铁路电力电缆故障点的几种实用测定方法

【摘 要】我国幅员辽阔,铁路轨道交通成为了沟通各个区域经济和文化交流的纽带,当前高铁、动车组、磁悬浮等新型技术的投产使用,对铁路沿线的电力、通讯提出了更高的要求.本文就铁路电力电缆故障为研究重点,首先分析了铁路电力电缆多发问题及原因,从产生原因出发介绍了几种实用的测定方法,最后通过实际测定体会,对铁路电力电缆的维护提出了一些实用建议.

【关 键 词】铁路电力；电缆故障；测定

引言

当前铁路运营都采用电力为动力源,铁路电力电缆用来传输和分配大功率用电,铁路电力电缆常用的材料是聚氯乙烯绝缘电缆,但是铁路沿线磨损关系和铺设环境恶劣,让铁路电力电缆损坏严重,会出现各种各样的故障,及时检测出故障点并加以排除,对维持铁路安全稳定运营具有重要的现实意义.

1铁路电力电缆故障种类及原因

1.1铁路电力电缆故障种类

当铁路电力电缆故障发生引发铁路干线运营异常,必须迅速确定故障种类,判断电力电缆是低阻还是高阻,明确全局性故障还是局部性故障,发现电缆故障的接地、短路、断路等故障,然后才能够确定合适的方法进行故障点的测定.

按照通电与未通电分为运行故障和高压击穿故障；按照发生故障的物理位置分为中间接头故障,电缆终端故障和电缆自身故障；按照初步测定分为高阻故障和低阻故障,其中高阻故障通常超过100kΩ,而低阻故障通常低于100kΩ；按照电缆故障后果分为封闭性故障和开放性故障.

1.2铁路电力电缆故障原因

铁路电力电缆故障与一般电力电缆故障的原因有很多相似之处,第一,电缆本体绝缘老化,电缆通有强大电流,电流接入和断开产生火花的瞬时温度让电缆表皮老化和焦化；第二,铁路干线跨度长,长输电缆所经受的自然环境复杂,随着环境污染严重,酸雨,酸雾的出现,都会对电缆腐蚀作用加剧；第三,设计和工艺问题,在铁路电力电缆铺设过程对于未来扩建和维修考虑不足,在其他铁路施工中对电缆造成的破坏；第四,其他原因,例如人为破坏及其他复杂因素.

2铁路电力电缆故障点的检测实用方法

2.1测声检测法

测声法用到的检测设备是直流耐压试验机,该方法是对故障点所释放出来的异常电流声音进行收集,从而大致确定故障点所在位置,尤其适用于高压电缆芯线闪络放电故障.测试方法和原理较为简单,首先,直流耐压试验机与高压整流器、限流电阻以及高压电容器串联,高压整流器和限流电阻都发挥了保护直流耐压试验机的作用,将高压电容器与电缆铜芯线并联,并且安装了一个放电装置；然后,当电容器电压到一定值的时候,放电装置对电缆铜芯线放电,这个时候并联的铜芯线对绝缘层持续放电,并发出声波,最后,借助声波收集放大器或者听诊器来听取声音的位置.此种方法危险性较高,操作复杂.在实际实验中,笔者对于此种方法进行了改进,第一,对听诊人员配置防护装置,第二,通过外置的示波器,通过观察声波的变化,分段听取能够较快速度的确定故障点.

2.2电桥检测法

电桥检测法通过在电缆两端加载双臂电桥,测试出电缆的直流电阻值,按照电阻值与电阻长度的线性关系,对故障点的异常电流来直接计算发生故障的实际位置.该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于l的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1以下,再按此方法测量.该方法对于故障点大于1的故障实用性不强,而且要进行高压烧穿来加深故障,在笔者的实际工作中并不支持该种方法,这样的措施会加大修复成本,该方法在高成本电缆故障点监测中逐步被淘汰.

2.3电容检测法

电容检测法是铁路电力电缆故障点确定最为常用的方法,在电缆输配单过程中,芯线与芯线之间,芯线对地都存在着电容,并且该电容受到外界的干扰较小,电容分布均匀,电容量与芯线的长度成正比关系,并且铁路电缆在铺设的时候除了接头处一般都是线性铺设,弯曲的部位较少,通过测定电容电流然后换算成电容量来精确定位电缆故障.该方法要求在检测过程中电压需要持续稳定,在实际过程中通过分多个点同时测定,对同一点进行多次测量的方法来实现电流的读数稳定,该方法也是笔者在实际过程中常用的有效方法.

2.4其他新型方法

随着科技的进步,其他新型的故障检测方法正在投入使用：（1）利用因果网对电力系统故障定位.因果网描述了故障元件、继电器、开关之间内在的动作关系,它利用了比传统的专家系统更深的知识及面向对象技术,对电力系统故障进行定位.（2）利用小波变换进行故障选相.在脉冲法电缆故障定位检测中不可避免地存在各种电磁干扰.（3）GPS定位系统也崭露头角,GPS网络构架的信息传输,通过实时检测与数据比对来快速确定.

3对铁路电力电缆维护建议

3.1防止雷击

雷击是铁路高压电缆中出现的常见问题,通过提高电力线路本身的抗雷水平,选用线路保护避雷装置保护电力设施,在避雷器支架横担上安装引下线支柱绝缘子,即使避雷器炸裂,引下线也不会掉落在横担上造成接地短路故障.由于一般对电力贯通线路防雷保护考虑较小,仅对电线路压器、户外负荷开关进行了防雷设计,并且一般用阀式避雷器.

3.2铁路沿线安全

沿线居民做好宣传工作,取得当地各级政府、门、沿线单位和居民的支持,加强宣传、巡查和打击力度,确保电线路安全.在电力线路附近修建违章建筑物,造成建筑物侵限现象较多.同时存在安全隐患和施工放炮、施工机械碰线等电线路故障,以及人为偷盗变压器、电抗器、导线、金具、拉线等现象.

4结束语

总之,铁路电力电缆故障的检测和定位技术逐步发展的当下,积极引进和学习国外先进技术,保障铁路电力电缆的安全稳定运行,为我国铁路交通的飞跃发展提供技术职称,同时在发展科技的同时,要提高全民保护铁路的意识,积极协助铁路部门对电缆故障的确定和维修,无有损铁路电缆的违法行为.