本文分析了城市軌道交通35kV電纜常見問題產(chǎn)生的原因，提出了針對(duì)外護(hù)套開裂、鎧裝層/屏蔽層電氣連接中斷、鎧裝層與屏蔽層導(dǎo)通等常見問題的解決方案和運(yùn)維注意事項(xiàng)，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(tǒng)中，供電系統(tǒng)主干供電環(huán)網(wǎng)主要通過35 k V交流電纜來實(shí)現(xiàn)向沿線各車站供電。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(tǒng)的可靠性，同時(shí)也決定整條城市軌道交通線路是否能安全、穩(wěn)定運(yùn)行。城市軌道交通線路情況多樣，為節(jié)約投資環(huán)網(wǎng)電纜隨線路敷設(shè)，未設(shè)置專用的電纜廊道。因此城市軌道交通35 k V電纜受敷設(shè)環(huán)境的影響，也增加了電纜發(fā)生問題的概率。電纜一旦出現(xiàn)如中間接頭拉脫、絕緣擊穿等問題，將對(duì)列車運(yùn)行造成一定影響，嚴(yán)重時(shí)造成地鐵停運(yùn)，產(chǎn)生社會(huì)負(fù)面影響。

一、35kV電纜常見問題

35kV電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些常見問題，這些問題在發(fā)生的初期并不會(huì)導(dǎo)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(dǎo)致電纜絕緣擊穿，造成短路。

1.1外護(hù)套開裂問題

高架電纜在戶外環(huán)境敷設(shè)，長(zhǎng)時(shí)間被日照、雨水侵蝕，容易發(fā)生外護(hù)套開裂（圖1）的問題。個(gè)別外護(hù)套開裂可采用包扎、小范圍修復(fù)等手段，但電纜多處外護(hù)套開裂、水分內(nèi)侵會(huì)嚴(yán)重影響電纜絕緣性能。

1.2鎧裝層、屏蔽層電氣連接斷開問題

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(duì)應(yīng)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(yùn)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（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(hù)套開裂    

1.3鎧裝層與屏蔽層之間導(dǎo)通問題

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(nèi)護(hù)套層。當(dāng)電纜頭制作工藝不滿足要求，在電纜收縮時(shí)容易出現(xiàn)中間接頭處屏蔽層和鎧裝層電氣導(dǎo)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(hù)套材料回縮

電纜頭處在制作完成后一段時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)材料回縮的現(xiàn)象?；乜s量大時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂口（圖4），導(dǎo)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(qū)間電纜未采取遮陽(yáng)措施，電纜長(zhǎng)時(shí)間受陽(yáng)光直射（紫外線），外護(hù)套層容易老化開裂；戶外環(huán)境溫度變化較大，電纜外護(hù)套層由于材料伸縮可能造成外護(hù)套開裂；電纜導(dǎo)體、絕緣層、外護(hù)層、電纜附件伸縮性能不同造成中間接頭處的非導(dǎo)體層回縮。因此，應(yīng)考慮增加電纜遮陽(yáng)措施。

2.2施工工藝

電纜敷設(shè)施工過程中可能會(huì)對(duì)電纜外護(hù)層造成隱性損傷，而這些隱性損傷在電纜運(yùn)行一段時(shí)間后才會(huì)顯現(xiàn)。電纜敷設(shè)未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，在電纜頭制作前電纜未充分釋放應(yīng)力，電纜未預(yù)留足夠裕度，未在規(guī)定位置及電纜中間頭兩側(cè)進(jìn)行剛性固定，造成電纜頭長(zhǎng)期受力。電纜中間接頭的制作工藝不達(dá)標(biāo)，應(yīng)力控制部件與電纜絕緣屏蔽搭接長(zhǎng)度不足，電纜外護(hù)套與電纜附件外護(hù)套搭接長(zhǎng)度不足，導(dǎo)致在材料正常伸縮的情況下發(fā)生脫離。電纜敷設(shè)時(shí)電纜轉(zhuǎn)彎半徑不滿足規(guī)范的要求，轉(zhuǎn)彎半徑過小，造成轉(zhuǎn)彎處電纜受力過大。

