浅析35kV环网电缆故障原因及预防方法

王天凯

（无锡地铁集团有限公司运营分公司，江苏 无锡 214000）

一、35kV环网电缆结构及作用

35kV环网电缆用于电能的传输与分配网络，它必须满足输电、配电网络对电力电缆的如下各项要求：必须能承受电网电压；必须满足传输功率要求；必须满足正常和故障下的电流通过要求。电缆在满足电力网络的前提下，还必须满足安装、敷设、使用所需的力学强度和弯曲度要求。

二、无锡地铁35kV环网电缆现状

目前无锡地铁2号线高架站区间在定期巡视过程中发现多处35kV环网电缆外绝缘破损现象，经现场勘查外部绝缘保护层损坏，防水层也有轻微擦伤痕迹。2号线高架段轨行区35kV环网电缆采用不锈钢抱箍（内衬橡胶垫）和包塑不锈钢扎带固定，主要有存在以下四个问题：

（1）由于长期受紫外线的影响，包塑不锈钢扎带的包塑材料出现老化脱落现象，电缆热胀冷缩过程中会造成电缆表皮损伤情况；

（2）电缆在热胀冷缩过程中，内衬橡胶带出现脱离钢带情况，致使钢抱箍表面割伤电缆表皮；

（3）电缆受高温膨胀时纵向移动，由于电缆支架长度不够，电缆会从支架上滑落，待高温回落，电缆受低温冷缩时被电缆支架边缘尖锐部位划伤导致环网电缆外绝缘破损。

（4）环网电缆支架安装螺栓过长，施工过程中未全部在螺栓上安装护套导致螺栓割伤电缆外护套。

电力电缆外绝缘损坏会导致绝缘程度下降，容易放电造成接地故障，无锡地铁供电系统采用多站环网式链接架构，一个环网供电分区包括5至7个站，如果环网电缆发生接地故障造成开关跳闸，可能会导致多个地铁站大面积停电事故，此问题已对人身安全及供电设备安全运行造成严重安全隐患。

三、无锡地铁 35kV 环网电缆问题分析

电缆一般采取定期巡视检查方式，以此来评估电缆状态。运行至今，地铁2号线高架段多次出现外绝缘破损现象，且存在以下共性问题：

1、电缆外绝缘破损集中出现在高架段，地下区段至今未出现外绝缘破损情况；

2、电缆外绝缘破损集中出现在夏季、冬季及冷热交替季节。

针对电缆外绝缘破损情况，供电车间专业人员深入现场检查、研究、分析，最终达成以下意见：

1、高架段电缆采用低烟、无卤、阻燃及防紫外线工艺，外护套材料氧指数高，随着氧指数的提高，材料的物理性能和工艺性能有所下降，线缆护套较容易开裂，即电缆伸缩过程中因应力因素出现破损。

2、2号线高架段固定环网电缆的包塑不锈钢扎带长期在紫外线的作用下外部包塑材料氧化损坏，内部钢带分离出来将电缆割伤，加之电缆因热胀冷缩出现外表皮破损。

3、35kV环网电缆在轨行区电缆支架上敷设时采用钢性抱箍固定，高架站环网电缆由于安装于户外，受外部环境温度影响热胀冷缩产生滑动，抱箍内衬橡胶垫因为电缆位移脱落后割伤电缆。

4、由于2号线高架段上行区间35kV环网电缆为阳光直射面，紫外线较强，受温度影响较大，环网电缆热胀冷缩现象更明显，故上行环网电缆破损明显高于下行。

5、高架段部分电缆未全部采用S形敷设，本次发现电缆破损位置都位于直线敷设位置，S形敷设部分未发现破损，S形敷设部分电缆拉伸情况相对较小。

6、35kV环网电缆在轨行区电缆支架上敷设时采用钢性抱箍固定，高架站环网电缆由于安装于户外，受外部环境温度影响热胀冷缩产生滑动，滑动时因为电缆两端被抱箍固定，电缆受高温膨胀时只能被迫纵向移动，由于电缆支架长度不够，电缆会从支架上滑落，待高温回落，电缆受低温冷缩时被电缆支架边缘尖锐部位划伤导致环网电缆外绝缘破损。

7、环网电缆支架安装螺栓过长，且施工过程中未在螺栓上安装护套导致螺栓割伤电缆外护套。

四、适用的规范、标准、技术要求

（一）固定电缆用的夹具、扎带、捆绳或支托件等部件，应具有表面光滑、便于安装、足够的机械强度和适合使用环境的耐久度。（GB 50217-2007《电力电缆敷设规范》）

（二）电缆敷设在有周期性振动的场所，应采取下列措施：①在支持电缆部位设置由橡胶等弹性材料制成的衬垫；②使电缆敷设成波浪状且留有伸缩节。（GB 50217-2007《电力电缆敷设规范》）

五、措施及建议

（一）调整整环网电缆的绑扎方式，在支架处的电缆采用余量绑扎，不宜绑扎过紧，预留电缆移动空间；在支架两端电缆悬空处采取“品”字形绑扎方式，使电缆移动时整体移动，降低电缆被割破的可能性。

（二）鉴于电缆受温度影响因素较大，建议高架段电缆敷设于背阳面，减少外部光照对电缆的影响，且宜采用S形敷设。

（三）针对电缆支架过短问题，建议适当加长支架长度，适当减少电缆支架固定螺栓长度，保证电缆膨胀时不从支架上滑落，支架固定螺栓与电缆保持足够的间隙。

六、结语

目前国内轨道交通行业发展势头日益迅猛，关于高架站35kV环网电缆外绝缘破损的相关故障可能会频繁发生。上述35kV环网电缆故障预防方案在降低维修成本的同时确保电缆完整，降低电缆外绝缘破损的故障率，为处理此类电缆外绝缘破损问题提供了解决途径。