淺析35kV環(huán)網(wǎng)電纜故障原因及預(yù)防方法

王天凱

（無錫地鐵集團(tuán)有限公司運營分公司，江蘇 無錫 214000）

一、35kV環(huán)網(wǎng)電纜結(jié)構(gòu)及作用

35kV環(huán)網(wǎng)電纜用于電能的傳輸與分配網(wǎng)絡(luò)，它必須滿足輸電、配電網(wǎng)絡(luò)對電力電纜的如下各項要求：必須能承受電網(wǎng)電壓；必須滿足傳輸功率要求；必須滿足正常和故障下的電流通過要求。電纜在滿足電力網(wǎng)絡(luò)的前提下，還必須滿足安裝、敷設(shè)、使用所需的力學(xué)強(qiáng)度和彎曲度要求。

二、無錫地鐵35kV環(huán)網(wǎng)電纜現(xiàn)狀

目前無錫地鐵2號線高架站區(qū)間在定期巡視過程中發(fā)現(xiàn)多處35kV環(huán)網(wǎng)電纜外絕緣破損現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場勘查外部絕緣保護(hù)層損壞，防水層也有輕微擦傷痕跡。2號線高架段軌行區(qū)35kV環(huán)網(wǎng)電纜采用不銹鋼抱箍（內(nèi)襯橡膠墊）和包塑不銹鋼扎帶固定，主要有存在以下四個問題：

（1）由于長期受紫外線的影響，包塑不銹鋼扎帶的包塑材料出現(xiàn)老化脫落現(xiàn)象，電纜熱脹冷縮過程中會造成電纜表皮損傷情況；

（2）電纜在熱脹冷縮過程中，內(nèi)襯橡膠帶出現(xiàn)脫離鋼帶情況，致使鋼抱箍表面割傷電纜表皮；

（3）電纜受高溫膨脹時縱向移動，由于電纜支架長度不夠，電纜會從支架上滑落，待高溫回落，電纜受低溫冷縮時被電纜支架邊緣尖銳部位劃傷導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)電纜外絕緣破損。

（4）環(huán)網(wǎng)電纜支架安裝螺栓過長，施工過程中未全部在螺栓上安裝護(hù)套導(dǎo)致螺栓割傷電纜外護(hù)套。

電力電纜外絕緣損壞會導(dǎo)致絕緣程度下降，容易放電造成接地故障，無錫地鐵供電系統(tǒng)采用多站環(huán)網(wǎng)式鏈接架構(gòu)，一個環(huán)網(wǎng)供電分區(qū)包括5至7個站，如果環(huán)網(wǎng)電纜發(fā)生接地故障造成開關(guān)跳閘，可能會導(dǎo)致多個地鐵站大面積停電事故，此問題已對人身安全及供電設(shè)備安全運行造成嚴(yán)重安全隱患。

三、無錫地鐵 35kV 環(huán)網(wǎng)電纜問題分析

電纜一般采取定期巡視檢查方式，以此來評估電纜狀態(tài)。運行至今，地鐵2號線高架段多次出現(xiàn)外絕緣破損現(xiàn)象，且存在以下共性問題：

1、電纜外絕緣破損集中出現(xiàn)在高架段，地下區(qū)段至今未出現(xiàn)外絕緣破損情況；

2、電纜外絕緣破損集中出現(xiàn)在夏季、冬季及冷熱交替季節(jié)。

針對電纜外絕緣破損情況，供電車間專業(yè)人員深入現(xiàn)場檢查、研究、分析，最終達(dá)成以下意見：

1、高架段電纜采用低煙、無鹵、阻燃及防紫外線工藝，外護(hù)套材料氧指數(shù)高，隨著氧指數(shù)的提高，材料的物理性能和工藝性能有所下降，線纜護(hù)套較容易開裂，即電纜伸縮過程中因應(yīng)力因素出現(xiàn)破損。