2.3電纜生產(chǎn)工藝及外護(hù)套材料選型

由于要求城市軌道交通用電纜具有低煙無鹵A類阻燃性能，必須采用低煙無鹵阻燃護(hù)套材料，目前電纜采用的護(hù)套混合料主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚烯烴等。PVC護(hù)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(zāi)的“二次危害”，對(duì)人體健康及環(huán)境損害較大，無法滿足低煙無鹵的要求。聚烯烴或聚乙烯是一種易燃高分子無鹵材料，其分子結(jié)構(gòu)為線形，氧指數(shù)一般不超過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機(jī)阻燃料，如果阻燃添加劑配比不合適，弱化了護(hù)套物理機(jī)械性能，造成其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率下降。

三、 解決措施

3.1電纜選型及外護(hù)套層技術(shù)要求

地下區(qū)間選擇低煙、無鹵、A類阻燃聚乙烯護(hù)套電纜，地上區(qū)間選擇低煙、低鹵、B類阻燃聚氯乙烯護(hù)套電纜。對(duì)于外護(hù)套，添加阻燃劑等成分后使材料的抗張強(qiáng)度、柔韌性降低，易發(fā)生開裂。因此外護(hù)套在保證阻燃性的前提下，還需要考慮機(jī)械性能。地下區(qū)間選擇阻燃性好、燃燒無有毒物質(zhì)釋放的無鹵A類阻燃電纜。對(duì)于地上區(qū)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(qiáng)度較強(qiáng)，發(fā)生開裂的情況較少。地上區(qū)段用的低煙、低鹵電纜，為保證機(jī)械性能，避免開裂及收縮，阻燃/煙氣/鹵素的要求可以適當(dāng)降低。

低煙、低鹵、B類阻燃電纜燃燒時(shí)的低煙性能應(yīng)能滿足在GB/T 17651規(guī)定的試驗(yàn)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(dǎo)電率測(cè)試按GB/T 17650的規(guī)定（PH值不小于2.5，導(dǎo)電率不大于30μs/mm）。低鹵電纜的性能應(yīng)滿足在GB/T 17650.1規(guī)定的試驗(yàn)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(yīng)能滿足GB/T 18380規(guī)定的B類成束電纜垂直燃燒試驗(yàn)。

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)過程中，由于工藝原因，絕緣內(nèi)部可能會(huì)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力使得絕緣發(fā)生大的收縮，導(dǎo)體外露。通過收縮試驗(yàn)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(yīng)滿足表1要求。電纜在出廠前應(yīng)進(jìn)行充分的應(yīng)力釋放后方可運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)施工。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)力釋放時(shí)間應(yīng)至少在20天以上。

表1收縮試驗(yàn)

3.3施工工藝要求

中間電纜頭制作過程中電纜絕緣屏蔽層與應(yīng)力控制部件間、電纜外護(hù)套與電纜附件外護(hù)套間的搭接部分應(yīng)嚴(yán)格滿足電纜頭制作的工藝要求，避免出現(xiàn)脫離的現(xiàn)象。敷設(shè)完的環(huán)網(wǎng)電纜需靜置24 h以上，充分釋放電纜應(yīng)力后，再進(jìn)行中間電纜頭制作，避免發(fā)生電纜導(dǎo)電部分和絕緣部分不同程度收縮。環(huán)網(wǎng)電纜敷設(shè)完后，應(yīng)階段性排查環(huán)網(wǎng)電纜中間頭及電纜狀態(tài)，對(duì)排查情況做好檢查記錄。設(shè)置電纜中間頭托架、避免電纜劃傷。電纜在敷設(shè)過程中應(yīng)考慮一定的弛度，電纜轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)滿足電纜轉(zhuǎn)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(yīng)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(yù)留1 m電纜余量。

3.4把好相關(guān)驗(yàn)收、試驗(yàn)關(guān)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，把好型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、抽樣試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的驗(yàn)收關(guān)，關(guān)注與電纜外護(hù)層開裂和電纜頭拉脫有關(guān)的機(jī)械物理性能試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容。

3.5做好日常維護(hù)

加強(qiáng)日常運(yùn)行維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題要做好記錄，定期進(jìn)行巡檢和測(cè)試，持續(xù)關(guān)注發(fā)展態(tài)勢(shì)。發(fā)現(xiàn)的問題有擴(kuò)大化趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)盡快安排處理。

四、結(jié)語

電纜問題的發(fā)生一般為多因素導(dǎo)致的結(jié)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(wěn)定運(yùn)行。

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