地铁工程 35kV 电缆常见故障分析与解决方案

发表时间:2021/1/28   来源:《当代电力文化》2020年25期   作者:谢元发
[导读] 伴随着我国经济的快速发展,我国的经济发展需求以及人民的日常出行,
        谢元发
        佛山市铁路投资建设集团有限公司 广东 佛山 528000
        摘要:伴随着我国经济的快速发展,我国的经济发展需求以及人民的日常出行,对交通系统的要求越来越高。在我国城市当中,地铁工程成为不可或缺的一部分。而要使地铁工程可以有效且安全的平稳运行,减少在其运作过程中的故障发生概率,就需要对电缆的施工质量以及材料加强,保持电缆的可靠运行,减少维护的工作量。电缆的持续推广,使其正在逐渐取代我国的高压架空式的线路,其运用的范围非常广泛,其中就包含了我国的地铁工程。倘若在其运作过程中,电缆发生了严重的安全事故,将会引发一系列的连锁反应,不仅对地铁当中的乘坐人员造成人身安全威胁,还会造成巨大的经济损失。因此,就必须对电缆相关故障问题进行有效的分析,同时加以针对性的解决,从而降低电缆在运作过程中的故障发生率。
        关键词:地铁工程;35kV;电缆故障;解决方案
        引言
        在我国的地铁工程建设过程中,电缆已成为必不可缺的一部分。同时且运用的范围越来越广泛。然而,在其运作过程中,其发生故障的概率却相当高,使相关行业的正常运行造成了阻碍,同时也不利于其线路的正常运行。大多数的地铁电缆当中,其产生故障的原因主要在于电缆本身。因此,在对其进行解决时,务必要根据具体问题具体分析的原则进行。在对其进行分析时,主要是从施工设计电缆头的故障,以及最薄弱的绝缘终端等方面进行,从而减少电缆发生故障的现象。
1、常见故障
1.1电缆的屏蔽层接地方式存在不当
在一般情况下,在地铁中发生故障的主要因素在于电缆屏蔽层出现断层的现象,从而对电缆的正常运行于稳定性造成了影响。在其具体的施工过程中,35kV的电缆,其屏蔽层采用一端悬空,一端接地的方式,就非常容易导致故障的发生。在屏蔽层中有其中的一端没有接地,就会导致当电压波或者电流沿线芯进行流动传输时,金属屏蔽层或者电缆铝包就会呈现不间断的冲击高电压。除此之外,倘若该系统发生短路的情况,短路电流在经过线芯时,这两个部分也会呈现不间断的工频感应电压。然而,其绝缘保护层无法承受这种高电压冲击,就会发生损坏的现象。除此之外,在电缆中,最主要的构成部分会包含主绝缘体与半导体,这两种会具有屏蔽作用。通过这种方式,对电缆进行安全方面的保护。然而,倘若该屏蔽层出现漏洞,就会使整个电缆的内部磁场,发生相对应的改变,从而引发事故。与此同时,倘若在地铁工程中,电缆的使用时间过长,也会导致其构件发生老化的现象。因此,相关的工作人员务必要做好日常的检查。
1.2电缆终端绝缘问题
在电缆当中,电缆的终端部位是非常薄弱的环节。因此,若其电缆呈现出绝缘厚度不均匀的现象,会引发偏心,但是电场并不属于轴圆柱体类型的电场,因此,当绝缘层的内部出现分布不均的情况之后,终端绝缘层较为薄弱的部位,会大量集中的现象。因此,在最薄弱的地方,所需要承受的电场强度就会持续增大。除此之外,在制作终端的过程中,倘若具体施工操作存在不当,就会导致安装的附件,其电缆与应力管半导电层出现未搭接或者搭接不紧密的现象,密封性较差,出现气缝放电的现象。与此同时,在该电缆进行具体的运作过程中,受到电压的作用,就会导致电缆的绝缘性能发生下降的现象,出现介质的损耗率升高,温度增加,伴随有功电流的提高,导致其终端部位由于绝缘性能的丧失而被电压击穿。
1.3电缆头故障
在电缆头的部位,最薄弱的地方属于三相电缆头的三叉口。在其具体的施工过程中,倘若在制作电缆头时,使用的工艺存在不当的情况,就会使其电缆头的内部发生受潮的现象以及局部发生强畸变的现象,引发变压器故障。因此,在对变压器进行分时,需要进行解体。

