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[摘 要]随着信息时代的到来，科技水平的不断提高，35kV电压等级的供电系统也得到了日益广泛的应用。出于节省空间的考虑，35kV电压等级多数以电缆作为配电线路，很容易产生故障。例如，作为中性点经销弧线圈接地供电系统，热轧、精炼炉35kV变电站的35kV电缆就发生过多起接地故障，导致短路停电现象，严重影响了生产的顺利进行。因此，减少35kV电缆的故障发生几率，是保证电网安全工作的有效途径。本文将针对地铁35kV交联聚乙烯电力电缆常见的故障及其原因进行分析，在此基础上探究相应的防止措施。以期为电缆的安全运行提供一定的借鉴作用。
[关键词]地铁；发展历史；高压电缆；危害；故障；方案
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0092-01
一、我国地铁的发展历史
众所周知，北京地铁是我国的第一条地铁，于1965年7月开始建设，1969年9月通车，全长23.6公里，而1971年北京的2号线地铁开工，由于建设速度缓慢，历时三年，到1984才开始投入运营。到1999年之前，我国投入运营的地铁里程数才达到90公里，而只有北京、天津、上海、广东四个城市拥有了地铁站。2000年之前，中国地铁一直处于缓慢甚至停滞的发展状态，到2000年后，中国的地铁才开始真止进入快速发展，截止到2013年初，我国开通地铁营运线路的城市己经达到15个，而止在建设中或计划内的城市包括大部分的发达城市、大部分省会城市、直辖市等35个城市。许多城市纷纷将地铁建设纳入城市规划、交通规划的轨道中。事实上，虽然中国己经在一些城市拥有了地铁线路，但同其他发达国家相比，我国的城市地铁建设还处于起步阶段。在很多方而还不成熟，关于地铁故障、地铁造成的地而塌陷等问题频发，如何建设健康可持续的地铁交通网络，方便人民生活，促进社会有序发展，成为我国政府在地铁规划和建设时需要考虑的重要问题。
二、高压电缆故障危害
随着城市规划建设的进一步发展，高压电缆在运行过程中会受到各种因素的影响，同时，高压电缆其外绝缘护套由于各种原因一旦发生破损等不利现象，一方面会在电缆金属护套内部形成对应的接地回路，进而产生接地短路环流，使电缆金属护套不断发热，从而降低高压电缆的整体输送容量和绝缘性能，给电缆埋下巨大的安全隐患；另一方面接地换流持续放电发热，会使高压电缆金属护套受到电化作用不断腐蚀，尤其在破损部位空气及水分进入到电缆内绝缘后，进而使电缆主绝缘发生水树老化的幾率大大增加，相应电缆产生局部放电的几率大大增大，对高压电缆长期安全稳定、节能经济的高效运行造成巨大安全威胁，严重影响到高压电缆的综合使用寿命。在高压电缆的交接及预防性试验相关技术规范规程中，明确要求单芯高压电缆外护套必须做相应的电气试验且必须满足相关技术指标要求，因此对高压电缆产生故障的原因进行归纳总结，并采取有针对性的技术措施提高高压电缆综合性能水平就显得尤为重要。
三、地铁35kV高压电缆常见故障及其原因
1、电缆接头接触不良故障。电缆的接头接触不良主要包括两个方面：一方面，电缆的户外、户内的终端头以及中间接头接地出现短路，引发爆炸。短路的发生原因主要包括：由于电缆头的制作现场金属性粉尘多、空气湿度高使得制作环境相对恶劣；制作工艺不合理；电缆终端头和中间头材料质量差等。除此之外，电缆在超负荷工作下接头盒内的绝缘层会发生胀裂，绝缘层的破坏会引发导体连接不良，这也会导致短路。另一方面，电缆的接地方式错误引起接触不良，对于长度不同的单芯电缆采用一端或者两端、中间接地方式的错误，两端接地会引起环流电缆发热，一端接地在短路、大负荷情况下绝缘会出现老化，使用寿命缩短。
2、电力系统异常故障。地铁35kV供电系统的负荷基本上都是冲击性负荷，在缺少动态无功补偿与消谐措施的情况下电缆会出现发热，引起绝缘层破坏。此外，电缆系统因过电压引发电源绝缘击穿，如在操作、谐振、单相接地过电压等内部过电或雷电、感应过电压等外部过电下，电缆绝缘薄弱处被击穿，形成故障。
3、外部原因引发的故障。外部原因主要包括了电缆敷设不够规范导致机械伤害、交联聚乙烯电缆的水树枝劣化。前者是由于电缆的最初施工过程对现场缺少有效管理、未对施工队伍做出严格的要求，在工程交工后出现直埋电缆的标志不全、直埋不够深入、地形出现变化等隐患，使得电缆受外围的机械施工影响，产生伤害，引发接地短路的故障。后者是由于电缆的放置、施工、运行等过程中外护套受到损坏或机械伤害，出现电缆内部进水的现象，并在电场作用下产生树枝状物，降低了绝缘的强度，致使绝缘层不断老化，使用寿命缩短。
