郭琳 易强
中铁电气化局集团有限公司 北京市 100036
摘要：本文主要通过历年来中铁电气化局集团有限公司在城市轨道交通施工中的施工工艺、施工标准、技术要求以及现场处理电缆缺陷与故障的经验，结合长沙地铁35kV供电系统的施工特点以及城市轨道交通的运行要求，对城市轨道交通35kV高压电缆施工中影响施工质量的常见问题以及预防措施进行浅析。
关键词：城市轨道交通；高压电缆；故障处理
引言
我国城市轨道交通已逐步形成运行线路长、覆盖范围广、换乘车站多的发展趋势，而高压电缆出现故障的几率也随之呈现不同程度的增长。电缆故障对人的生产生活造成的影响较大，轻则造成电气设备的损坏，重则整个供电系统崩溃，影响列车正常运行，对公共安全造成影响。因此，城市轨道交通中对于高压电缆施工的质量和长期可靠性有着极高的要求。
1系统特点
城市轨道交通中地下区段通常占据了线路的大部分比例，隧道内具有空气潮湿、闷热，自然通风困难的特点，偶尔存在漏水或渗水现象，对电缆的防腐、防潮有着较高的要求。
轨道交通供电系统通常采用集中式、110/35kV两级电压供电方式，使用AC35kV三相单芯电力电缆。高压电缆敷设于隧道侧壁、车站端头侧墙以及站台板下，在运营期间，隧道及车站端头均属于轨行区，除日常运营人员外，非相关人员无法进入，工作环境相对稳定，地铁中高压电缆受外力破坏导致的故障几率远低于城市电力电缆。
除了地下区段外，环网电缆也敷设于市政的主变电所廊道，支援供电的车站内以及停车场、车辆段内的综合电缆沟内或者出入线的高架段上，电缆敷设环境变化大，敷设形式多样。
2常见电缆故障
2.1电缆生产方面
电缆材料本身制作工艺差，比如电缆的金属护套存在裂缝、空隙等瑕疵，电缆制作过程中偷工减料，不满足标准等。
产品质量是建设工程质量的根本保障。2017年的西安地铁3号线，经调查，整条线路使用的电缆线径的实际横截面积小于标称的横截面积。若地铁施工中采用此种电缆则会导致电缆发热过大，不仅造成额外的电能损耗，也会加快电缆的绝缘介质老化速度，甚至导致极其严重的火灾。
2.2施工工艺方面
2.2.1电缆护套破损
（1）施工时碰挤或过度弯曲
电缆在搬运或敷设过程中，电缆弯曲半径过小；安装时，没有做好防护措施将导致电缆受到弯曲应力、物理碰撞或过大的机械牵引力造成电缆损伤。电缆绝缘受到水分或潮气从电缆保护层的侵入，引起电缆局部放电，导致铠装钢带接地处或电缆本体产生放电发热。严重时，甚至可以融化另一根芯线造成电路单相接地或两相短路。
（2）电缆受到外力作用而破坏。
在电缆敷设路径上或路径周围会存在因其他专业施工机械、设备直接破坏电缆的情况。尤其是在抢工期间，为了实现送电的条件，高压电缆可能存在临时敷设的情况，在敷设完成后，其他专业可能还会进行铺轨、接触网安装、通信、信号，动力照明等系统的进场施工。成品电缆面临的潜在威胁较多，对成品保护有着较高要求。
2.2.2电缆接头故障
交联电缆电流密度大、载流能力强，对导体的连接质量就有更为严格的要求。电缆接头所要求的机械、电气的条件就日益严格,尤其是高压电缆，其接头将经受很大的热应力和持续时间的电流的影响。所以电缆接续是电缆施工质量的关键环节。
（1）施工工艺差
交联绝缘层强度较大，但也会导致导体的损伤处会加剧断裂，压接完毕后不易察觉，最终因截面减小而导致严重发热。
接头连接时，绝缘剥切长度会要求压接金具的孔加深，但通常因金具孔深不标准，易出现剥切长度不够，压接时串位使导线端部连接不紧密，形成空隙。仅依靠金具壁厚使电气导通，会使电缆的接触电阻变大，发热增加。且铝表面极易生成坚硬而又绝缘的氧化铝薄膜，其连接要比铜导体的连接更加复杂。
