本文分析了城市軌道交通35kV電纜常見(jiàn)問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出了針對外護套開(kāi)裂、鎧裝層/屏蔽層電氣連接中斷、鎧裝層與屏蔽層導通等常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案和運維注意事項，以降低35 kV電纜的故障發(fā)生率，提高城市軌道交通供電可靠性。

在城市軌道交通供電系統中，供電系統主干供電環(huán)網(wǎng)主要通過(guò)35 k V交流電纜來(lái)實(shí)現向沿線(xiàn)各車(chē)站供電。主干環(huán)網(wǎng)35 k V電纜的可靠性決定了城市軌道交通供電系統的可靠性，同時(shí)也決定整條城市軌道交通線(xiàn)路是否能安全、穩定運行。城市軌道交通線(xiàn)路情況多樣，為節約投資環(huán)網(wǎng)電纜隨線(xiàn)路敷設，未設置專(zhuān)用的電纜廊道。因此城市軌道交通35 k V電纜受敷設環(huán)境的影響，也增加了電纜發(fā)生問(wèn)題的概率。電纜一旦出現如中間接頭拉脫、絕緣擊穿等問(wèn)題，將對列車(chē)運行造成一定影響，嚴重時(shí)造成地鐵停運，產(chǎn)生社會(huì )負面影響。

一、35kV電纜常見(jiàn)問(wèn)題

35kV電纜在長(cháng)期運行時(shí)，會(huì )出現一些常見(jiàn)問(wèn)題，這些問(wèn)題在發(fā)生的初期并不會(huì )導致電纜故障，但若不進(jìn)行處理，情況進(jìn)一步惡化后容易導致電纜絕緣擊穿，造成短路。

1.1外護套開(kāi)裂問(wèn)題

高架電纜在戶(hù)外環(huán)境敷設，長(cháng)時(shí)間被日照、雨水侵蝕，容易發(fā)生外護套開(kāi)裂（圖1）的問(wèn)題。個(gè)別外護套開(kāi)裂可采用包扎、小范圍修復等手段，但電纜多處外護套開(kāi)裂、水分內侵會(huì )嚴重影響電纜絕緣性能。

1.2鎧裝層、屏蔽層電氣連接斷開(kāi)問(wèn)題

電纜中間接頭處鎧裝層、屏蔽層電氣連接采用銅網(wǎng)（帶）和恒力彈簧將接頭兩邊對應的鎧裝層、屏蔽層進(jìn)行連接。屏蔽層、鎧裝層的電氣連通是保證電纜安全運行的重要手段。如果在中間接頭處屏蔽層（圖2）或鎧裝層電氣連接斷開(kāi)（圖3），會(huì )造成中間接頭處局部放電、發(fā)熱、甚至擊穿。

圖1電纜外護套開(kāi)裂    

1.3鎧裝層與屏蔽層之間導通問(wèn)題

電纜鎧裝層與屏蔽層在電氣上是絕緣的，在鎧裝層與屏蔽層之間有一層絕緣的內護套層。當電纜頭制作工藝不滿(mǎn)足要求，在電纜收縮時(shí)容易出現中間接頭處屏蔽層和鎧裝層電氣導通的情況。

圖2屏蔽層被拉斷 

圖3鎧裝層恒力彈簧脫落

1.4電纜頭處外護套材料回縮

電纜頭處在制作完成后一段時(shí)間內會(huì )出現材料回縮的現象?；乜s量大時(shí)會(huì )出現裂口（圖4），導致電纜接頭處露出屏蔽層。

圖4中間電纜頭處裂口     下載原圖

二、原因分析

2.1環(huán)境因素

高架區間電纜未采取遮陽(yáng)措施，電纜長(cháng)時(shí)間受陽(yáng)光直射（紫外線(xiàn)），外護套層容易老化開(kāi)裂；戶(hù)外環(huán)境溫度變化較大，電纜外護套層由于材料伸縮可能造成外護套開(kāi)裂；電纜導體、絕緣層、外護層、電纜附件伸縮性能不同造成中間接頭處的非導體層回縮。因此，應考慮增加電纜遮陽(yáng)措施。

2.2施工工藝

電纜敷設施工過(guò)程中可能會(huì )對電纜外護層造成隱性損傷，而這些隱性損傷在電纜運行一段時(shí)間后才會(huì )顯現。電纜敷設未按設計要求進(jìn)行施工，在電纜頭制作前電纜未充分釋放應力，電纜未預留足夠裕度，未在規定位置及電纜中間頭兩側進(jìn)行剛性固定，造成電纜頭長(cháng)期受力。電纜中間接頭的制作工藝不達標，應力控制部件與電纜絕緣屏蔽搭接長(cháng)度不足，電纜外護套與電纜附件外護套搭接長(cháng)度不足，導致在材料正常伸縮的情況下發(fā)生脫離。電纜敷設時(shí)電纜轉彎半徑不滿(mǎn)足規范的要求，轉彎半徑過(guò)小，造成轉彎處電纜受力過(guò)大。