2、2號線高架段固定環(huán)網(wǎng)電纜的包塑不銹鋼扎帶長期在紫外線的作用下外部包塑材料氧化損壞，內(nèi)部鋼帶分離出來將電纜割傷，加之電纜因熱脹冷縮出現(xiàn)外表皮破損。

3、35kV環(huán)網(wǎng)電纜在軌行區(qū)電纜支架上敷設(shè)時采用鋼性抱箍固定，高架站環(huán)網(wǎng)電纜由于安裝于戶外，受外部環(huán)境溫度影響熱脹冷縮產(chǎn)生滑動，抱箍內(nèi)襯橡膠墊因為電纜位移脫落后割傷電纜。

4、由于2號線高架段上行區(qū)間35kV環(huán)網(wǎng)電纜為陽光直射面，紫外線較強(qiáng)，受溫度影響較大，環(huán)網(wǎng)電纜熱脹冷縮現(xiàn)象更明顯，故上行環(huán)網(wǎng)電纜破損明顯高于下行。

5、高架段部分電纜未全部采用S形敷設(shè)，本次發(fā)現(xiàn)電纜破損位置都位于直線敷設(shè)位置，S形敷設(shè)部分未發(fā)現(xiàn)破損，S形敷設(shè)部分電纜拉伸情況相對較小。

6、35kV環(huán)網(wǎng)電纜在軌行區(qū)電纜支架上敷設(shè)時采用鋼性抱箍固定，高架站環(huán)網(wǎng)電纜由于安裝于戶外，受外部環(huán)境溫度影響熱脹冷縮產(chǎn)生滑動，滑動時因為電纜兩端被抱箍固定，電纜受高溫膨脹時只能被迫縱向移動，由于電纜支架長度不夠，電纜會從支架上滑落，待高溫回落，電纜受低溫冷縮時被電纜支架邊緣尖銳部位劃傷導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)電纜外絕緣破損。

7、環(huán)網(wǎng)電纜支架安裝螺栓過長，且施工過程中未在螺栓上安裝護(hù)套導(dǎo)致螺栓割傷電纜外護(hù)套。

四、適用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求

（一）固定電纜用的夾具、扎帶、捆繩或支托件等部件，應(yīng)具有表面光滑、便于安裝、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和適合使用環(huán)境的耐久度。（GB 50217-2007《電力電纜敷設(shè)規(guī)范》）

（二）電纜敷設(shè)在有周期性振動的場所，應(yīng)采取下列措施：①在支持電纜部位設(shè)置由橡膠等彈性材料制成的襯墊；②使電纜敷設(shè)成波浪狀且留有伸縮節(jié)。（GB 50217-2007《電力電纜敷設(shè)規(guī)范》）

五、措施及建議

（一）調(diào)整整環(huán)網(wǎng)電纜的綁扎方式，在支架處的電纜采用余量綁扎，不宜綁扎過緊，預(yù)留電纜移動空間；在支架兩端電纜懸空處采取“品”字形綁扎方式，使電纜移動時整體移動，降低電纜被割破的可能性。

（二）鑒于電纜受溫度影響因素較大，建議高架段電纜敷設(shè)于背陽面，減少外部光照對電纜的影響，且宜采用S形敷設(shè)。

（三）針對電纜支架過短問題，建議適當(dāng)加長支架長度，適當(dāng)減少電纜支架固定螺栓長度，保證電纜膨脹時不從支架上滑落，支架固定螺栓與電纜保持足夠的間隙。

六、結(jié)語

目前國內(nèi)軌道交通行業(yè)發(fā)展勢頭日益迅猛，關(guān)于高架站35kV環(huán)網(wǎng)電纜外絕緣破損的相關(guān)故障可能會頻繁發(fā)生。上述35kV環(huán)網(wǎng)電纜故障預(yù)防方案在降低維修成本的同時確保電纜完整，降低電纜外絕緣破損的故障率，為處理此類電纜外絕緣破損問題提供了解決途徑。