（2）中间接头设置不合理
对于运行中的电缆来说，中间接头是最薄弱的环节。若电缆中间接头之间距离设置得太近，则易受各种因素的影响而产生问题。
缺陷的恶性发展具有不稳定性,与环境的变化有极大的关系。一些接头的缺陷在耐压试验击穿后,经及时的修复处理能够得到消除。有些电缆明显存在着严重的缺陷,但也能经受严格的耐压考核，且即使基本确定是中间接头存在缺陷，但有些电缆的线路较长,中间接头众多,难以做出具有针对性的处理。
（3）施工经验不足，施工操作不规范
①长时间存放
经长时间的库存或没有投入使用的电缆，而电缆的两侧端头没有进行铅封，在制作电缆头时没有考虑将已受潮的部分截掉或者截掉的长度还不够，从而形成短路。
②不良环境下施工
中间接头故障80%与密封不良、受潮或进水有关。制作电缆头时环境潮气、湿度偏大,电缆绝缘已局部受潮,使其绝缘性能下降,进而发展成贯穿性的通道,最终导致电缆击穿事故。通常来说，隧道敷设的电缆水平位置比地面段电缆位置低,在U型槽处，水平落差较大,水易从地面段的缺陷接头中倒灌到隧道的电缆内,造成电缆大范围进水。
3故障解决方法
3.1保证产品质量
电缆材料应严格按照国标以及技术规格书执行，并提供相应参数的检测报告，到达现场后应检查电缆的外观情况、电缆尺寸、绝缘电阻等参数，并对电缆进行取样送检，经检测合格后方可投入使用。
3.2强化施工工艺
①电缆展放时，电缆路径上每隔一段距离放置一组滑轮，防止电缆在地上拖动，损坏电缆护套。
②将电缆放至夹层下方并呈“8”字形绕放，避免因场地限制而导致电缆过度弯曲，损坏铠装。在竖井下部电缆布放并整理完成后，再将电缆向上穿过电缆竖井进行敷设。
③由于工作环境的温度变化，电缆会存在热胀冷缩的现象，在电缆敷设前，应充分考虑富裕量，在中间接头处预留电缆。线路敷设可采用波浪形（俗名为蛇形敷设），横断面呈现出一字排列、品字形（又称三角形）排列，保证电缆有效的预留长度。
④电缆敷设时，合理进行配盘，中间头不宜设置过多，且距离车站端头大于100米，同时应充分考虑故障检修的便利性。
⑤地上段可采取沟槽内敷设，没有条件的也可以使用遮阳罩对电缆进行防护，减少紫外线、高温、雨水对电缆的侵蚀。
3.3加强日常管理
对长时间稳定运行的电缆应进行合理的电力调度,避免其长时间超负荷运作,当满足不了设备的供电需求时,对电缆及时进行更换。
合理布置电缆之间的距离。在电缆敷设时应拉开电缆头之间的距离,还应注重改善电缆的散热条件,为电缆的使用提供一个良好的工作环境。
做好全面、细致的巡查和交接工作。定期检查电缆的状态,接地电阻的变化情况,做好全面、细致的记录，掌握其变化的规律。
3.4优化故障处理方法
地铁中35kV电缆的主保护是差动保护，其整定值通常为150A，即当电缆回路的接地电流达到150A时，电缆回路两侧开关瞬时跳闸，将故障线路切除。由于差动保护灵敏及无延时的特点，当电缆击穿后故障点不明显，给人工定位故障点带来了很大难度。因此，在故障处理时时，应优化故障处理方法，采用专用的检测仪器，结合高效的施工协调能力，有效的缩短电缆故障的处理时间。
4结论
通过对环网电缆施工经验和故障处理的总结，有针对性地加强预防工作，并制订出一系列有效的提升对策，这是电缆施工、运行工作的一个重要内容。需要每个从事该项工作的人员在日常工作中积累经验，进行调查、分析和总结，不断完善预防措施，降低故障发生率，保证线路的可靠运行。
参考文献：
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