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[摘 要]本文简单分析了我国城市轨道行业中较常用的35kV环网电缆中间接头出现的故障及原因，因为35kV环网电缆故障直接影响到供电系统的运行模式，甚至可能影响行车，为减少此类故障，本文笔者以某城市轨道交通公司35kV环网电缆为研究对象，详细研究分析并提出了几种解决方案。
[关键词]电缆 中间接头 故障
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-282-01
某城市轨道交通公司供电系35kV等级设备的电缆采用交联聚乙烯电力电缆连接，其完好性对电气设备安全、可靠运行乃至轻轨稳定运行都是非常重要的。自2004年投入运营，随着运营时间的增长，电缆故障率也逐年增加，而电缆中间接头故障占电缆故障的90%。如果我们对电缆中间接头性能、工艺等有深入研究，由此而引发的一系列系统故障，区间停电以及所造成的损失就完全可以减少甚至避免。下面就以往电缆故障原因及影响电缆正常运行因素进行一下研究分析并提出改进方案，以期对今后电缆维护与预防工作有所帮助，更好地保证电缆的稳定运行，促进供电系统的平稳。1 故障情况简介下表为2004年至2011年3月期间电缆故障情况：
类型
时间20042005200620072008200920102011中间接头故障次数10212014电缆其它故障次数01000000电缆总故障次数112 12024接头故障占有率100%0100%100%100%-50%100%
根据上表数据可以明显看出，随着运营时间逐渐增长，电缆中间接头故障次数呈上升趋势，其中在2011年呈突然上升趋势，中间接头故障率占总故障比例达到85%以上。下表显示区间电缆在不同长度时中间接头故障次数与其他故障次数情况：
电缆长度
数量区间的数量中间接头故障次数其它故障次数总故障次数<；1000m10001000-2500100002500-50005000>；50004415
经过表格分析，电缆长度大于5000m的区间是电缆中间接头易发生故障的区域。其中包括2010年6月28日小东庄至军粮城区间、2011年2月18日小东庄至军粮城区间、2011年3月4日小东庄主所至东丽区间环网电缆中间故障。故障现象均为35kV开关柜差动保护动作，区间35kV开关柜Ⅰ；段（或Ⅱ；段）断路器跳闸，所属区间环网电缆退出。技术人员进入现场检查发现，35kV电缆中间接头电缆外护套出现碳化，判断主绝缘已被完全击穿。
2 故障分析35kV电缆有两种截面积型号，即为400 mm2、150 mm2，现敷设方式为等边三角形铺设于电缆桥架上，电缆金属屏蔽和钢凯采用两端直接接地的方式。根据现实情况，有一下几个方面：2.1气候原因该市冬夏气温最高温差达到近50摄氏度，而故障的上行环网电缆明敷设于高架桥上，阳光直射，最高温度将会更高。电缆外护套由于热胀冷缩的原因，冬季收缩，引起电缆内部部分材料发生物理性改变，使得形变较大处电缆不能满足正常运行条件。2.2 施工质量故障的电缆在技术人员进一步的深入剖析发现，电缆中间接头钢铠与防护金属网丝焊接不牢甚至没有焊接，外护套热胀冷缩后，造成钢铠与金属网丝分离；细致观察半导体层时发现细小划痕；中间接头端内部除了碳化物外，有微小杂物存在。以上缺陷均能引起感应电压放电现象。而钢铠或金属网对铜屏蔽放电，则是目前出现接头故障的主要因素。经过对铜屏蔽一段时间的累积放电，最终击穿电缆主绝缘。2.3 设计缺陷目前35kV电缆屏蔽接地方式均采用两端直接接地。而电缆长度最长是15431m，最短是298m，相差很大。通过表二数据，可以深刻反映出故障中间接头都是发生在长度大于5000m的区间。结合《GB50217-2007 电力工程电缆设计规范》规定以及实际情况，对于屏蔽接地方式的选择，需要根据电缆长度来确定。对于长度大于5000m的35kV电缆，不宜采用两端直接接地，可采用交叉互联接地或其他方式。
3 预防及改造措施针对故障原因分析，建议采取以下3点措施进行预防及改进：
3.1优化电缆敷设方式增长35kV环网电缆长度，将环网电缆采用蛇行敷设方式。当气温上升时，电缆整体性膨胀，将作用力分散在每个电缆转弯处；当气温下降时，电缆整体性收缩后由蛇形趋向直线，这样较目前的直线型敷设来看，能减缓电缆两端收缩尺寸过大的压力。
3.2中间接头技术改造结合电缆当前实际情况，经过技术人员的理论分析和多次反复试验结果证明，可以对原来的中间接头進行改造，并达到抑制中间接头故障的效果。改造中仅需要部分电缆附件耗材，不需要价格较高的电缆中间接头本体。这样，既节省了成本，又节约了人力。
3.3屏蔽基地深入研究针对电缆长度大于5000m的区间，对屏蔽接地方式进行深入研究，目前普遍采用的是交叉互联接地。根据电缆外部敷设条件的实际情况，我们将对接地方式进行进一步的分析研究，完善接地方式。
4 总结对于轨道交通的稳定运行，电力系统安全运行是保证行车的重要组成部分，因此加强电力电缆的运行和维护是保证电力系统安全的基础。只要我们加强电力电缆结构、各部分作用及电缆头制作工艺、维护等方面知识的学习和应用，就能提高电力电缆运行的安全系数，降低因电缆故障给设备运行带来的损失。
参考文献：
[1]GB50217-2007电力工程电缆设计规范
[2]李华春，周作春，陈平.110kV及以上高压交联电缆系统故障分析[J].电力设备，2004.8.p9-13[3]唐炬 朱黎明.高压电缆中间接头局部放电统计特性分析[J].重庆大学学报.2009.8，P965-970.