可明显发现,其中压线圈与低压线圈发生多次短路的情况,低压线圈出现非常严重的积压性变形情况。在变压器中,中压线圈与低压线圈均为比较普通的扁铜线,因此,其本身具有的机械强度非常差,加之低压线圈其本身的单螺旋结构原因,导致这种类型的变压器本身所具有的抗短路性能相对较差。倘若电压器遇到大电流短路或多次短路的情况,就会导致整个线圈发生受损变形的情况。
2、防范措施
2.1将接地方式进行改善
面对屏蔽层容易发生故障的现象,就需要对其进行针对性的处理。在其具体的施工过程中,倘若其中的一端采取的是接地方式,就需要采取相应的措施,对其护层上的过电压进行限制。在具体的安装过程中,也应该根据不同线路的具体情况,按照合理且经济的原则,对电缆中的金属屏蔽层以及铝包的相关位置,采取特殊的接地与连接方式,还需要安装设置好保护器,从而有效地对护层进行保户,避免该电缆护层的绝缘性能丧失。
2.2规范安装工艺
电缆的终端发生质量问题,其主要因素在于工艺配合、材料以及电厂的控制方法的影响,而在这其中还包括了冷缩的附件。该附件在电缆线芯绳上具有的抱紧力大小,以及材料的性能,相关产品的储存时间长短,都会对施工的最终质量造成影响。因此,首先可以从材料入手,使材料的性能可以得到增强。比如,可以加入一定的纳米粒子,使对应的施工材料具有较高的抗撕裂度。同时在选择其终端的类型时,需要综合考虑多方面的因素。而相关电气性能的优劣则直接关乎电缆中附件的质量。在进行安装的过程中,需要重点考虑电缆的附件,其电场分布是否具有合理性;在对电场的分布进行改善过程中,其采取的措施是否具有科学;其终端材料的介质耗损,电气强度以及产品的绝缘性能等都要考虑到。除此之外,在施工过程中的防潮密封性能,也会对电缆附件中的使用寿命、电气性能产生直接影响。因此,在具体施工时,也要考虑到相关附件的防潮性能。
对于工艺,在进行电缆的附件选择与设计过程中,工艺性能是其需要考虑的重要条件,使工艺简洁化,方便在进行现场施工时,便于作业。除此之外,在进行敷设以及安装的过程中,也要保持该电缆的弯曲半径,达到了相应的标准,避免电缆的内部出现无法观测的缺陷。而在终端的安装过程中,首先需要对电缆的半导电层端口处进行有效的处理,仔细检查。主要是由于半导电端口,倘若出现分层、尖角的现象,都会导致局部放电的情况,从而使材料发生老化的现象,最终引发终端被击穿。
2.3强化运行管理与施工质量
在进行电缆的选择时,需要根据当前的市场数据信息对电缆的厂家做有效的统计。根据其制造经验以及业绩良好与否进行选择,从而在源头上,保证电缆的质量。同时还要做好收货时的验收,对相关的材料进行检测。同时在完成检测之后,也要对其有效的管理,避免因为管理不到位,而使电缆的材料发生质量问题。首先,可以建立单人单项负责制度,明确施工责任,加强与具体施工的团队联系,及时对施工的进度以及地段进行掌握。同时在电缆路径上,进行设置相应的警示旗。在进行具体施工的过程中,也需要设置相应的防护架,安置好相应的警示信号,避免行人误入,发生安全事故,还会对施工进度造成影响。同时也要强化宣传的力度,全民监督,避免盗割对电缆的破坏,还可以设置防盗井盖。实时对电缆勘察,加强对温度、负荷的监控,及时发现问题,及时消除。需要注意的是,在前期设计阶段也要充分考虑到流量以及现场的勘察,选择相匹配的电缆截面,使其绝缘性能和耐热等性能得到保障。
3、结束语
在现阶段,我国在地铁工程中对35kV的电缆运用,已经趋于成熟化,但是故障现象依然时常发生。因此,面对这种情况,相应的施工部门以及后续的维护都要保证执行工作到位。针对故障发生的原因进行分析,提出相应的解决策略,确保电缆在运行过程中的有效监督以及保养,保障我国的地铁工程在投入使用后的安全性、稳定性、可靠性,为人们的日常出行提供更好的服务。
        参考文献:
[1]顾新.地铁35 kV高压电缆常见故障分析[J].商,2014,(47):54.
[2]张航.浅谈地铁35kV高压电缆接头故障原因分析与防范措施[J].低碳地产,2016,2(13):129-129.
[3]李文勇. 城市轨道交通35 kV电缆常见故障分析与解决方案[J]. 电气化铁道,2020,31(S1):181-183.
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