四、防止地铁35kV高压电缆故障产生的措施
通过电缆绝缘老化到击穿事故发生的过程图（图1）我们可以看出，电缆绝缘老化往往受到了环境、机械力、电场等多方面因素的影响，因此在对故障进行解决方案的制定时，我们需要综合考虑各种影响因素。
目前主要的防止措施包括：1、根据现场采用不同的敷设方法。在地形条件允许或电缆根数超过6根的情况下采用电缆隧道、电缆沟埋的敷设方法；若采用直接埋地敷设需保证0.7m-1m的深度并在表面均匀铺设一层10cm左右厚度的细沙，在细沙表面再加铺一层砖，同时还要栽设相应的标志桩。2、对外护套加强密封。不管电缆外护套是在敷设还是吊装、运输的过程中发生故障，都须做出及时的修复，以避免电缆在进水情况下形成树枝状物。对于破损长度小的外护套可以进行防水胶带缠绕密封，对破损长度大的可以用CIAC电缆接续附件密封。3、通过搭建临时帐篷、让施工人员佩戴手套、防止灰尘等方法来对电缆头的制作环境进行改善。4、在对电缆头施工质量进行保证时，需注意严禁在剥去半导层使用力过猛、仔细对中间连接管与端子内的氧化膜进行去除、保持连接管与端子压接表面的光滑、对热缩套管两端采取缠密封胶、正确选择单芯电缆屏蔽护层接地的方式（如图2所示）并尽量使用一些冷缩材料。5、在技术方面，要对电力系统的谐波与过电压进行消除，运用小电流接地选线，对电缆隧道采取相关防火技术与设施，同时要建立起巡检制度，加强对电缆沟内有无进水、外皮有无损伤、终端头与中间头温度有无超标、示温蜡片有融化或颜色变化等方面的巡检。除此之外，还要加强对电缆的日常维护，对出现异常的电缆做出有效的维修，在发现电缆使用寿命到期的情况下进行及时的更换。
五、结束语
综上所述，目前，地铁35kV高压电缆常见的故障主要包括电缆接头接触不良故障、电力系统异常故障以及外部原因引发的故障，在对这些故障进行处理时，我们应遵循具体问题具体分析的原则，从多方面入手来制定合理、科学的解决措施，从而在保证35kV高压电缆正常运作的基础上，实现地铁的安全运行。
参考文献：
[1]陈明忠，王庆友.地铁35kV高压电缆故障快速查找与处理[J].现代城市轨道交通，2012，05：21-23+26.
[2]王文珍，王志坚.35kV高压电缆头故障对策分析[J].山西电力，2013，01：50-53.
[3]高宁，张群刚，张志强，阳东义.某风电场35kV电缆头击穿事故初步分析[J].西北水电，2013，05：64-67.
[关键词]地铁；发展历史；高压电缆；危害；故障；方案
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0092-01
一、我国地铁的发展历史
众所周知，北京地铁是我国的第一条地铁，于1965年7月开始建设，1969年9月通车，全长23.6公里，而1971年北京的2号线地铁开工，由于建设速度缓慢，历时三年，到1984才开始投入运营。到1999年之前，我国投入运营的地铁里程数才达到90公里，而只有北京、天津、上海、广东四个城市拥有了地铁站。2000年之前，中国地铁一直处于缓慢甚至停滞的发展状态，到2000年后，中国的地铁才开始真止进入快速发展，截止到2013年初，我国开通地铁营运线路的城市己经达到15个，而止在建设中或计划内的城市包括大部分的发达城市、大部分省会城市、直辖市等35个城市。许多城市纷纷将地铁建设纳入城市规划、交通规划的轨道中。事实上，虽然中国己经在一些城市拥有了地铁线路，但同其他发达国家相比，我国的城市地铁建设还处于起步阶段。在很多方而还不成熟，关于地铁故障、地铁造成的地而塌陷等问题频发，如何建设健康可持续的地铁交通网络，方便人民生活，促进社会有序发展，成为我国政府在地铁规划和建设时需要考虑的重要问题。
二、高压电缆故障危害
随着城市规划建设的进一步发展，高压电缆在运行过程中会受到各种因素的影响，同时，高压电缆其外绝缘护套由于各种原因一旦发生破损等不利现象，一方面会在电缆金属护套内部形成对应的接地回路，进而产生接地短路环流，使电缆金属护套不断发热，从而降低高压电缆的整体输送容量和绝缘性能，给电缆埋下巨大的安全隐患；另一方面接地换流持续放电发热，会使高压电缆金属护套受到电化作用不断腐蚀，尤其在破损部位空气及水分进入到电缆内绝缘后，进而使电缆主绝缘发生水树老化的幾率大大增加，相应电缆产生局部放电的几率大大增大，对高压电缆长期安全稳定、节能经济的高效运行造成巨大安全威胁，严重影响到高压电缆的综合使用寿命。在高压电缆的交接及预防性试验相关技术规范规程中，明确要求单芯高压电缆外护套必须做相应的电气试验且必须满足相关技术指标要求，因此对高压电缆产生故障的原因进行归纳总结，并采取有针对性的技术措施提高高压电缆综合性能水平就显得尤为重要。
