相似，都是在电缆端部金属屏蔽层接入信号源（如高压脉冲放电源、音频信号源等），然后通过探测在故障处的多频谱放电信号来对故障点进行精确定位。 |
|
3.1直流冲击法 |
 |
3.2 跨步电压法 |
 |
| 2.3 音频定位法 当地面干燥、水泥路面无法感应信号时，可采用音频法对电缆护套故障点进行定位。其原理如图5。将音频信号发生器一端与金属套连接，另一端通过地钎接地，将步进电压探头接在音频接收器上，沿电缆长度方向移动探头，在故障点附近将会收到很强的信号，而在故障点处接收到音频信号最弱，根据此特点，即可找到故障点。或在电缆端部接入音频信号发生器，采用高灵敏度音频探头沿线路查找，当信号增至最大，然后又消失时所对应的位置即为电缆护套故障位置，其沿线信号强度分布如图所示。音频发生器的容量和接收器（定位仪）的灵敏度是测试成败的关键指标。 此方法的优点是所用电压不高，但判别故障点方向时不如跨步电压法直观，实际应用时也会受金属管道干扰。 采用这种精定位的本公司的代表产品主要有：DTY-2000地下电缆探测仪 单根敷设高压XLPE电缆的绝缘护套的完整性对于保证电缆的设计容量，保证电缆短期运行安全和长期寿命具有非常重要的作用，无论是新敷设电缆还是旧电缆都必须对护套破损处进行及时修补，以维护电网的运行可靠性。 电缆护套破损可采用两步法进行测距和定位。第1步先采用直流法：先用电桥法或压降比较法进行，尽可能获知故障位置，测距精度与接线方式及线路接头电阻密切相关。第2步采用直流冲击法对故障点精确定位。对未回填新敷设电缆可采用直流冲击法进行；对已回填电缆和旧电缆，可综合采用可采用跨步电压法、直流冲击法和音频信号法进行。 |
  |