2.3電纜生產(chǎn)工藝及外護套材料選型

由于要求城市軌道交通用電纜具有低煙無(wú)鹵A類(lèi)阻燃性能，必須采用低煙無(wú)鹵阻燃護套材料，目前電纜采用的護套混合料主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚烯烴等。PVC護套材料阻燃性能好，但其燃燒時(shí)會(huì )放出大量的鹵化氫氣體和濃煙，造成火災的“二次危害”，對人體健康及環(huán)境損害較大，無(wú)法滿(mǎn)足低煙無(wú)鹵的要求。聚烯烴或聚乙烯是一種易燃高分子無(wú)鹵材料，其分子結構為線(xiàn)形，氧指數一般不超過(guò)20，其本身是可燃的，燃燒時(shí)會(huì )分解出水和二氧化碳。由于在聚烯烴中添加了大量的無(wú)機阻燃料，如果阻燃添加劑配比不合適，弱化了護套物理機械性能，造成其拉伸強度和斷裂伸長(cháng)率下降。

三、 解決措施

3.1電纜選型及外護套層技術(shù)要求

地下區間選擇低煙、無(wú)鹵、A類(lèi)阻燃聚乙烯護套電纜，地上區間選擇低煙、低鹵、B類(lèi)阻燃聚氯乙烯護套電纜。對于外護套，添加阻燃劑等成分后使材料的抗張強度、柔韌性降低，易發(fā)生開(kāi)裂。因此外護套在保證阻燃性的前提下，還需要考慮機械性能。地下區間選擇阻燃性好、燃燒無(wú)有毒物質(zhì)釋放的無(wú)鹵A類(lèi)阻燃電纜。對于地上區間，低鹵電纜的阻燃層一般采用聚氯乙烯為基材的材料，添加阻燃劑。聚氯乙烯材料阻燃性好，添加的阻燃劑少，材料的抗張強度較強，發(fā)生開(kāi)裂的情況較少。地上區段用的低煙、低鹵電纜，為保證機械性能，避免開(kāi)裂及收縮，阻燃/煙氣/鹵素的要求可以適當降低。

低煙、低鹵、B類(lèi)阻燃電纜燃燒時(shí)的低煙性能應能滿(mǎn)足在GB/T 17651規定的試驗條件下，燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙濃度小透光率不小于20%。電纜燃燒時(shí)逸出氣體的PH值和導電率測試按GB/T 17650的規定（PH值不小于2.5，導電率不大于30μs/mm）。低鹵電纜的性能應滿(mǎn)足在GB/T 17650.1規定的試驗條件下，燃燒時(shí)產(chǎn)生的鹵酸氣體逸出量不大于100 mg/g。電纜燃燒時(shí)的阻燃性能應能滿(mǎn)足GB/T 18380規定的B類(lèi)成束電纜垂直燃燒試驗。

3.2電纜絕緣層的收縮性要求

交聯(lián)聚乙烯絕緣層在生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝原因，絕緣內部可能會(huì )產(chǎn)生較大內應力，內應力使得絕緣發(fā)生大的收縮，導體外露。通過(guò)收縮試驗考核交聯(lián)聚乙烯絕緣的收縮性能。交聯(lián)聚乙烯絕緣材料應滿(mǎn)足表1要求。電纜在出廠(chǎng)前應進(jìn)行充分的應力釋放后方可運輸至現場(chǎng)施工。根據經(jīng)驗應力釋放時(shí)間應至少在20天以上。

表1收縮試驗

3.3施工工藝要求

中間電纜頭制作過(guò)程中電纜絕緣屏蔽層與應力控制部件間、電纜外護套與電纜附件外護套間的搭接部分應嚴格滿(mǎn)足電纜頭制作的工藝要求，避免出現脫離的現象。敷設完的環(huán)網(wǎng)電纜需靜置24 h以上，充分釋放電纜應力后，再進(jìn)行中間電纜頭制作，避免發(fā)生電纜導電部分和絕緣部分不同程度收縮。環(huán)網(wǎng)電纜敷設完后，應階段性排查環(huán)網(wǎng)電纜中間頭及電纜狀態(tài)，對排查情況做好檢查記錄。設置電纜中間頭托架、避免電纜劃傷。電纜在敷設過(guò)程中應考慮一定的弛度，電纜轉彎時(shí)應滿(mǎn)足電纜轉彎半徑的要求；電纜的中間頭和終端頭處采用剛性固定；在伸縮縫處應留有0.6 m的電纜余量；在電纜中間頭兩端電纜各留1 m電纜余量，終端頭電纜預留1 m電纜余量。

3.4把好相關(guān)驗收、試驗關(guān)

根據相關(guān)規范的要求，把好型式試驗、出廠(chǎng)試驗、抽樣試驗、現場(chǎng)試驗的驗收關(guān)，關(guān)注與電纜外護層開(kāi)裂和電纜頭拉脫有關(guān)的機械物理性能試驗的相關(guān)內容。

3.5做好日常維護

加強日常運行維護，發(fā)現問(wèn)題要做好記錄，定期進(jìn)行巡檢和測試，持續關(guān)注發(fā)展態(tài)勢。發(fā)現的問(wèn)題有擴大化趨勢時(shí)，應盡快安排處理。

四、結語(yǔ)

電纜問(wèn)題的發(fā)生一般為多因素導致的結果，不同的因素在不同情況下其影響效果也不同。因此解決電纜問(wèn)題不能只從單一方面予以解決，要從多方面綜合考慮解決和優(yōu)化方案，才能從根本上保證電纜的安全、穩定運行。

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