三、地铁35kV高压电缆常见故障及其原因
1、电缆接头接触不良故障。电缆的接头接触不良主要包括两个方面：一方面，电缆的户外、户内的终端头以及中间接头接地出现短路，引发爆炸。短路的发生原因主要包括：由于电缆头的制作现场金属性粉尘多、空气湿度高使得制作环境相对恶劣；制作工艺不合理；电缆终端头和中间头材料质量差等。除此之外，电缆在超负荷工作下接头盒内的绝缘层会发生胀裂，绝缘层的破坏会引发导体连接不良，这也会导致短路。另一方面，电缆的接地方式错误引起接触不良，对于长度不同的单芯电缆采用一端或者两端、中间接地方式的错误，两端接地会引起环流电缆发热，一端接地在短路、大负荷情况下绝缘会出现老化，使用寿命缩短。
2、电力系统异常故障。地铁35kV供电系统的负荷基本上都是冲击性负荷，在缺少动态无功补偿与消谐措施的情况下电缆会出现发热，引起绝缘层破坏。此外，电缆系统因过电压引发电源绝缘击穿，如在操作、谐振、单相接地过电压等内部过电或雷电、感应过电压等外部过电下，电缆绝缘薄弱处被击穿，形成故障。
3、外部原因引发的故障。外部原因主要包括了电缆敷设不够规范导致机械伤害、交联聚乙烯电缆的水树枝劣化。前者是由于电缆的最初施工过程对现场缺少有效管理、未对施工队伍做出严格的要求，在工程交工后出现直埋电缆的标志不全、直埋不够深入、地形出现变化等隐患，使得电缆受外围的机械施工影响，产生伤害，引发接地短路的故障。后者是由于电缆的放置、施工、运行等过程中外护套受到损坏或机械伤害，出现电缆内部进水的现象，并在电场作用下产生树枝状物，降低了绝缘的强度，致使绝缘层不断老化，使用寿命缩短。
四、防止地铁35kV高压电缆故障产生的措施
通过电缆绝缘老化到击穿事故发生的过程图（图1）我们可以看出，电缆绝缘老化往往受到了环境、机械力、电场等多方面因素的影响，因此在对故障进行解决方案的制定时，我们需要综合考虑各种影响因素。
目前主要的防止措施包括：1、根据现场采用不同的敷设方法。在地形条件允许或电缆根数超过6根的情况下采用电缆隧道、电缆沟埋的敷设方法；若采用直接埋地敷设需保证0.7m-1m的深度并在表面均匀铺设一层10cm左右厚度的细沙，在细沙表面再加铺一层砖，同时还要栽设相应的标志桩。2、对外护套加强密封。不管电缆外护套是在敷设还是吊装、运输的过程中发生故障，都须做出及时的修复，以避免电缆在进水情况下形成树枝状物。对于破损长度小的外护套可以进行防水胶带缠绕密封，对破损长度大的可以用CIAC电缆接续附件密封。3、通过搭建临时帐篷、让施工人员佩戴手套、防止灰尘等方法来对电缆头的制作环境进行改善。4、在对电缆头施工质量进行保证时，需注意严禁在剥去半导层使用力过猛、仔细对中间连接管与端子内的氧化膜进行去除、保持连接管与端子压接表面的光滑、对热缩套管两端采取缠密封胶、正确选择单芯电缆屏蔽护层接地的方式（如图2所示）并尽量使用一些冷缩材料。5、在技术方面，要对电力系统的谐波与过电压进行消除，运用小电流接地选线，对电缆隧道采取相关防火技术与设施，同时要建立起巡检制度，加强对电缆沟内有无进水、外皮有无损伤、终端头与中间头温度有无超标、示温蜡片有融化或颜色变化等方面的巡检。除此之外，还要加强对电缆的日常维护，对出现异常的电缆做出有效的维修，在发现电缆使用寿命到期的情况下进行及时的更换。
五、结束语
综上所述，目前，地铁35kV高压电缆常见的故障主要包括电缆接头接触不良故障、电力系统异常故障以及外部原因引发的故障，在对这些故障进行处理时，我们应遵循具体问题具体分析的原则，从多方面入手来制定合理、科学的解决措施，从而在保证35kV高压电缆正常运作的基础上，实现地铁的安全运行。
参考文献：
[1]陈明忠，王庆友.地铁35kV高压电缆故障快速查找与处理[J].现代城市轨道交通，2012，05：21-23+26.
[2]王文珍，王志坚.35kV高压电缆头故障对策分析[J].山西电力，2013，01：50-53.
[3]高宁，张群刚，张志强，阳东义.某风电场35kV电缆头击穿事故初步分析[J].西北水电，2013，05：64-67.