提高鐵路供電電纜應(yīng)急處理能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)淺析

相關(guān)產(chǎn)品

前言

    2012年全局供電工作的總體思路是：堅持"以人為本"和科學(xué)發(fā)展、安全發(fā)展的理念，牢固樹立"三點共識"，把握好"三個重中之重"，緊緊抓住發(fā)展的歷史機遇，以確保安全供電為核心，突出高鐵安全風(fēng)險控制，全面深化基礎(chǔ)建設(shè)，扎實推進供電管理，快速提高技術(shù)裝備和管理水平，大力提升職工業(yè)務(wù)素質(zhì)，全力打造安全、優(yōu)質(zhì)、高效的供電網(wǎng)，努力開創(chuàng)鐵路供電事業(yè)新局面。同時提出：針對電氣化鐵路尤其是高鐵區(qū)間跨度大、班組管轄范圍長、搶修通道受環(huán)境條件限制及旅客對服務(wù)要求高的供電搶修新環(huán)境，牽引供電、變配電、電力等專業(yè)引用了大量的新設(shè)備和新材料，急需與之配套的檢測設(shè)備和檢測手段，要嚴(yán)格按照"細(xì)分供電單元、縮小供電范圍、準(zhǔn)確判斷故障、壓縮故障延時" 的原則。做好配套設(shè)備改造，完善故障應(yīng)急預(yù)案，加強應(yīng)急演練，探索、創(chuàng)新故障搶修組織模式，最大限度地壓縮故障延時，減少對運輸秩序的影響。

    現(xiàn)結(jié)合我們的具體工作和現(xiàn)狀，談一下鐵路供電電纜應(yīng)急處理對"壓縮故障延時"的影響。

一、鐵路供電系統(tǒng)分析

    由于鐵路生產(chǎn)力布局調(diào)整，新鄉(xiāng)鐵路供電段于2011年11月22日成立，現(xiàn)有10kV配電所17座、低壓配電所336個，電力線路3104.59公里，其中10kV電源電纜（含10kV自閉貫通電纜）1245條共計402.029公里，低壓電力電纜8668條共計755.927公里，電纜線路占電力線路總數(shù)的三分之一強。我段擔(dān)負(fù)著京廣線、新月線、新菏線、太焦線、侯日線、焦柳線共計75個站點的供電保障任務(wù)。隨著高速鐵路的建設(shè)和發(fā)展，我們又即將擔(dān)負(fù)起石武高鐵鄭州局黃河以北段的供電保障任務(wù)。站內(nèi)設(shè)備的管理、維護保養(yǎng)、故障排查及檢修可以按計劃、按程序有條不紊的進行，即使設(shè)備發(fā)生故障，也能保證短時間內(nèi)排除。而最不可控、最為頭疼、最難解決的就是戶外埋設(shè)的、跨距比較大的供電電纜的維護及故障排查。

    目前存在的現(xiàn)實是"鐵路區(qū)間跨度大，班組管轄范圍長，搶修通道受環(huán)境限制"，以及電纜故障不可預(yù)計、搶修時間不可控。這是直接影響"壓縮故障延時"、提高供電應(yīng)急處理能力的瓶頸所在。

二、電纜運行現(xiàn)狀

1、既有線

    隨著城市的擴建，鐵路線的改造，電纜埋設(shè)地段附近經(jīng)常有施工，電纜遷改或直接被埋壓在道路、建筑物下成為常態(tài)，無形中增加了電纜的隱患，再加電纜使用年限長，基本都處于故障高發(fā)期等原因，使得故障搶修次數(shù)逐年增多，維護工作量增大。

2、客運專線（高鐵）

    近年飛速發(fā)展的高速鐵路，又新增了大量地埋電纜；尤其是新敷設(shè)的27.5kV和10kV的單芯同軸電纜，給我們的維護工作帶來了新的課題。第一，高鐵的供電要求遠遠高于既有線；第二，單芯同軸電纜不僅要保證主絕緣的良好還要保證外護層的絕緣良好；第三，施工單位未完全吃透單芯同軸電纜的施工要求，施工過程中造成很多隱患。

三、電纜應(yīng)急處理設(shè)備

1、電纜故障測試設(shè)備應(yīng)用分析

    鐵路供電電纜既有高壓多芯電纜又有低壓多芯電纜，還有高鐵專用單芯電纜。這本身就造成了測試的復(fù)雜性；加之不同的電纜應(yīng)采取不同的測試方法，有時同一種電纜會由于不同性質(zhì)的故障也需選取不同的方法測試。因此選擇合適的測試方法尤為重要。

1.1 主絕緣測試設(shè)備

    電纜主絕緣故障是電力電纜發(fā)生最頻繁的故障。約占所發(fā)生故障的90%以上，主絕緣故障一般包括以下幾種：

(1)低阻、短路及開路故障：解決方式低壓脈沖測距；音頻法尋徑；聲磁同步定點

(2)高阻閃絡(luò)性故障：解決方式為閃絡(luò)法或三級脈沖測距；音頻法尋徑；聲磁同步定點

(3)高阻泄漏性故障：高壓電橋測距；音頻法尋徑；跨步電壓法定點

(4)高阻接頭故障：高壓電橋法測距；音頻法尋徑；燒穿器燒穿后聲磁同步定點

① 電纜故障測距儀測距單元：可用【低壓脈沖法】【高壓閃絡(luò)法】【三級脈沖法】測出短路、開路以及能被高壓擊穿的各類高阻故障距離；再配以高壓電橋或電纜燒穿器，即可測試所有電纜故障的距離，使得這一配置的測距單元測試無盲區(qū)。尤其是有了【三級脈沖法】實現(xiàn)了高阻故障的燃弧短路低壓脈沖采樣，實現(xiàn)了高阻高阻的自動判距。三級多次脈沖的應(yīng)用，使得測距快速準(zhǔn)確，提高了排查故障的效率。