作者简介：
朱世宇，王鸿，沈阳地铁集团有限公司运营分公司。
[关键词]电缆 中间接头 故障
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-282-01
某城市轨道交通公司供电系35kV等级设备的电缆采用交联聚乙烯电力电缆连接，其完好性对电气设备安全、可靠运行乃至轻轨稳定运行都是非常重要的。自2004年投入运营，随着运营时间的增长，电缆故障率也逐年增加，而电缆中间接头故障占电缆故障的90%。如果我们对电缆中间接头性能、工艺等有深入研究，由此而引发的一系列系统故障，区间停电以及所造成的损失就完全可以减少甚至避免。下面就以往电缆故障原因及影响电缆正常运行因素进行一下研究分析并提出改进方案，以期对今后电缆维护与预防工作有所帮助，更好地保证电缆的稳定运行，促进供电系统的平稳。1 故障情况简介下表为2004年至2011年3月期间电缆故障情况：
类型
时间20042005200620072008200920102011中间接头故障次数10212014电缆其它故障次数01000000电缆总故障次数112 12024接头故障占有率100%0100%100%100%-50%100%
根据上表数据可以明显看出，随着运营时间逐渐增长，电缆中间接头故障次数呈上升趋势，其中在2011年呈突然上升趋势，中间接头故障率占总故障比例达到85%以上。下表显示区间电缆在不同长度时中间接头故障次数与其他故障次数情况：
电缆长度
数量区间的数量中间接头故障次数其它故障次数总故障次数<；1000m10001000-2500100002500-50005000>；50004415
经过表格分析，电缆长度大于5000m的区间是电缆中间接头易发生故障的区域。其中包括2010年6月28日小东庄至军粮城区间、2011年2月18日小东庄至军粮城区间、2011年3月4日小东庄主所至东丽区间环网电缆中间故障。故障现象均为35kV开关柜差动保护动作，区间35kV开关柜Ⅰ；段（或Ⅱ；段）断路器跳闸，所属区间环网电缆退出。技术人员进入现场检查发现，35kV电缆中间接头电缆外护套出现碳化，判断主绝缘已被完全击穿。
2 故障分析35kV电缆有两种截面积型号，即为400 mm2、150 mm2，现敷设方式为等边三角形铺设于电缆桥架上，电缆金属屏蔽和钢凯采用两端直接接地的方式。根据现实情况，有一下几个方面：2.1气候原因该市冬夏气温最高温差达到近50摄氏度，而故障的上行环网电缆明敷设于高架桥上，阳光直射，最高温度将会更高。电缆外护套由于热胀冷缩的原因，冬季收缩，引起电缆内部部分材料发生物理性改变，使得形变较大处电缆不能满足正常运行条件。2.2 施工质量故障的电缆在技术人员进一步的深入剖析发现，电缆中间接头钢铠与防护金属网丝焊接不牢甚至没有焊接，外护套热胀冷缩后，造成钢铠与金属网丝分离；细致观察半导体层时发现细小划痕；中间接头端内部除了碳化物外，有微小杂物存在。以上缺陷均能引起感应电压放电现象。而钢铠或金属网对铜屏蔽放电，则是目前出现接头故障的主要因素。经过对铜屏蔽一段时间的累积放电，最终击穿电缆主绝缘。2.3 设计缺陷目前35kV电缆屏蔽接地方式均采用两端直接接地。而电缆长度最长是15431m，最短是298m，相差很大。通过表二数据，可以深刻反映出故障中间接头都是发生在长度大于5000m的区间。结合《GB50217-2007 电力工程电缆设计规范》规定以及实际情况，对于屏蔽接地方式的选择，需要根据电缆长度来确定。对于长度大于5000m的35kV电缆，不宜采用两端直接接地，可采用交叉互联接地或其他方式。
3 预防及改造措施针对故障原因分析，建议采取以下3点措施进行预防及改进：
3.1优化电缆敷设方式增长35kV环网电缆长度，将环网电缆采用蛇行敷设方式。当气温上升时，电缆整体性膨胀，将作用力分散在每个电缆转弯处；当气温下降时，电缆整体性收缩后由蛇形趋向直线，这样较目前的直线型敷设来看，能减缓电缆两端收缩尺寸过大的压力。
3.2中间接头技术改造结合电缆当前实际情况，经过技术人员的理论分析和多次反复试验结果证明，可以对原来的中间接头進行改造，并达到抑制中间接头故障的效果。改造中仅需要部分电缆附件耗材，不需要价格较高的电缆中间接头本体。这样，既节省了成本，又节约了人力。
3.3屏蔽基地深入研究针对电缆长度大于5000m的区间，对屏蔽接地方式进行深入研究，目前普遍采用的是交叉互联接地。根据电缆外部敷设条件的实际情况，我们将对接地方式进行进一步的分析研究，完善接地方式。
4 总结对于轨道交通的稳定运行，电力系统安全运行是保证行车的重要组成部分，因此加强电力电缆的运行和维护是保证电力系统安全的基础。只要我们加强电力电缆结构、各部分作用及电缆头制作工艺、维护等方面知识的学习和应用，就能提高电力电缆运行的安全系数，降低因电缆故障给设备运行带来的损失。
参考文献：
[1]GB50217-2007电力工程电缆设计规范
[2]李华春，周作春，陈平.110kV及以上高压交联电缆系统故障分析[J].电力设备，2004.8.p9-13[3]唐炬 朱黎明.高压电缆中间接头局部放电统计特性分析[J].重庆大学学报.2009.8，P965-970.
作者简介：
朱世宇，王鸿，沈阳地铁集团有限公司运营分公司。