三級脈沖法采用蓄能燃弧技術(shù)，圖一是三級脈沖法接線框圖。

三級脈沖法
從圖中可以看出，三級脈沖的測試是將"有源的中央控制單元"串接在"直流高壓源"和"故障電纜"之間，構(gòu)成三級脈沖測試系統(tǒng)。

    高壓擊穿故障點后，電容器C1上所儲能量P1施加至故障點；這是第一極脈沖。緊接著，中央控制單元的儲能裝置C2的能量P2也加至故障點；這是第二次脈沖。燃弧穩(wěn)定后，控制系統(tǒng)發(fā)送測量脈沖采樣；這是第三極脈沖。脈沖發(fā)送的順序及時刻，均由中央控制單元自動控制完成，與操作人員無關(guān)。

② 地下電纜路徑儀路徑單元：以全數(shù)字、智能化、多天線、多功能的電纜故障綜合探測儀取代了模擬型、單天線、單一功能的簡易路徑儀，使得路徑探測不受電纜條件的限制，而且電纜埋深直接讀出；同時具有電纜識別、跨步電壓定位故障的功能。尤其是在鐵路旁接觸網(wǎng)下，不受強磁場、強電場的干擾，極大方便了鐵路供電部門查找電纜路徑。

③ 電纜故障定位儀定點單元：應(yīng)用數(shù)字電路，一改傳統(tǒng)的聲、磁同步、噪聲全頻段放大的模擬處理方式；實現(xiàn)了聲、磁數(shù)字量化、噪聲選頻放大數(shù)字濾波的智能化處理，使得定點過程，可以選擇濾除某些頻段的噪聲，減少了環(huán)境的影響；放電聲音強弱，可以通過人耳監(jiān)聽、可存儲的數(shù)字顯示共同確定，減少了人的經(jīng)驗因素；可以連續(xù)記錄電磁強弱，有助定點時監(jiān)測電纜路徑。

1.2 外護套破損測試設(shè)備

    高速鐵路的飛速發(fā)展，必然帶來27.5kV和10kV單芯同軸電纜的大量應(yīng)用，這類電纜運行，不僅要保證主絕緣的完好，保證電通車跑；同時還要保證外護套的絕緣良好，排除電纜故障隱患，減少故障發(fā)生幾率。所以外護套破損測試設(shè)備的選擇、應(yīng)用是不容忽視的。

交聯(lián)電纜外護套故障測試儀成套的外護套測試設(shè)備包含了：路徑測試及識別、破損點粗測距、破損點精定位、護套耐壓試驗四部分。

①路徑測試及識別：用電纜綜合探測儀完成

②破損點粗測距：用15kV的高壓電橋完成。

③破損點精定位：用外護套測試儀的跨步電壓法完成。

④護套耐壓試驗：用外護套測試儀的耐壓試驗功能完成。

2、充分發(fā)揮電纜故障測試設(shè)備作用的思路

    電纜故障測試是比較偏門、又非常專業(yè)，而且需一定經(jīng)驗的一項工作；就其使用的測試設(shè)備而言，同樣是專業(yè)性極強、又不像常用的必備應(yīng)急搶修設(shè)備；如果設(shè)立專門的部門人從事此項工作，是養(yǎng)兵千日用兵一時之舉，在現(xiàn)有的機制下是不現(xiàn)實的；目前只能以相關(guān)專業(yè)的人員兼做這項工作。兼職人員要達到專業(yè)測試電纜故障的專業(yè)水平會有一定難度，但是，選用先進的測試設(shè)備，把人的經(jīng)驗因素降到最低，是可行方案，即使這樣，復(fù)雜的、疑難的故障還得靠生產(chǎn)廠家專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場支持。有了好的設(shè)備，有了可靠的技術(shù)支持，發(fā)揮電纜故障測試設(shè)備的作用就有了保障，電纜故障的解決在時間上即可實現(xiàn)操控，為實現(xiàn)"壓縮故障延時"提供保障。

四、結(jié)束語

    本文從路局提出的"做好配套設(shè)備改造，完善故障應(yīng)急預(yù)案，加強應(yīng)急演練，探索、創(chuàng)新故障搶修組織模式"入手，分析了鐵路供電電力事故"壓縮故障延時"的瓶頸在于電纜故障的查找和處理，尤其是對高鐵供電的要求更高，從而得出：發(fā)揮先進的電纜故障測試設(shè)備的作用和設(shè)備廠家技術(shù)支持是快速解決電纜故障的可行之舉！

【參考文獻】 《中國鐵路》2012年第2期

《電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》GB50150—2006

《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》GB50217—2007

《KC-900三級脈沖電纜快測系統(tǒng)》西安華傲通訊技術(shù)有限責(zé)任公司

《電纜外護套測試技術(shù)》西安華傲通訊技術(shù)有限責(zé)任公司

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